《荷载与结构设计方法》课件 第6、7章 荷载统计分析与荷载组合、 结构抗力统计分析.pdf

《荷载与结构设计方法》第3版，高等教育出版社，白国良主编刘明副主编；课件制作：刘明，刘瀚卿

第六章荷载统计分析与荷载组合

【本章学习目标】

1、熟悉设计基准期的基本定义、荷载的统计要素与参数、

荷载概率模型的概念与建立方法、概率分布函数的定义

与计算方法；掌握荷载代表值（标准值、频遇值、准永

久值和组合值）和设计值的定义与确定方法。

2、熟悉荷载统计分析的内容，掌握永久荷载、楼面活荷载、

风荷载和雪荷载的统计分析方法。

3、熟悉荷载组合的含义，掌握组合原则与各类荷载组合的

计算方法。

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概述第六章荷载统计分析与荷载组合

设计基准期：为确定可变荷载而选用的时间参数。

荷载统计要素

（1）出现一次的平均持续时间，即出现一次荷载的时段

长度T/r；

（2）在每一时段上，荷载出现的概率；

（3）荷载随机过程的任意时点分布；

荷载统计参数

荷载的统计参数表示荷载取值的平均水平和分散程度的数

字特征，诸如平均值、标准差、变异系数等，通常根据实测

数据，按照数理统计的参数估计方法确定。

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概述第六章荷载统计分析与荷载组合

为了简化起见，对于常见的楼面活荷载、风荷载、雪荷载等采

用了平稳二项随机过程概率模型，基本假定如下：

(1)设计基准期可以等分为，荷载一次持续施加于结构上的时

段长度，或认为设计基准期内荷载均匀变动次数rT/

(2)在每一时段上,荷载出现的概率p，不出现的概率q（q1-p）

(3)在每一时段上，荷载出现时，其幅值是非负随机变量，且在

不同时段上其概率分布函数FQ(x)相同

(4)不同时段上荷载幅值随机变量是相互独立的，且与在各时

段上荷载是否出现也相互独立

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概述第六章荷载统计分析与荷载组合

随机过程{Q(t)G，t0,T}

的样本函数模型化为等时段

的矩形波函数。

永久荷载不随时间发

生变化或随时间发生变化

的程度很小，所以可以采

用随机变量模型描述。

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概述第六章荷载统计分析与荷载组合

结构或结构构件的自重一般认为服从正态分布。可变荷载

随时间不断变化，需采用随机过程概率模型描述。建筑结构活

荷载的概率模型理论上可用泊松方波过程模型或滤过泊松过程

模型描述。由于两种随

机过程模型比较复杂，

实际中应用的是进一步

简化的平稳二项随机过

程模型。

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概述第六章荷载统计分析与荷载组合

对结构进行可靠度分析时，各种基本变量通常都是按

随机变量考虑的，为此，必须将荷载随机过程转化为设计

基准期最大荷载。Q是一个与时间参数t无关的随机变量。

T

任意时段的荷载概率分布函数为：

在设计基准期T内最大荷载值Q的概率分布函数为：