4.0.1 結(jié)構(gòu)上的各種作用，若在時(shí)間上或空間上可作為相互獨(dú)立時(shí)，則每一種作用均可按對(duì)結(jié)構(gòu)單獨(dú)的作用考慮；當(dāng)某些作用密切相關(guān)，且經(jīng)常以其最大值同時(shí)，出現(xiàn)時(shí)可將這些作用按一種作用考慮。

4.0.2 結(jié)構(gòu)上的作用可按下列性質(zhì)分類：
1 按隨時(shí)間的變異分類：
1）永久作用，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)量值不隨時(shí)間變化，或其變化與平均值相比可以忽略不計(jì)的作用；
2）可變作用，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)其量值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用；
3）偶然作用，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值很大且持續(xù)時(shí)間很短的作用。
2 按隨空間位置的變異分類：
1）固定作用，在結(jié)構(gòu)上具有固定分布的作用；
2）自由作用，在結(jié)構(gòu)上一定范圍內(nèi)可以任意分布的作用。
3 按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)特點(diǎn)分類：
1）靜態(tài)作用，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度可以忽略不計(jì)的作用；
2）動(dòng)態(tài)作用，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的加速度不可忽略不計(jì)的作用。

4.0.3 施加在結(jié)構(gòu)上的荷載宜采用隨機(jī)過(guò)程概率模型描述。
住宅、辦公樓等樓面活荷載以及風(fēng)、雪荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)可模型化為等時(shí)段的矩形波函數(shù)。

4.0.4 荷載的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)和任意時(shí)點(diǎn)荷載的概率分布函數(shù)，應(yīng)以觀測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用參數(shù)估計(jì)和概率分布的假設(shè)檢驗(yàn)方法確定。檢驗(yàn)的顯著性水平可采用0.05。
當(dāng)觀測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足時(shí)，荷載的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)可結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)經(jīng)分析判斷確定。

4.0.5 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)各種極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求采用不同的荷載代表值。永久荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值作為代表值；可變荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值或準(zhǔn)永久值作為代表值。

4.0.6 結(jié)構(gòu)自重的標(biāo)準(zhǔn)值可按設(shè)計(jì)尺寸與材料重力密度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算。對(duì)于某些自重變異較大的材料或結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如現(xiàn)場(chǎng)制作的保溫材料、混凝土薄壁構(gòu)件等），自重的標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，通過(guò)結(jié)構(gòu)可靠度分析，取其概率分布的某一分位值。
可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布的某一分位值確定。
注：當(dāng)觀測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)不足時(shí)，荷載標(biāo)準(zhǔn)值可結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)分析判斷確定。

4.0.7 荷載組合值是當(dāng)結(jié)構(gòu)承受兩種或兩種以上可變荷載時(shí)，承載能力極限狀態(tài)按基本組合設(shè)計(jì)和正常使用極限狀態(tài)按標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)采用的可變荷載代表值。

4.0.8 荷載頻遇值是正常使用極限狀態(tài)按頻遇組合設(shè)計(jì)可采用的一種可變荷載代表值。

4.0.9 荷載準(zhǔn)永久值是正常使用極限狀態(tài)按準(zhǔn)永久組合和頻遇組合設(shè)計(jì)采用的可變荷載代表值。

4.0.10 承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)采用的各種偶然作用的代表值，可根據(jù)觀測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)或工程經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)綜合分析判斷確定。

4.0.11 進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)可能同時(shí)出現(xiàn)的不同種類的作用，應(yīng)考慮其效應(yīng)組合；對(duì)不可能同時(shí)出現(xiàn)的不同種類的作用，不應(yīng)考慮其效應(yīng)組合。
 

條文說(shuō)明

4 結(jié)構(gòu)上的作用

4.0.1 結(jié)構(gòu)上的某些作用，例如樓面活荷載和風(fēng)荷載，它們各自出現(xiàn)與否以及數(shù)值大小，在時(shí)間上和空間上均彼此互不相關(guān)，故稱為在時(shí)間上和在空間上互相獨(dú)立的作用。這種作用在計(jì)算其效應(yīng)和進(jìn)行組合時(shí)，可按單獨(dú)的作用處理。

4.0.2
1 作用按隨時(shí)間的變異分類，是對(duì)作用的基本分類。它直接關(guān)系到概率模型的選擇，而且按各類極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的作用代表值一般與其出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。
1）永久作用的特點(diǎn)是其統(tǒng)計(jì)規(guī)律與時(shí)間參數(shù)無(wú)關(guān)，故可采用隨機(jī)變量概率模型來(lái)描述。例如結(jié)構(gòu)自重，其量值在整個(gè)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)基本保持不變或單調(diào)變化而趨于限值，其隨機(jī)性只是表現(xiàn)在空間位置的變異上。
2）可變作用的特點(diǎn)是其統(tǒng)計(jì)規(guī)律與時(shí)間參數(shù)有關(guān)，故必須采用隨機(jī)過(guò)程概率模型來(lái)描述。例如樓面活荷載、風(fēng)荷載等。
3）偶然作用的特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)其量值是很大的。例如爆炸、撞擊、罕遇的地震等。
2 作用按隨空間位置的變異分類，是由于進(jìn)行荷載效應(yīng)組合時(shí)，必須考慮荷載在空間的位置及其所占面積大小。
1）固定作用的特點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的空間位置固定不變，但其量值可能具有隨機(jī)性。例如，房屋建筑樓面上位置固定的設(shè)備荷載、屋蓋上的水箱等。
2）自由作用的特點(diǎn)是可以在結(jié)構(gòu)的一定空間上任意分布，出現(xiàn)的位置及量值都可能是隨機(jī)的。例如，樓面的人員荷載等。
3 作用按結(jié)構(gòu)的反應(yīng)分類，主要是因?yàn)檫M(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，對(duì)某些出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)上的作用需要考慮其動(dòng)力效應(yīng)（加速度反應(yīng)）。作用劃分為靜態(tài)或動(dòng)態(tài)作用的原則，不在于作用本身是否具有動(dòng)力特性，而主要在于它是否使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可忽略的加速度。有很多作用，例如民用建筑樓面上的活荷載，本身可能具有一定的動(dòng)力特性，但使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的動(dòng)力效應(yīng)可以忽略不計(jì)，這類作用仍應(yīng)劃為靜態(tài)作用。
對(duì)于動(dòng)態(tài)作用，在結(jié)構(gòu)分析時(shí)一般均應(yīng)考慮其動(dòng)力效應(yīng)。有一部分動(dòng)態(tài)作用，例如吊車荷載，設(shè)計(jì)時(shí)可采用增大其量值（即乘以動(dòng)力系數(shù)）的方法按靜態(tài)作用處理。另一部分動(dòng)態(tài)作用，例如地震作用、大型動(dòng)力設(shè)備的作用等，則須采用結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。
作用按時(shí)間、按空間位置、按結(jié)構(gòu)反應(yīng)進(jìn)行分類，是三種不同的分類方法，各有其不同的用途。例如吊車荷載，按隨時(shí)間變異分類為可變作用，按隨空間位置變異分類為自由作用，按結(jié)構(gòu)反應(yīng)分類為動(dòng)態(tài)作用。每種作用按此分類方法各屬何類，需依據(jù)作用的性質(zhì)具體確定。本條中的舉例，旨在說(shuō)明分類的基本概念，而不是全部的分類。

4.0.3 施加在結(jié)構(gòu)上的荷載，不但具有隨機(jī)性質(zhì)，而且一般還與時(shí)間參數(shù)有關(guān)，所以用隨機(jī)過(guò)程來(lái)描述是適當(dāng)?shù)摹?br /> 在一個(gè)確定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T內(nèi)，對(duì)荷載隨機(jī)過(guò)程作一次連續(xù)觀測(cè)（例如對(duì)某地的風(fēng)壓連續(xù)觀測(cè)50年），所獲得的依賴于觀測(cè)時(shí)間的數(shù)據(jù)就稱為隨機(jī)過(guò)程的一個(gè)樣本函數(shù)。每個(gè)隨機(jī)過(guò)程都是由大量的樣本函數(shù)構(gòu)成的。
荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)是十分復(fù)雜的，它隨荷載的種類不同而異。目前對(duì)各類荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)及其性質(zhì)了解甚少。對(duì)于常見(jiàn)的樓面活荷載、風(fēng)荷載、雪荷載等，為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，采用了平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程概率模型，即將它們的樣本函數(shù)統(tǒng)一模型化為等時(shí)段矩形波函數(shù)，矩形波幅值的變化規(guī)律采用荷載隨機(jī)過(guò)程｛Q（t），t∈[0，T]｝中任意時(shí)點(diǎn)荷載的概率分布函數(shù)F_Q（x）＝P｛Q（t₀）≤x，t₀∈[0，T]｝來(lái)描述。
對(duì)于永久荷載，其值在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)基本不變，從而隨機(jī)過(guò)程就轉(zhuǎn)化為與時(shí)間無(wú)關(guān)的隨機(jī)變量｛G（t）＝G，t∈[0，T]｝，所以樣本函數(shù)的圖像是平行于時(shí)間軸的一條直線。此時(shí)，荷載一次出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間τ＝T，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的時(shí)段數(shù)r＝T/τ＝1，而且在每一時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)的概率p＝1。
對(duì)于可變荷載（住宅、辦公樓等樓面活荷載及風(fēng)、雪荷載等），其樣本函數(shù)的共同特點(diǎn)是荷載一次出現(xiàn)的持續(xù)時(shí)間τ＜T，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的時(shí)段數(shù)r＞1，且在T內(nèi)至少出現(xiàn)一次，所以平均出現(xiàn)次數(shù)m＝pr≥1。不同的可變荷載，其統(tǒng)計(jì)參數(shù)τ、p以及任意時(shí)點(diǎn)荷載的概率分布函數(shù)F_Q（x）都是不同的。
對(duì)于住宅、辦公樓樓面活荷載及風(fēng)、雪荷載隨機(jī)過(guò)程的樣本函數(shù)采用這種統(tǒng)一的模型，為推導(dǎo)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載的概率分布函數(shù)和計(jì)算組合的最大荷載效應(yīng)（綜合荷載效應(yīng)）等帶來(lái)很多方便。
當(dāng)采用一次二階矩極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法時(shí)，必須將荷載隨機(jī)過(guò)程轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載

因T已規(guī)定，故Q_T是一個(gè)與時(shí)間參數(shù)t無(wú)關(guān)的隨機(jī)變量。
各種荷載的概率模型必須通過(guò)調(diào)查實(shí)測(cè)，根據(jù)所獲得的資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析后確定，使之盡可能反映荷載的實(shí)際情況，并不要求一律選用平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程這種特定的概率模型。

4.0.4 任意時(shí)點(diǎn)荷載的概率分布函數(shù)F_Q（x）是結(jié)構(gòu)可靠度分析的基礎(chǔ)。它應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用χ²檢驗(yàn)或K-S檢驗(yàn)等方法，選擇典型的概率分布如正態(tài)、對(duì)數(shù)正態(tài)、伽馬、極值Ⅰ型、極值Ⅱ型、極值Ⅲ型等來(lái)擬合，檢驗(yàn)的顯著性水平統(tǒng)一取0.05。顯著性水平是指所假設(shè)的概率分布類型為真而經(jīng)檢驗(yàn)被拒絕的最大概率。
荷載的統(tǒng)計(jì)參數(shù)，如平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、變異系數(shù)等，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，按數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的參數(shù)估計(jì)方法確定。當(dāng)統(tǒng)計(jì)資料不足而一時(shí)又難以獲得時(shí)，可根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)經(jīng)適當(dāng)?shù)呐袛啻_定。

4.0.5 荷載代表值有荷載的標(biāo)準(zhǔn)值、組合值、頻遇值和準(zhǔn)永久值，本次修訂中增加了頻遇值。根據(jù)各類荷載的概率模型，荷載的各種代表值均應(yīng)具有明確的概率意義。

4.0.6 根據(jù)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法的要求，荷載標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布的某一分位值確定。在原標(biāo)準(zhǔn)的編制過(guò)程中，各類荷載的標(biāo)準(zhǔn)值維持了當(dāng)時(shí)規(guī)范的取值水平，只對(duì)個(gè)別不合理者作了適當(dāng)調(diào)整。
各類荷載標(biāo)準(zhǔn)值的取值水平分別為：
永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值一般相當(dāng)于永久荷載概率分布（也是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載概率分布）的0.5分位值，即正態(tài)分布的平均值。對(duì)易于超重的鋼筋混凝土板類構(gòu)件（屋面板、樓板等）的調(diào)查表明，其標(biāo)準(zhǔn)值相當(dāng)于統(tǒng)計(jì)平均值的0.95倍。由此可知，對(duì)大多數(shù)截面尺寸較大的梁、柱等承重構(gòu)件，其標(biāo)準(zhǔn)值按設(shè)計(jì)尺寸與材料重力密度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，必將更接近于重力概率分布的平均值。
對(duì)于某些重量變異較大的材料和構(gòu)件（如屋面的保溫材料、防水材料、找平層以及鋼筋混凝土薄板等），為在設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用統(tǒng)一的永久荷載分項(xiàng)系數(shù)而又能使結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有規(guī)定的可靠指標(biāo)，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)根據(jù)對(duì)結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，通過(guò)結(jié)構(gòu)可靠度分析，取重力概率分布的某一分位值確定，例如0.95或0.05分位值。計(jì)算分析表明，按第7章給出的設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)，對(duì)承受自重為主的屋蓋結(jié)構(gòu)，由保溫、防水及找平層等產(chǎn)生的恒荷載宜取高分位值的標(biāo)準(zhǔn)值，具體數(shù)值應(yīng)符合荷載規(guī)范的規(guī)定。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，新修訂的荷載規(guī)范規(guī)定的樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值（2.0kN/m²），對(duì)于辦公樓樓面活荷載相當(dāng)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載平均值加3.16倍標(biāo)準(zhǔn)差，對(duì)于住宅樓面活荷載相當(dāng)于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大荷載平均值加2.38倍標(biāo)準(zhǔn)差。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，荷載規(guī)范規(guī)定的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值接近于設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期最大風(fēng)荷載的平均值。某些部門和地區(qū)曾反映，對(duì)于風(fēng)荷載較敏感的高聳結(jié)構(gòu)，規(guī)范規(guī)定的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值偏低，有些輸電塔還發(fā)生過(guò)風(fēng)災(zāi)事故。新修訂的建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范已將風(fēng)、雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值由原來(lái)規(guī)定的“三十年一遇”值，提高到“五十年一遇”值。

4.0.7 荷載組合值是對(duì)可變荷載而言的，主要用于承載能力極限狀態(tài)的基本組合中，也用于正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)組合中。組合值是考慮施加在結(jié)構(gòu)上的各可變荷載不可能同時(shí)達(dá)到各自的最大值，因此，其取值不僅與荷載本身有關(guān)，而且與荷載效應(yīng)組合所采用的概率模型有關(guān)。荷載組合值系數(shù)S_Gk可根據(jù)荷載在組合后產(chǎn)生的總作用效應(yīng)值在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的超越概率與考慮單一作用時(shí)相應(yīng)概率趨于一致的原則確定，其實(shí)質(zhì)是要求結(jié)構(gòu)在單一可變荷載作用下的可靠度與在兩個(gè)及以上可變荷載作用下的可靠度保持一致。

4.0.8 荷載頻遇值也是對(duì)可變荷載而言的，主要用于正常使用極限狀態(tài)的頻遇組合中。根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 2394：1998，頻遇值是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過(guò)該值的總持續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比值小于0.1的荷載代表值。

4.0.9 荷載準(zhǔn)永久值也是對(duì)可變荷載而言的。主要用于正常使用極限狀態(tài)的準(zhǔn)永久組合和頻遇組合中。準(zhǔn)永久值反映了可變荷載的一種狀態(tài)，其取值系按可變荷載出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短確定。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 2394：1998中建議，準(zhǔn)永久值根據(jù)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)荷載達(dá)到和超過(guò)該值的總持續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比值為0.5確定。對(duì)住宅、辦公樓樓面活荷載及風(fēng)雪荷載等，這相當(dāng)于取其任意時(shí)點(diǎn)荷載概率分布的0.5分位值。準(zhǔn)永久值的具體取值，將由建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范作出規(guī)定。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，準(zhǔn)永久值主要用于考慮荷載長(zhǎng)期效應(yīng)的影響。

4.0.10 目前，由于對(duì)許多偶然作用尚缺乏研究，缺少必要的實(shí)際觀測(cè)資料，因此，偶然作用的代表值及有關(guān)參數(shù)，常常只能根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)、建筑物類型等情況，經(jīng)綜合分析判斷確定。對(duì)有觀測(cè)資料的偶然作用，則應(yīng)建立符合其特性的概率模型，給出有明確概率意義的代表值。