可变作用

数学术语

可变作用是指在设计基准期内，其量值随时间变化且其变化与平均值相比不可忽略的作用。其中直接作用也称活荷载，如车辆荷载及其他可移动荷载，安装荷载，风荷载，雪荷载，温度变化，水压力，波浪力，常遇地震以及水位变动情况下的水压力等；而间接作用有温度变化、常遇烈度的地震等。

基本介绍

可变作用包括风荷载、雪荷载、楼面活荷载等，对其标准值、频遇值、准永久值等代表值的推断是建立结构设计与评定方法的基础。可变作用通常服从极大值I型分布，利用其代表值与各分布参数之间的关系，通过对分布参数的估计，推断可变作用的代表值，其中分布参数的估计方法包括矩法、极大似然法、概率权值法、线性最小二乘法等。这些均为点估计法，主要适用于大样本( 测试数据充足) 的情形。但在工程实际中可变作用的测试数据并不总是充足的。例如，推断某些地区的风荷载、雪荷载时，相应的气象记录可能不充足；评定特定既有结构的可靠性时，如需对其楼面活荷载进行统计推断，测试数据也往往不充足。在所获数据为小样本的情形下，若采用点估计法进行推断，往往导致推断结果因统计不确定性的影响而偏小，而更合理的选择是采用适合小样本的推断方法。

对于恒荷载，GB50292—1999《民用建筑可靠性鉴定标准》已提出推断其标准值的小样本方法，但可变作用的概率分布形式与恒荷载的概率分布形式不同，因此并不能采用相同的方法推断可变作用的代表值。在机械、电子等领域，对于服从威布尔分布的产品寿命，通常根据威布尔分布与极小值 I 型分布的关系，利用极小值 I 型分布分位值的线性回归推断方法，推断产品的可靠寿命，它可在不同的置信度下考虑统计不确定性的影响，适用于小样本的情形。由于极大值 I 型分布与极小值 I 型分布同属极值参数分布族，可相互转换，因此利用极小值 I 型分布分位值的线性回归推断方法，同样可建立可变作用代表值的小样本推断方法。

推断方法

标准值：目前，依据概率分布定义或解释可变作用标准标值的方式有两种：1) 依据任意时点值的概率分布，如针对风荷载、雪荷载； 2) 依据设计基准期内最大值的概率分布，如针对民用建筑楼面活荷载。

频遇值和准永久值：可变作用的频遇值指在设计基准期内被超越的总时间与设计基准期的比率较小的作用值；或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。可通过频遇值系数 ( φf≤1) 对作用标准值的折减来表示，通常

取值为0.1。准永久值指在设计基准期内被超越的总时间与设计基准期的比率较大的作用值。可通过准永久值系数

φq≤1对作用标准值的折减来表示，通常取值为0.5。

设计值：分项系数法中，可变作用的设计值xd为标准值与分项系数的乘积。

可变作用的任意时点值通常服从极大值 I 型分布，其代表值一般可表达为该分布的某一分位值。由于极大值 I 型分布与极小值 I 型分布同属于极值参数分布族，可相互转换，因此，对可变作用代表值的推断可借用目前极小值 I 型分布分位值的线性回归推断方法。该法可在不同的置信度下考虑统计不确定性的影响，用于小样本的场合，在机械、电子等领域产品寿命的推断中有着广泛的应用。

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