结构可靠度报告Word文档下载推荐.docx

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楼面活荷载可分为楼面持久性活荷载和楼面临时性活荷载。

宿舍楼楼面持久性活荷载，包括室内的家具、日用品、电器设备、书籍及常住人员的重量（考虑地面二次装修），各个房间的持久性活荷载均以实测重量为准。

宿舍楼楼面临时性活荷载包括聚会、串门等短期人员集中，临时性重物及房屋维修时材料和工具的临时堆放，在调查时将各个房间的临时性活荷载中人员体重人为规定为男生65kg，女生50kg。

调查时根据不同的荷载类型，采用不同的方法。

在宿舍楼楼面持久性活荷载调查时，需量测房间尺寸、家具、日用品、电器设备、书籍等的布置情况，并实际称量或估计其重量，同时记录该房间的常住人口数以及其体重。

临时性活荷载采用对住户进行口头调查的方式，询问房间的最多聚集人数，同时称量其临时性堆积物重量。

对于房间面积，男生宿舍进行了地面第二次装修，故采用数瓷砖的方法计算房间面积，瓷砖尺寸为0.5m*0.5m，由此算得男生宿舍面积为28.5m2，女生宿舍未进行地面第二次装修，有皮尺测得面积为20.8m2。

1.3调查方法

对于不同大小和类型的物品，我们测量不同物品的方法：

1、直接称重型：

宿舍人员、电脑、鱼缸、衣服、鞋靴、小型家具（凳子等），以及各种中小型私人物品

2、间接测量型：

衣柜、桌子等

3、调查、咨询型：

洗衣机、地面二次装饰等

4、已知数据型：

床架、床板

下面对各测量方法进行举例说明：

1、直接称重型

下图是在进行临时性活荷载调查时，对食物进行称量。

对于人员体重、电脑以及其他便于称量的物品我们均采用直接称量法。

2、间接测量型

①对于衣柜：

衣柜高度较高，且体积较大，我们通过测量一定面积的衣柜面板重量，再测量出整个衣柜所用板材面积，由此求出整个衣柜重量。

通过测量得到该面板的尺寸为0.5m*1.7m，其重量为11kg，可求得其面密度为12.95kg/m2。

四人间宿舍有大衣柜两个，柜子一个，其总重量为298.627kg。

六人间有大衣柜两个、小衣柜两个、柜子一个，共432.012kg。

各宿舍衣柜重量均以此次测量为准（不包含柜内物品）。

②对于桌子：

由于桌子长度较长，若进行直接测量需要四台电子称，由于小组内部只有两台电子称，故采用如下方案

进行测量：

根据力学知识，对右端点求合力矩，其合力矩为零，由此可知其重量G为电子称读数的两倍。

③书籍：

宿舍内部书籍数量巨大，若直接进行测量，则工作很繁琐，由于大部分书籍可分为A4和B5两种，故在测量时我们选择先测量两种尺寸书籍半米长度的重量，然后通过皮尺测量其总体长度，继而求出全部书籍质量。

3、调查、咨询型

对于大型的洗衣机、电器等，我们采用根据其型号在网上对应查找的方式来获得其质量参数。

对于地面第二次装饰，楼板装修时为了达到施工的要求，须先铺设10~30mm厚的水泥砂浆，再铺设地板，这样使楼板的厚度增加了30~50mm，增加了楼面的荷载，此处我们只计瓷砖的质量，从网上的参数来看，普通瓷砖的质量为20.8kg/m2。

4、已知数据型

对于床架和床板，我们在对学长的数据进行检验后，男生双人床采用70.6kg，女生双人床采用67kg，男生单人床采用45.7kg。

1.4调查结果

本次共调查了30间宿舍，总面积778m2。

调查范围涉及了男生宿舍和女生宿舍，其中还包含四人间和六人间宿舍，基本包含了土建学院宿舍类型。

其具体楼面活荷载数值在下一节进行重点介绍。

二、楼面活荷载的统计分析与概率模型

楼面活荷载在空间上具有很大的任意性，使其统计规律更加复杂，通常将其等效成均布荷载来处理。

因此，首先需研究楼面等效均布活荷载的确定方法，并将实测的家具、物品等重量进行等效，才能计算出持久性和临时性楼面活荷载的等效荷载值，并利用数理统计方法研究楼面活荷载的概率分布模型。

2.1楼面均布活荷载的确定方法

在此次调查中，我们采用室面积平均荷载法，又称荷载密度法或荷载集度法，是以每个房间实测总荷载除以该房间实际面积作为等效均布活荷载。

用公式表示为：

式中：

G——房间内各家具或物品的重量和（．，为房间内第件家具或物品的重量）；

该方法理论上虽然不很严格，但对其结果估计不会有严重影响，而对调查和统计工作却可得到很大的简化。

2.2持久性活荷载的统计分析与概率分布

通过对持久性楼面荷载的统计和计算，我们得到下列数据：

样本数据

处理结果（持久性

活载）

KN/m2

0.9068

0.8314

0.8674

0.8112

0.7484

0.8705

0.7472

0.7448

0.7439

0.8023

0.7913

0.7826

0.7337

0.731

0.78997

0.74567

0.7449

0.691

0.7735

0.7882

0.6568

0.6621

0.6958

0.6396

0.6002

0.6291

0.6896

0.6925

0.5952

0.7365

继而利用Mathematica对样本进行统计分析，具体步骤如下：

继而求出该样本的均值μx、标准差σx、方差σx2以及变异系数δ。

由此算得μx=0.741438，σx=，此直方图呈现明显偏态，假定服从极值Ⅰ型分布。

为检验荷载密度分布是否服从极值Ⅰ型分布，下面进行极值Ⅰ型分布的检验。

作假设：

故极值Ⅰ型分布为：

用软件拟合可得到如下图像，其所得的密度函数图与频数图的分布状态大体吻合。

接着采用χ2检验法进一步检验,将数据分为5组（每个区间通常包含不少于五个数据，数据少于五个的区间并入相邻区间，下表中部分为包含4个数据的区间），其统计量的计算结果见下表：

区间

0.55~0.65

4

0.07801

2.34

2.7556

1.17761

0.65~0.70

6

0.249938

7.49814

2.24442

0.29933

0.70~0.75

9

0.286348

8.5914

0.166954

0.019433

0.75~0.80

5

0.193884

5.81652

0.6667

0.114623

0.80~0.95

0.174195

5.22585

0.05101

0.009761

总偏差1.6208

由于在建立假设时，对给了两个参数估计值，因此统计量D值服从参数n=5-2-1=2的χ2分布。

取检验的显著性水平α=5%，临界值χ20.05

（2）=5.992，易见，D<

χ20.05

（2），因此可认为α=5%水平上楼面活荷载服从极值Ⅰ型分布。

为检验持久性楼面活荷载密度分布是否还服从对数正态分布，下面进行对数正态分布的检验。

已知：

μx=0.741438σx=

故对数正态分布为

用软件拟合可得如右图像：

0.110526

3.31578

0.468157

0.141191

0.195644

5.86932

0.017077

0.00291

0.255822

7.67466

1.756526

0.228873

0.218307

6.54921

2.400052

0.366464

0.209713

6.29139

1.667688

0.265075

总偏差1.004513

χ20.05

（2），因此可认为α=5%水平上持久性楼面活荷载服从对数正态分布。

其标准值按照极值Ⅰ型分布进行计算（临时性活荷载亦照此方法检验计算）。

2.2临时性活荷载的统计分析与概率分布

与永久性活荷载一样，运用Mathematica进行分析：

继而求出其均值μx、标准差σx、。

由软件算得μx=，σx=，为检验荷载密度分布是否服从极值Ⅰ型分布，下面进行极值Ⅰ型分布的检验。

用软件拟合可得：

接着采用χ2检验法进一步检验,将数据分为7组，其统计量的计算结果见下表：

0.045~0.065

0.140137

4.20411

0.070264

0.016713

0.065~0.075

0.189119

5.67357

0.044822

0.0079

0.075~0.085

0.203515

6.10545

0.03258

0.005336

0.085~0.095

0.166632

4.99896

1.16438

0.232924

0.095~0.105

3

0.11648

3.4944

0.302019

0.086429

0.105~0.115

0.074366

2.23098

0.534203

0.239448

0.115~0.145

0.086997

2.60991

1.811417

0.694053

总偏差1.282804

其服从n=4的χ2分布。

取检验的显著性水平α=5%，临界值χ20.05（4）=9.488，易见，D<

χ20.05（4），因此可认为α=5%水平上临时性楼面活荷载服从极值Ⅰ型分布。

为检验临时性楼面活荷载密度分布是否还服从对数正态分布，下面进行对数正态分布的检验。

μx=0.0868935σx=

用软件拟合可得如下图像：

接着采用χ2检验法进一步检验,将数据分为7组（每个区间通常包含不少于五个数据，数据少于五个的区间并入相邻区间，下表中部分为包含4和3个数据的区间），其统计量的计算结果见下表：

4.69842

0.48779

0.10382

0.170327

5.10981

0.792438

0.155082

0.189615

5.68845

0.097063

0.017063

0.166709

5.00127

1.002542

0.200457

0.124195

3.72585

0.526858

0.141406

0.082184

2.46552

0.285669

0.115866

0.0938485

2.815455

1.403147

0.498373

总偏差1.232067

χ20.05（4），因此可认为α=5%水平上临时性楼面活荷载服从对数正态分布。

三、楼面活荷载标准值的确定

在设计基准期内，按《统一标准》的荷载组合原则，楼面活荷载考虑以下两种组合方式：

第一种是持久性活荷载在设计基准期内的最大值加上临时性活荷载的任意时点分布值，即：

第二种是持久性活荷载的任意时点分布值加上临时性活荷载在设计基准期内的最大值，即：

以上两式中表示楼面持久性活荷载，表示楼面临时性活荷载，加角标T表示设计基准期内荷载的最大值。

此次调查按面积平均荷载法计算的楼面持久性活荷载与临时性活荷载的组合（T=50年），具体计算如下：

设，，…，相互独立且均服从同一极值Ⅰ型分布，则最大随机变量，，…，}的确切分布为：

由此可见，当原始分布为极值Ⅰ型分布时，最大值如的确切分布函数也是极值Ⅰ型分布，其标准差保持不变，平均值为，换句话说，最大值的平均值等于原始分布的平均值位移的距离。

若设计基准期T=50年，则荷载平均出现次数m=5，可由上式得到楼面持久性活荷载的最大值分布为：

此时其中

按《建筑结构可靠度设计统一标准》的规定，标准值应为设计基准期50年内荷载最大值分布的某一个分位值。

我国对住宅楼面活荷载标准值的取值相当于住宅在设计基准期内最大的活荷载值加2.37倍标准差，保证率为97.4％，取相同参数。

同理可得到临时性活荷载最大值分布为：

其具体数据如下面两表所示：

楼面持续性活荷载的统计参数表

类型

均值

标准差

a

任意时点

0.741438

0.07748

16.5537

0.70657

设计基准期内

0.83835

0.8083

楼面临时性活荷载的统计参数表

0.08689

0.02257

56.8337

0.07674

0.1152

0.10506

对于第一种组合：

对于第二种组合：

设计基准期内住宅楼面活荷载的统计参数应选两种组合的最大值，即第一种组合。

故有

该值具有97.4％的保证率。

四、结语

以上便是我们组在此次调查中的全部过程以及结论，要再次感谢各位组员对我工作的配合和支持，也要感谢老师的悉心指导。

该调查使我们对楼面活荷载有了直观的认识，同时也锻炼了我们的实践能力，对于个人来说，使得我掌握了数学软件的运用，相信对于其他组员来说也一定收获颇丰。

在以上的报告中，由于个人水平有限，错误也在所难免，还望老师批评指正。

参考文献

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西安建筑科技大学，2005.

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[4]牛建刚,牛荻涛.住宅结构楼面荷载的调查与统计分析[J].西安建筑科技大学学报.2006（04）.