结构概率可靠度设计法

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1、第10章结构概率可靠度设计法第一节结构设计目标一、建筑结构的安全等级二、结构设计可靠指标第二节结构概率可靠度的直接设计法第三节结构概率可靠度设计的实用表达式一、单一系数设计表达式二、分项系数设计表达式三、规范设计表达式1第一节结构设计目标一、建筑结构的安全等级--结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性一级、二级、三级建筑物中各类结构构件的安全等级，宜与整个结构的安全等级相同。对其中部分结构构件的安全等级可进行调整，但不得低于三级。安全等级破坏后果建筑物类型一级很严重重要的房屋二级严重一般的房屋三级不严重次要的房屋建筑结构的安全等级2确定

2、[]考虑的因素：①公众心理--对危险率的心理承受力事故类比法②结构重要性--结构的安全等级（一级、二级、三级）③结构破坏性质--脆性结构的[]应高于延性结构的[]延性破坏--结构构件在破坏前有明显的变形或其他预兆脆性破坏--结构构件在破坏前无明显的变形或其他预兆④社会经济承受力经济优化法⑤不同的极限状态-承载能力极限状态下的目标可靠指标应高于正常使用极限状态下的目标可靠指标。二、结构设计可靠指标[]结构可靠———最佳平衡点———经济3①事故类比法（公众心理）赛车是危险的；飞机是安全的；电击雷击几乎不可能的可接受危险率：胆大的人：10-3/年；谨慎的人：10-4/年；10-

3、5/年一般人都不考虑其危险性对工程结构，年失效概率10-4/年较安全；10-5/年安全；10-6/年很安全在设计基准期50年内，pf<510-3结构较安全pf<510-4结构安全pf<510-5结构很安全→=2.5-4.0（P140表9-1）可靠指标[]的确定方法4②经济优化法结构目标可靠度水准：应综合考虑，平衡结构失效后果或损失与采取措施降低失效概率所需费用，力求降低结构在其寿命期的总费用Cfot=Cb+Cm+PfCfCb：房屋成本；Cm：预期维护和拆除费用；Cf：失效费用；Pf：寿命期失效概率可靠指标[]的确定方法5③经验校准法采用本书可靠度分析方法对原结构设

4、计规范(我国的七四系列结构设计规范)进行反演分析，以确定原结构设计规范隐含的可靠度水准。以此为基础，综合考虑确定目标可靠度水准.经验校准法提出的基本背景:事故类比法以及经济优化法尚存在相当困难（计算失效概率与结构实际失效概率存在较大差异，后者相当多是人的过失造成的）经验校准法得以成立的基础:1）已有工程实践失效概率极小，可靠度总体是合理的、可接受的.2）新旧规范继承性，不能太脱节可靠指标[]的确定方法6GB50068-2001规定[]值现有结构构件的可靠度分析（采用“校准法”），并考虑使用经验和经济因素等确定。~安全等级（一级、二级、三级）破坏类型（延性破坏、脆性破

5、坏）破坏类型安全等级一级二级三级延性破坏3.73.22.7脆性破坏4.23.73.2建筑结构构件承载力极限状态的可靠指标[]7《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283—1999)公路桥梁结构承载能力极限状态的目标可靠指标[β]值破坏类型安全等级一级二级三级延性破坏4.74.23.7脆性破坏5.24.74.2公路路面结构的目标可靠指标[β]值安全等级一级二级三级目标可靠指标1.641.281.048结构构件正常使用极限状态的可靠度指标，根据其作用效应的可逆程度宜取0-1.5，可逆程度较高的结构构件取较低值，可逆程度较低的结构构件取较高值。不可逆极限状态~产生超越

6、状态的作用被移掉后，仍将永久保持超越状态的一种极限状态（裂缝，渗漏）可逆极限状态~产生超越状态的作用被移掉后，将不再保持超越状态的一种极限状态（变形，振动）2.73.23.74.2pf3.510-36.910-41.110-41.310--5可靠指标与失效概率运算值pf的关系《规范》GB50068以建筑结构安全等级为二级时延性破坏的[]值作为基准，其他情况下相应增减0.59设计要求及目标结构设计的总要求是：结构的抗力R应大于或等于结构的综合荷载效应S。即R-随机变量S-随机变量无法绝对满足该要求只能在一定概率意义下满足要求，即失效概率Pf可接受的程度10第二节

7、结构概率可靠度的直接设计法结构概率可靠度的直接设计法（直接基于结构可靠度分析理论的设计方法）：根据预先给定的目标可靠度指标[β]及各基本变量的统计特征，通过可靠度计算公式反求结构构件抗力，然后进行构件截面设计的一种方法。即β≥[β]或Pf≤[Pf]该方法主要应用于以下方面：(1)在特定情况下，直接设计某些重要的工程（核电设施、海上平台以及大型水坝等）(2)根据规定的可靠度，核准分项系数模式中的分项系数(3)对不同设计条件下的结构可靠度进行一致性对比一、定义重要工程结构采用直接设