关于钢－混凝土组合梁可靠度的研究

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1、关于钢－混凝土组合梁可靠度的研究//.paper.edu.cn关于钢－混凝土组合梁可靠度的研究金振士（同济大学上海200092）摘要：采用《建筑结构设计统一标准》介绍的可靠度计算理论与方法，分别计算了钢筋混凝土梁和钢-混凝土组合梁的可靠度指标β。计算结果表明，按现行规范规定的强度设计值计算所得的组合梁的可靠度指标明显偏高，这可能使组合梁的工程应用偏于保守，不够经济。关键词：可靠度；可靠度指标；钢-混凝土组合梁一引言在我国，目前没有专门的关于钢－混凝土结构的规范，许多问题尚未研究或规范化。以抗力分项系数Rγ为例，EC4规定混凝土cγ＝1.5、钢yγ＝1.10、钢筋

2、sγ＝1.15；而在我国，目前钢－混凝土组合梁的材料设计强度取值按规范（1）：钢梁钢材的强度设计值同于钢结构构件的强度设计值，对翼板的混凝土的按混凝土构件的抗压强度设计值取用。但事实上，和是基于各自构件的概率统计参数值和一定的目标可靠度指标yfcfyfcf0β计算而得；由于钢－混凝土组合梁有自身的统计参数值，若在承载力计算时直接套用和，可能引起可靠度β的变化。故有必要进行这方面的研究，以判断按现行规范规定的强度设计值计算而得的β值是否偏高或偏低。yfcf二可靠度分析方法简介1、结构可靠度是指结构在预定条件下和预定使用期限内完成预定功能的概率。其决定因素主要有构件

3、综合抗力R和荷载综合效应S，这些因素又进一步细分为材料性能不定性、构件几何尺寸不定性、计算模式不定性及荷载变异性等。因此，实际结构中影响构件可靠度的因素常为多个随即变量。一般将包含n个随即变量的线性或非线性极限状态函数表示为：Z=()nXXXg,,,21L若每个随即变量都服从正态分布，则β可由它们的平均值i??和均方差iσ计算而得：-1-//.paper.edu.cn()()()()??????????????????????????=????????????????????????????????=+=∑===30,,2cos1cos**2*121***nni

4、iXXiiXXiiiiiiXXXgXgXgXiiiiLσσθσθβ??用迭代法可求得β值：（1）假设一组，一般假设*iXiXiX??=*（2）计算iiXXiXg=????，利用（2）式计算iθcos（3）由（1）式计算各值，将之代入（3）式可得*iX1β（4）将1β代入（1）式，求得一组新的，返回步骤（1）重新进行迭代，直至最后两次迭代求得的*iXβ值之差小于允许误差为止。若基本变量X的概率分布为非正态分布时，可先将其转化为当量正态变量()''',σ??X，再按正态变量处理。2、对构件承载能力极限状态函数：QGRZ????=其中R为

5、构件抗力，G为恒载效应，Q为活载效应。计算β值步骤如下：（1）求出各变量的统计参数：GGRRσ??σ??σ??,;,;,（2）非正态随机变量当量正态化：a．对R一般假定为对数正态分布，对其当量正态化后：()RRRRRRRln*'ln**'ln1σσ??????=+??=其中，()??????????????+=????????????????+=2ln2ln1ln1lnRRRRRδσδ????*R初始值可取RR??=*b．对Q一般假定为服从极值I型分布，对其当量正态化后：-2-//.paper.edu.cn()[]()[]{}()**1�

6、39;'*1*'QfFQFQQQQ????Φ=??Φ??=φσσ??其中()()[]{}()()[]()[]{}????????????????????=??=????????????=??????=QQQQfFσ????σπα??α??αα??α45.016expexpexpexpexp******Q初始取为??=*（3）计算'''***,,GGGGRRRRQgGgRgσσσσσσ??=????????=??????=??????===故cos2'22''QGRRRσσσσθ++?

7、?=,cos2'22''QGRGGσσσσθ++??=,cos2'22''QGRQQσσσσθ++??=可得2'22'''QGRQGRσσσ??????β++????=)4(coscoscos''*''*''*??????????+=+=+=QGGGRRRQGRθβσ??θβσ??θβσ??（4）进入第二次迭代，将（4）式所得结果代入步骤（2）进行迭代计算，如此重复，直至最后两次迭代求得的β值之差小于允许

8、误差为止。三，计算某一钢