结构可靠性设计基础教案_第8章_结构概率可靠度设计法

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1、第八章结构概率可靠度设计法第八章结构的荷载抗力系数设计法8.2荷载抗力系数设计法8.1基于可靠度理论的结构设计规范主要内容8.3全概率直接可靠度设计法8.1基于可靠度理论的结构设计规范第八章结构的荷载抗力系数设计法8.1基于可靠度理论的结构设计规范…18.1.1规范的作用建筑结构的建造过程包括：设计，构件制造，运输，建造，验收，使用，维修，撤除。设计规范的作用是保证建造结构满足社会可接收的安全水平。它是设计，建造，承包和投资人沟通交流的依据。投资人设计人承包人建造人规范8.1基于可靠度理论的结构设计规范…28.1.2基于可靠度理论的设计规范G

2、eneralPrinciplesonReliabilityforStructures(ISO2394:1998)1.国际标准2.中国规范工程结构可靠性设计统一标准(GB50153—2008)8.1基于可靠度理论的结构设计规范…31.建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068—2001)2.公路结构可靠度设计统一标准(GB/T50283—1999)3.铁路结构可靠度设计统一标准(GB50216—94)4.水工结构可靠度设计统一标准(GB50119—94)5.港口结构可靠度设计统一标准(GB50158—92)8.1基于可靠度理论的结构设计规范…2

3、8.1.3规范的设计水平水平Ⅰ:基于经验的确定性设计规范水平Ⅱ:近似概率极限状态设计法（荷载抗力系数设计法）水平Ⅲ:全概率直接可靠度设计方法水平Ⅳ:全寿命设计方法。8.2荷载抗力系数设计法第八章结构的荷载抗力系数设计法8.2荷载抗力系数设计法…18.2.1结构设计的目标式中,和目标可靠指标。,,分别是目标安全概率,目标失效概率，……………(1)……………(2)……………(3)第三个公式是工程中常用的公式。8.2荷载抗力系数设计法…28.2.2目标可靠指标结构可靠———最佳平衡点———经济确定[]考虑的因素：①公众心理→=2.5-4.0。结

4、构很安全510-5结构安全510-4结构较安全510-3公众心里50年基准期失效率工程结构在设计基准期内公众能接受的失效概率8.2荷载抗力系数设计法…3④社会经济承受力--经济越发达，[]越高。②结构重要性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。次要的房屋不严重三级一般的房屋严重二级重要的房屋很严重一级建筑物类型破坏后果安全等级建筑结构安全等级划分8.2荷载抗力系数设计法…4承认传统设计结构所具有可靠度的合理性，通过

5、计算得出传统设计结构的可靠度水平，以该可靠度水平作为参考目标可靠水平，考虑使用经验和经济因素等确定目标可靠水平。校准法确定目标可靠指标的计算步骤（单一系数确定性设计法）（1）明确设计表达式，由此确定简单荷载组合情况功能函数，明确各荷载、抗力的统计参数（均值系数和变异系数），活荷载效应与恒荷载效应比。校准法8.2荷载抗力系数设计法…5（3）根据荷载、抗力标准值和其统计参数，确定其相应的荷载效应和抗力的均值和标准值。（4）根据功能函数和荷载效应和抗力的均值和标准值，采用验算点法确定结构可靠指标。（2）假定活荷载效应标准值，由荷载效应比确定恒荷载效

6、应标准值，由设计表达式确定抗力标准值。（5）对不同荷载效应比的结构可靠指标求均值，得到最终的结果。8.2荷载抗力系数设计法…6已知一钢筋混凝土轴心受压构件在恒荷载FG和楼面活荷载FL作用下，其对应荷载效应分别为SG和SL。该构件按中国TJ9-74规范设计，假定活荷载与恒荷载效应比为，试标定该构件所具有的可靠指标。已知荷载和抗力的统计参数分别为:服从对数正态分布服从正态分布服从极值I型分布例8.1中国TJ9-74规范关于钢筋混凝土轴心受压构件的安全系数为8.2荷载抗力系数设计法…7解：(1)确定结构极限状态对应的功能函数(2)假定楼面活荷载标准

7、值，并确定恒荷载和抗力标准值8.2荷载抗力系数设计法…8(4)用JC法计算构件的可靠指标(3)确定个随机变量的的均值和标准差8.2荷载抗力系数设计法…9结构构件承载力极限状态的可靠指标[]（GB50068-2001）中国建筑结构构件目标可靠度水平8.2荷载抗力系数设计法…10式中,为荷载效应均值；为结构抗力均值；为中心安全系数。8.2.3单一系数设计表达式基于随机变量均值单一系数设计表达式:R和S服从正态分布情况R和S服从对数正态分布情况8.2荷载抗力系数设计法…11式中,是荷载效应的标准值；是结构抗力的标准值；是特征安全系数。基于随机变量

8、标准值的单一系数设计表达式8.2荷载抗力系数设计法…12荷载效应均值、标准值和乘系数值的关系,荷载效应荷载均值荷载标准值荷载乘系数值p8.2荷载抗力系数设计法…13