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《结构设计规范的可靠度设计方法质疑_陈肇元.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第32卷第4期建筑结构2002年4月结构设计规范的可靠度设计方法质疑陈肇元杜拱辰(清华大学土木系北京100084)(中国建筑科学研究院北京100013)[提要]讨论了建筑结构设计规范采用可靠度设计方法的缺陷与问题。结构设计规范面对复杂多样的结构群体,从统计数学观点出发的可靠度设计方法难以完整描述和概括这些结构设计中需要考虑的众多不确定性与不确知性。规范中的可靠度设计方法尚不成熟。目前,用多安全系数表达的设计方法可能更适用于各种结构的设计规范。[关键词]混凝土结构结构设计设计规范可靠度Theproblemsfromapplicationofrel
2、iabilitymethodinstructuraldesigncodesarediscussed.Infact,thestructuralde-signcodemustbegearedtotheneedsofalargecircleofcomplexandvariousstructures,manyuncertainties,suchasrandomnessandfussyness,andignorancemustbeconsidered.Someofthemcannotbedescribedbyprobabilisticmethod,whi
3、chhasbeencommonlyusedincurrentdesigncodes.Inthiscase,themult-isafety-factormaybemoreflexibleforvariousdifferentstructuralcodes.Keywords:structuraldesign;designcodes;reliability自1984年国家计委颁发5建筑结构设计统一标现以结构的可靠性为例,简要介绍经典可靠性理准6(GBJ168)84)[1]以来,我国的建筑结构设计规范已论中可靠指标B的意义及其计算式。设有一类结构构从8
4、0年代末期起摒弃了传统的安全系数设计方法,从件,其抗力R及荷载效应S都是可统计的呈正态分布而统一采用了以概率理论为基础的可靠度设计方法。(或可换算为当量正态分布)的独立随机变量,图1为其它工程部门如公路、铁路的结构设计规范也正在作其概率密度分布曲线,两者的平均值分别为LR和LS,这样的转变。建筑结构设计规范在采用了可靠度设计标准差分别RR和RS。当R小于S,则构件失效。图2方法之后,究竟给工程设计带来了哪些好处?我们又为R-S的概率密度分布曲线,其中R-S为负值处从中获得了哪些教益?现提出一些问题希望得到结构的阴影面积即为失效概率。在概率方法中
5、,失效概率工程界同行的指正。下面的讨论限于混凝土结构的设Pf通常用它对应的安全概率Ps或可靠指标B来表计,所指的可靠度设计方法也只是我国建筑结构设计示,Pf与B在数值上有确定的对应关系。对于正态分统一标准中所采用的,而不是一般的可靠度理论或在布的随机变量,通过概率运算(从略),可以建立B的计其他方面的应用。算公式如下:一、结构可靠性的一般概念[1,2]LR-LSB=(1)2211可靠性与可靠指标RR+RS工程系统的可靠性问题本质上是一个供与求的关式中:LR-LS称为结构安全裕量(safetymargin),B称系问题。换句话说,可靠性可以表达为
6、如何决定一个为安全指标(safetyindex)或可靠指标(reliabililityin-系统的能力(供给)以满足某种要求(需要)。结构的可dex)。靠性,就是结构或结构构件在其设计工作寿命期限内这里需要对B的名称加以说明:式(1)是可靠指标满足各种规定要求的能力。可靠性的程度可以用不同的基本公式,R和S可以表示为承载力极限状态下、使方法度量,既可以用定值,也可以用概率。由于/供0、用极限状态下或耐久性极限状态下的不同抗力与效/需0任何一方都受制于很多不确定因素,为了准确表达/供应0大于/需要0的可靠性程度,通常将可靠性这一术语与概率相联系,
7、并将可靠性的概率度量称为可靠度。以概率论为基础的解决供、需关系的可靠性理论,是第二次世界大战期间提出来的。战后,一些可靠图1R,S的概率密度图2R-S的概率性理论家开始研究在土建结构中的应用。分布曲线密度分布曲线64应。规范中的B值只是承载力极限状态下的可靠指安全系数和可靠指标B都是用来作为结构安全性标,因此应称之为安全性可靠指标,而使用性、耐久性的一种度量的。如定义k0=LR/LS为中心安全系数,等也应有各自的B值。B越大,失效概率Pf就越低。从式(1)可导出B与k的关系式[1,4],两者可相互换0就结构的安全可靠性而言,我国结构设计规范确定
8、的算,但B更突出考虑了离散系数DR和DS的影响。对延性构件的B值一般为312,脆性构件则为317,相为了照顾设计人员的习惯,现行规范中的可靠度-3-4
