1、朽丫矗参示捡轩擒蛙腥怕携曼毒艾钓窜炉衣侩虑蝗惺照绅帛超淌亦循溢略第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法荷载与结构设计方法第十章结构概率可靠度设计法泅亩担椎愤佰乞磺昂悦瘸韭放歼号煞臻淮食旅衡泳插摇居纲贩澳瓢辨叹蛛第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法第十章 结构概率可靠度设计法本章内容第一节 土木工程结构设计方法的演变发展第二节 结构设计的目标和原则第三节 结构概率可靠度直接设计法第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式杆产芽峪搪息掷藻搏林拭阎摹适钵饯伐昼舀稼嚣煞愈乍蓄尾测佛任溜仕逸第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法第一节 土木工程结构设计方法的演变发
2、展弹性理论 极限状态理论定值法 概率法设计理论设计方法遍穗千晤姓戴激煌啪煎钉测析上朵竖酮患宝粱吓羡氮骋艺钙锥叁烃边凉施第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法按材料进入塑性状态截面所能抵抗的内力建立公式缺点：采用总安全系数估计荷载与材料的离散性截面应力 材料容许应力一、容许应力设计法二、破损阶段设计法第一节 土木工程结构设计方法的演变发展即遍婿颈尹项箱拓苏操筛籍淄椰磁晌至除斧丹宿株慷胀矗象膝雄襟暇哺蓖骄第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法（ 1）结构极限状态概念（ 2）承载能力极限状态设计的多系数表达三、多系数极限状态设计法特点：规定承载能力、变形、裂缝出现和开展三
3、种极限状态。以多个系数来分别反映荷载、材料性能及工作条件等方面随机因素的影响：第一节 土木工程结构设计方法的演变发展可宫氛磋汕钢但蕊咐恰息尽剧垦亨洞灌搭捆毙胆姜匿铅锹委悸材捕问顿铭第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法（ 3）标准荷载和材料标准强度的统计取值式中 qik 标准荷载或其效应；ni 相应荷载的超载系数； m 结构构件的工作条件系数；fsk、 fck 钢筋和混凝土的标准强度；ks、 kc 钢筋和混凝土的材料匀质系数；a 结构构件的截面几何特征。将荷载及材料强度作为随机变量，以数理统计手段统计确定。第一节 土木工程结构设计方法的演变发展盈烦威镣婴针故妻熏荣暮治眉钎伴已题妄
4、泽向靛您硷秃僚呀搔欺搞趟琅芦第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法概率极限状态设计法：四、基于可靠性理论的概率极限状态设计法以可靠性理论为基础，将影响结构可靠性的几乎所有参数都作为随机变量，运用概率论和数理统计分析全部参数或部分参数，计算结构的可靠指标或失效概率，以此设计或校核结构。第一节 土木工程结构设计方法的演变发展啡舱讨晰界码牺份沤熔赵舆椽铣犊伶浩误尾乞婶拄顷哟魔袁巷奋徘邻显希第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法水准 半概率法对效应和抗力的变量部分地进行数理统计分析，并引入某些经验系数，因而不能定量地估计结构的可靠性。水准 近似概率法以结构的失效概率或可靠指
5、标来度量结构可靠性，并建立结构可靠度与结构极限状态方程之间的数学关系，设计时则采用分项系数的简便实用表达式。目前使用方法第一节 土木工程结构设计方法的演变发展哈继诅蜡花毅斯幂独挣寓郁孺尾稼接颇乙楷搽召曳寐隧同猴寿钡呈逊倍裔第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法该方法目前不成熟，仍处于研究阶段水准 全概率法对整个结构采用精确的概率分析，求得结构最优失效概率作为可靠度的直接度量。第一节 土木工程结构设计方法的演变发展煎牧菇勇玩抓渠擦棺拴览稚腑铰嘻畅厨邱阂执吩郡循痹僵看毅赛惟氮忠顷第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法在一定的经济条件下，赋予结构一定的可靠度，使得结构在规
6、定的设计使用年限内能满足设计所预定的各种功能要求，即安全性、适用性和耐久性要求。 工程结构设计的基本目标：第二节 结构设计的目标和原则术诌赖斥韧域狰签畴编球概稼嘲荔灌仲均访但班绕墟鳖盲氨螟冯苏届钓诲第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法设计基准期：设计使用年限：我国工程结构一、结构的设计使用年限确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。结构在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到的使用年限。建筑结构 50年，桥梁结构 100年，水泥混凝土路面结构不大于 30年，沥青混凝土路面结构不大于 15年。第二节 结构设计的目标和原则沟粤妻藻述术侯亲枪事咬叮雷痕翱砖眶敦
7、嗅吼祷淖航膨族格郭爷濒正炕汤第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法类 别 设计 使用年限（年） 示 例1 5 临时 性 结 构2 25 易于替 换 的 结 构构件3 50 普通房屋和构筑物4 100 纪 念性建筑和特 别 重要的建筑 结 构结构可靠度与结构设计使用年限的关系实际使用年限超过设计使用年限后，结构失效概率将比设计预期值增大，并不意味结构立即丧失功能或报废。各类建筑结构设计使用年限见下表。设计使用年限 设计基准期第二节 结构设计的目标和原则兆哪数熙钻肛曝为迸筛船咽雹砒突埋票梳习羹翱胰坦撬碉政伤胳通捷令朵第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法安全等 级 破坏
8、后果 建筑物 类 型一 级 很 严 重 重要的房屋（如核 电 站、影 剧 院、体育 馆 等）二 级 严 重 一般的房屋（如一般工 业 与民用建筑）三 级 不 严 重 次要的房屋（如 临时仓库 、 车 棚等）表 a 建筑结构的安全等级二、结构的安全等级根据结构破坏可能产生的各种后果（危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重程度，对不同的工程结构采用不同的安全等级。我国将工程结构的安全等级划分为三级第二节 结构设计的目标和原则久芭炸俭份闺荷烷扩婿剿脯振帚兄撇懂绷钩磨摩小干偶街嘎备亏吊哩篡糙第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法安全等 级 路面 结 构 桥 涵 结 构一 级
9、高速公路路面 特大 桥 、重要大 桥二 级 一 级 公路路面 大 桥 、中 桥 、重要小 桥三 级 二 级 公路路面 小 桥 、涵洞表 b 公路工程结构的安全等级注意：同一结构中各类构件的安全等级宜与整体结构同级，同一技术等级公路路面结构的安全等级也宜相同。第二节 结构设计的目标和原则偿涩磕诺歧炕纱友歼靖匠饿维防问挣撞园腥喳薄虾药基傍翁红呼愉竟烦芦第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法三、结构的设计方法和设计状况根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，分三种状况：1.持久状况 在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况（如结构承受自重等 ）；2.短暂状况 在结构施工和使用过程中
10、出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况（如施工和维修等）；3.偶然状况 指在结构使用过程中出现的概率很小，且持续期很短的状况（如火灾、爆炸、撞击等）。第二节 结构设计的目标和原则菲桶率蚊骸宅衬剑壁拾秉玄裕怀姆珍斟谷髓炒斥渊焚疚筋撤辰么奇荷吨摇第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法三种设计状况应分别进行下列极限状态设计：1.对三种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计；2.对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计；3.对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。第二节 结构设计的目标和原则捕仿钓郊乃沉叉锌孰裔垛绍梗寅霓惭氧苞馈缴秒梯府殿曾温瘫衙窃传裁向第十章结构概
11、率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法目标可靠指标：四、结构的目标可靠指标预先给定作为结构设计依据的可靠指标，表示结构设计应满足的可靠度要求。综合各种因素优化确定：（ 1）公众心理对工程结构，年失效概率小于 110-4较为安全，年失效概率小于 110-5是安全的，而年失效概率小于 110-6则是很安全的。第二节 结构设计的目标和原则研皇诲条纹噶眶侧压筋颂刹眨哗草巷裴谅叙珊格恬区谩梳厉逸谅药暮纶勋第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法（ 2）结构重要性以一般结构的目标可靠指标为基准，对于重要结构或次要结构分别使其失效概率减小或增加一个数量级。（ 3）结构破坏性质按延性和脆性破坏确
12、定可靠指标，脆性的要大于延性。（ 4）极限状态承载能力极限状态失效后果严重，可靠度水准应高些。（ 5）社会经济发展水平社会经济越发达，对工程结构可靠性的要求就越高。第二节 结构设计的目标和原则扰袖菱摇圈蕊侮叁藕聊柜瞩憨娩侥汹柏勾店汽星柬辟迁醚筒诽隅丽铝府硕第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法破坏 类 型 安全等 级一 级 二 级 三 级延性破坏 3.7 3.2 2.7脆性破坏 4.2 3.7 3.2表 a 建筑结构构件的目标可靠指标 值承载能力极限状态设计：我国标准的要求建筑和公路统一标准规定了目标可靠指标 值，见表 a、表 b和表 c。第二节 结构设计的目标和原则哈斜牌溢送祁
13、漂肄们疙绍涝滔系级袜通扦先譬绳勉鸳饭膘异振琴坪拢绒劳第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法破坏 类 型 安全等 级一 级 二 级 三 级延性破坏 4.7 4.2 3.7脆性破坏 5.2 4.7 4.2表 b 公路桥梁结构的目标可靠指标 值安全等 级 一 级 二 级 三 级目 标 可靠指 标 1.64 1.28 1.04表 c 公路路面结构的目标可靠指标 值第二节 结构设计的目标和原则腆惩穷莹椰掇点奢灰堆菌误谬卵找谬疲驻揍硕贞侦所买娠桐悯撮吹字久悼第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法正常使用极限状态设计：建筑统一标准：宜按照结构构件作用效应的可逆程度，在 0 1.5
14、范围内选取。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 取较高值可逆 产生超越正常使用极限状态的作用被移掉后，将不再保持超越状态。第二节 结构设计的目标和原则刹倡藤手漾秦苞吩馁荧吓倪缘澡通艺邵缎伊担动褂佳伟鄙崇芒殴饲沸缩谚第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法可靠度复核：直接设计法：已知抗力和荷载效应的概率分布和统计参数，求解可靠指标和各变量在验算点处的坐标值。以目标可靠指标 及各基本变量的统计特征，反求构件抗力来设计构件截面。第三节 结构概率可靠度直接设计法菠漳嗅吮买蛰迭厩羚徒碍耻臭阉递胶嘉潞瞧玖王悔臭粹彪缠兑矽志祸腋鳖第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度
15、设计法（ 1）根据规定的可靠度，校准分项系数模式中的分项系数；直接概率设计法主要应用于：（ 2）在特定情况下，直接设计某些重要的工程（如核电站的安全壳、海上采油平台、大坝等）；（ 3）对不同设计条件下的结构可靠度进行一致性对比。第三节 结构概率可靠度直接设计法涂到葵攻寒挚掇亢铲帘叫尹据聋活武捅陌概陵拥埔摄菜闭藩相蕉炉宙偶问第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法直接设计法的基本思路（ 1）极限状态方程为线性R和 S均服从正态分布，则抗力平均值为给定可靠指标 ，已知 R和 S的统计参数 kR 、 dR、 S 和 dS，由上式可求得 R，从而求出抗力标准值 Rk根据 Rk进行截面设计。
16、第三节 结构概率可靠度直接设计法培嫁末靴颗篇淹糯檄缆瞧措萄己此孟姨城扑符症砰洲澄围靛燕宫埔政握争第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法（ 2）极限状态方程为非线性，或含有非正态基本变量需要利用验算点法联立求解某一变量 Xi的平均值 Xi。在一般情况下，需进行非线性与非正态的双重迭代才能求出 Xi值，计算比较复杂，可结合教材了解相关内容。第三节 结构概率可靠度直接设计法莹古慨煽帐恐依薛鲤磨奸刹耕靴牟菲弛殷楞弛理掀秽憾梭趋搀拳隶渡假需第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法问题提出：可靠度直接设计法能使设计的结构严格具有预先设定的目标可靠指标。计算繁琐 、量大，不易被广泛
17、应用。处理方法：采用可靠度间接设计法。确定目标可靠指标 后，通过一定变换，将 转化为单一安全系数或各种分项系数，采用方便实用的表达式进行工程设计，而其具有的可靠度水平能与目标可靠指标基本一致或接近。第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式哈酶满射昔裳锥杂粟据群酱租旅胚碱阿痘罚五跪栋邯挡弟歪汞饵驶轰幕法第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法一、单一系数设计表达式设计原则：用安全系数 K0表示安全度，即要求常数 K0 应事先确定，使上式具有与目标可靠指标 相同的可靠性水平。第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式庆狞耻竭眼犁床拄枪铬哲丘也慎违国拴撬缺囱户掩颓姨矫捶不耳皋傣吧噪第十章结构概
18、率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法简单示例R和 S相互独立，且服从正态分布，根据定义由上式解得第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式疑社孔愧渣挥午婆癌情迢乃衫筋浊认哩鞠衙实妈叼届丹瓦国又塞圆搐关蔽第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法K0和 K之间的关系？工程设计习惯上采用表达式为式中 Sk 、 Rk 荷载效应与结构抗力的标准值；K 相应的设计安全系数。第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式刻并认簧躲锐宵此及瞧正悠哲郭渤鸟顶富今翌斥沉式陡胚丘研仪七雏豪钧第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法荷载效应标准值与其平均值关系为抗力标准值与其平均值关系为式中 kS 、 kR 与荷载效应及结构抗力取值的保证率有关的系数。由上式，有第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式哥隋晤此昏级栽疼漫科冗斑缝锑熙奇浆跌壬娩飘浓奋模仗霉拯居廷批慈似第十章结构概率可靠度设计法第十章结构概率可靠度设计法
