第9章 结构概率可靠度设计法

1、地震、火灾等）及发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
9.1 结构可靠度基本概念 3 结构的功能函数 令 Z = R S R： 结构抗力； S： 结构荷载效应。
(1)、 (4)为结构的安全性 (2)为结构的适用性 (3)为结构的耐久性 统称为结构的可靠性 9.1 结构可靠度基本概念 4 则有三种情况： 1. Z 0 结构可靠 2. Z 0 结构失效 3. Z = 0 结构处于极限状态 称 Z = R S 为结构的功能函数 Z = R S = 0 为结构极限状态方程 由于影响荷载效应 S和结构抗力 R都有很多基本的随机变量，则结构功能函数的一般形式为 9.1 结构可靠度基本概念 5 结构极限状态 定义：如果整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态。
两类极限状态 承载能力与正常使用 9.1 结构可靠度基本概念 6 (1) 整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）； (2) 结构构件或连续因材料强度被超过而破坏（包括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继。

2、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。

3、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,（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,（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,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。

4、 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。
,建筑结构的安全等级, 确定考虑的因素： 公众心理 =2.5-4.0对工程结构，在设计基准期内，p f 510-3 结构较安全p f 510-4 结构安全p f 510-5 结构很安全 结构重要性-结构的安全等级（一级、二级、三级） 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 社会经济承受力,二、结构设计可靠指标 ,结构可靠 经济, 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、脆性破坏）,结构构件承载力极限状态的可靠指标, 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。

5、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。
,8.1 基于可靠度理论的结构设计规范2,8.1.2 基于可靠度理论的设计规范,General Principles on Reliability for Structures (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3,8.1 基于可靠度理论的结构设计规范2,8.1.3 规范的设计水平,水平 : 基于经验的确定性设计规范,水平 : 近似概率极限状态设计法（荷载抗力系数设计法）,水平 : 全概率直接可靠度设计方法,水平 : 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1,8.2.1 结构设计的目标,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2,8.2.2 目标可靠指标,结构可靠 最佳平衡点 经济,确定考虑的因素：, 公众心理 =2.5。

6、重要性；(3)结构破坏性质；(4)社会经济承受力。
各种因素对目标可靠度的影响 公众心理的影响,10.1 结构设计的目标,10-5,一些事故的年死亡率,10.1 结构设计的目标,10-6,10.1 结构设计的目标,10-7,结构重要性的影响一般结构 ps重要结构 ps次要结构 ps结构破坏性质的影响脆性结构 ps 延性结构 ps社会经济承受力的影响经济越发达 ps,10.1 结构设计的目标,10-8,10.1 结构设计的目标, 校准法承认传统设计所具有的可靠度的合理性，通过计算得出的传统设计的可靠度水平作为参考目标可靠度。
,设计可靠度指标,10-9,定义：直接基于结构可靠度分析理论的设计方法。
简单示例已知S、 R 、S，求R 。
则由,10.2 结构概率可靠度的直接设计法,10-10,得:由上式可解得R 。
,10.2 结构概率可靠度的直接设计法,10-11,10.3 结构概率可靠度设计的实用表达式,单一系数设计表达式k0S R由得：可解得:,10-12,10.3 结构概率可靠度设计的实用表达式,习惯上设计表达。

7、等级, 确定 考虑的因素： 公众心理 = 2.54.0对工程结构，在设计基准期内，pf 510-3 结构较安全pf 510-4 结构安全 pf 510-5 结构很安全 结构重要性 结构的安全等级（一级、二级、三级） 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 社会经济承受力,2、目标可靠指标 ,结构可靠 最佳平衡点 经济, 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、脆性破坏）,结构构件承载力极限状态的目标可靠指标 , 结构构件正常使用极限状态的可靠指标，根据其作用效应的可逆程度宜取01.5，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 产生超越状态的作用被移掉后，仍将永久。