第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法

1、荷載與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法第九章第九章結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法本章內(nèi)容本章內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式第六節(jié)第六節(jié) 結(jié)構(gòu)體系可靠度分析結(jié)構(gòu)體系可靠度分析第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革彈性理論

2、彈性理論極限狀態(tài)理論極限狀態(tài)理論定值法定值法概率法概率法設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革按材料進(jìn)入塑性狀態(tài)截面所能抵抗的內(nèi)力建立公式按材料進(jìn)入塑性狀態(tài)截面所能抵抗的內(nèi)力建立公式缺點(diǎn)：采用總安全系數(shù)估計(jì)荷載與材料的離散性缺點(diǎn)：采用總安全系數(shù)估計(jì)荷載與材料的離散性截面應(yīng)力截面應(yīng)力材料容許應(yīng)力材料容許應(yīng)力Kf一、容許應(yīng)力設(shè)計(jì)法二、破損階段設(shè)計(jì)法第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革（1）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)概念：）結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)概念：（2

3、）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的多系數(shù)表達(dá)：）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)的多系數(shù)表達(dá)：三、多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法特點(diǎn)：特點(diǎn)：規(guī)定承載能力、變形、裂縫出現(xiàn)和開展三種極限狀態(tài)；規(guī)定承載能力、變形、裂縫出現(xiàn)和開展三種極限狀態(tài)； 以多個(gè)系數(shù)來(lái)分別反映荷載、材料性能及工作條件等方以多個(gè)系數(shù)來(lái)分別反映荷載、材料性能及工作條件等方面隨機(jī)因素的影響，其表達(dá)式為面隨機(jī)因素的影響，其表達(dá)式為第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革），（）（afkfkmMqnMiickcsksuk（3）標(biāo)準(zhǔn)荷載和材料標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)取值：標(biāo)準(zhǔn)荷載和材料標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的統(tǒng)計(jì)取值：式中式中 q

4、ik 標(biāo)準(zhǔn)荷載或其效應(yīng)；標(biāo)準(zhǔn)荷載或其效應(yīng)； ni 相應(yīng)荷載的超載系數(shù)；相應(yīng)荷載的超載系數(shù)； m 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工作條件系數(shù)；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工作條件系數(shù)； fsk、fck 鋼筋和混凝土的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度；鋼筋和混凝土的標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度； ks、kc 鋼筋和混凝土的材料勻質(zhì)系數(shù)；鋼筋和混凝土的材料勻質(zhì)系數(shù)； a 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面幾何特征。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面幾何特征。將荷載及材料強(qiáng)度作為隨機(jī)變量，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)手段統(tǒng)計(jì)確定。將荷載及材料強(qiáng)度作為隨機(jī)變量，以數(shù)理統(tǒng)計(jì)手段統(tǒng)計(jì)確定。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法：四、基于可靠

5、性理論的概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法 以可靠性理論為基礎(chǔ)，將影響結(jié)構(gòu)可靠性的幾乎所有參以可靠性理論為基礎(chǔ)，將影響結(jié)構(gòu)可靠性的幾乎所有參數(shù)都作為隨機(jī)變量，運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析全部參數(shù)或數(shù)都作為隨機(jī)變量，運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析全部參數(shù)或部分參數(shù)，計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)或失效概率，以此設(shè)計(jì)或校部分參數(shù)，計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)或失效概率，以此設(shè)計(jì)或校核結(jié)構(gòu)。核結(jié)構(gòu)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革水準(zhǔn)水準(zhǔn)半概率法半概率法 對(duì)效應(yīng)和抗力的變量部分地進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，并引對(duì)效應(yīng)和抗力的變量部分地進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，并引入某些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，因而不能定量

6、地估計(jì)結(jié)構(gòu)的可靠性。入某些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，因而不能定量地估計(jì)結(jié)構(gòu)的可靠性。水準(zhǔn)水準(zhǔn)近似概率法近似概率法 以結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠指標(biāo)來(lái)度量結(jié)構(gòu)可靠性，并以結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠指標(biāo)來(lái)度量結(jié)構(gòu)可靠性，并建立結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，設(shè)建立結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)則采用分項(xiàng)系數(shù)的簡(jiǎn)便實(shí)用表達(dá)式。計(jì)時(shí)則采用分項(xiàng)系數(shù)的簡(jiǎn)便實(shí)用表達(dá)式。目前使用方法目前使用方法第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第一節(jié)第一節(jié) 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的歷史與變革該方法目前不成熟，仍處于研究階段該方法目前不成熟，仍處于研究階段水準(zhǔn)水準(zhǔn)全概率法全概率法 對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)采用精確

7、的概率分析，求得結(jié)構(gòu)最優(yōu)失對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)采用精確的概率分析，求得結(jié)構(gòu)最優(yōu)失效概率作為可靠度的直接度量。效概率作為可靠度的直接度量。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理（1）安全性。）安全性。（2）適用性。）適用性。（3）耐久性。）耐久性。一、結(jié)構(gòu)的功能要求工程結(jié)構(gòu)必須滿足的功能要求：工程結(jié)構(gòu)必須滿足的功能要求：第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理（1）安全性。）安全性。（2）適用性。）適用性。（3）耐久性。）耐久性。 在正常施工和正常使用時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的在正常施工和正常使用時(shí)，結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受可能出現(xiàn)的各種外

8、界作用；在預(yù)計(jì)的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)各種外界作用；在預(yù)計(jì)的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。 結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)應(yīng)具有良好的工作性能，其變形、結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)應(yīng)具有良好的工作性能，其變形、裂縫或振動(dòng)性能等均不超過(guò)規(guī)定的限度。裂縫或振動(dòng)性能等均不超過(guò)規(guī)定的限度。結(jié)構(gòu)在正常使用、維護(hù)的情況下應(yīng)具有足夠的耐久性能。結(jié)構(gòu)在正常使用、維護(hù)的情況下應(yīng)具有足夠的耐久性能。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理u設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：u設(shè)計(jì)使用年限：設(shè)計(jì)使用年限：我國(guó)工程結(jié)構(gòu)我國(guó)工程結(jié)構(gòu)二、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期與設(shè)計(jì)使用年限

9、確定可變荷載及與時(shí)間有關(guān)的材料性能取值時(shí)而選用確定可變荷載及與時(shí)間有關(guān)的材料性能取值時(shí)而選用的時(shí)間參數(shù)。的時(shí)間參數(shù)。 結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限。到的使用年限。建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)50年，橋梁結(jié)構(gòu)年，橋梁結(jié)構(gòu)100年，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)不大年，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)不大于于30年，瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)不大于年，瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)不大于15年。年。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理類 別設(shè)計(jì)使用年限（年）示 例15 臨時(shí)性結(jié)構(gòu)225 易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件350 普通房屋和構(gòu)筑物410

10、0紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)l 結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的聯(lián)系結(jié)構(gòu)可靠度與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限的聯(lián)系 實(shí)際使用年限超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限后，結(jié)構(gòu)失效概率將實(shí)際使用年限超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限后，結(jié)構(gòu)失效概率將比設(shè)計(jì)預(yù)期值增大，并不意味結(jié)構(gòu)立即喪失功能或報(bào)廢。比設(shè)計(jì)預(yù)期值增大，并不意味結(jié)構(gòu)立即喪失功能或報(bào)廢。各類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限見下表。各類建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限見下表。l 設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)使用年限設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理安全等級(jí)破壞后果建筑物類型一 級(jí)很嚴(yán)重重要的房屋（如核電站、影劇院、體育館等）二 級(jí)嚴(yán) 重一般的房屋（如一般工業(yè)

11、與民用建筑）三 級(jí)不嚴(yán)重次要的房屋（如臨時(shí)倉(cāng)庫(kù)、車棚等）表a 建筑結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)三、結(jié)構(gòu)的安全等級(jí) 根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的各種后果（危及人的生命、造根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞可能產(chǎn)生的各種后果（危及人的生命、造成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等）的嚴(yán)重程度，對(duì)不同的工程成經(jīng)濟(jì)損失、產(chǎn)生社會(huì)影響等）的嚴(yán)重程度，對(duì)不同的工程結(jié)構(gòu)采用不同的安全等級(jí)。結(jié)構(gòu)采用不同的安全等級(jí)。l 我國(guó)對(duì)工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)劃分為三級(jí)。我國(guó)對(duì)工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)劃分為三級(jí)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理安全等級(jí)路面結(jié)構(gòu)橋涵結(jié)構(gòu)一 級(jí)高速公路路面特大橋、重要大橋二 級(jí)一級(jí)公路路面大橋、中橋、重要小橋三

12、 級(jí)二級(jí)公路路面小橋、涵洞表b 公路工程結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)l 注意：同一結(jié)構(gòu)中各類構(gòu)件的安全等級(jí)宜與整體結(jié)構(gòu)同注意：同一結(jié)構(gòu)中各類構(gòu)件的安全等級(jí)宜與整體結(jié)構(gòu)同級(jí)，同一技術(shù)等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)也宜相同。級(jí)，同一技術(shù)等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)的安全等級(jí)也宜相同。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理極限狀態(tài)：極限狀態(tài)：四、結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)（一）定義（一）定義 整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)，它是結(jié)構(gòu)

13、可靠（有效）或不可靠（失效）的臨界狀態(tài)。態(tài)，它是結(jié)構(gòu)可靠（有效）或不可靠（失效）的臨界狀態(tài)。（二）極限狀態(tài)分類（二）極限狀態(tài)分類（1）承載能力極限狀態(tài)）承載能力極限狀態(tài)第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理 對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或不適于繼續(xù)承載的變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)承載的變形。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)：為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)： 1）整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如滑動(dòng)、）整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡（如滑

14、動(dòng)、傾覆等）；傾覆等）； 2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞（包括疲勞破）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過(guò)材料強(qiáng)度而破壞（包括疲勞破壞），或因過(guò)度變形而不適于繼續(xù)承載；壞），或因過(guò)度變形而不適于繼續(xù)承載； 3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系；）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系； 4）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）；）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）； 5）地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。）地基喪失承載能力而破壞（如失穩(wěn)等）。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理l 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮所有可能的極限狀態(tài)，按不同的極限結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮所有可能的極限狀態(tài)，按不同的極限狀態(tài)采用相應(yīng)的可靠度水

15、平進(jìn)行設(shè)計(jì)。狀態(tài)采用相應(yīng)的可靠度水平進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2）正常使用極限狀態(tài)）正常使用極限狀態(tài) 對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)定限值。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了正常使用極限狀態(tài)：了正常使用極限狀態(tài)： 1）影響正常使用或外觀的變形；）影響正常使用或外觀的變形； 2）影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；）影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）； 3）影響正常使用的振動(dòng)；）影響正常使用的振動(dòng)； 4）影響正常使用的其他特定狀態(tài)。）影響正常使用的其他特

16、定狀態(tài)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度：結(jié)構(gòu)可靠度：規(guī)定的時(shí)間規(guī)定的時(shí)間規(guī)定的條件規(guī)定的條件五、結(jié)構(gòu)的可靠性與可靠度結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預(yù)定功能的概率。完成預(yù)定功能的概率。結(jié)構(gòu)應(yīng)該達(dá)到的設(shè)計(jì)使用年限；結(jié)構(gòu)應(yīng)該達(dá)到的設(shè)計(jì)使用年限；結(jié)構(gòu)正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用結(jié)構(gòu)正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)條件，不考慮人為錯(cuò)誤或過(guò)失的影和維護(hù)條件，不考慮人為錯(cuò)誤或過(guò)失的影響，也不考慮結(jié)構(gòu)任意改建或改變使用功響，也不考慮結(jié)構(gòu)任意改建或改變使用功能等情況；能等情況；預(yù)定功能預(yù)定功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所應(yīng)滿

17、足的各項(xiàng)功能要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所應(yīng)滿足的各項(xiàng)功能要求。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理1fspp可靠概率可靠概率:（一）可靠概率和失效概率（一）可靠概率和失效概率結(jié)構(gòu)能完成預(yù)定功能的概率（結(jié)構(gòu)能完成預(yù)定功能的概率（ps）結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率（結(jié)構(gòu)不能完成預(yù)定功能的概率（pf）失效概率失效概率pf 越小，結(jié)構(gòu)的可靠性越高；失效概率越小，結(jié)構(gòu)的可靠性越高；失效概率pf 越大，結(jié)越大，結(jié)構(gòu)的可靠性越低。構(gòu)的可靠性越低。l 習(xí)慣上以失效概率習(xí)慣上以失效概率pf來(lái)度量結(jié)構(gòu)可靠度。來(lái)度量結(jié)構(gòu)可靠度。失效概率失效概率:第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié)

18、結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理），（21nXXXgZSRSRgZ），（二）功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程（二）功能函數(shù)和極限狀態(tài)方程結(jié)構(gòu)某一功能對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為結(jié)構(gòu)某一功能對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為 其中其中Xi（i=1,2,n）表示影響該功能的基本變量（如）表示影響該功能的基本變量（如各種作用、材料性能、幾何參數(shù)等）等。各種作用、材料性能、幾何參數(shù)等）等。該功能函數(shù)可簡(jiǎn)化為該功能函數(shù)可簡(jiǎn)化為S作用效應(yīng)方面的基本變量組合成的綜合作用效應(yīng)；作用效應(yīng)方面的基本變量組合成的綜合作用效應(yīng)；R為抗力方面的基本變量組合成的綜合抗力。為抗力方面的基本變量組合成的綜合抗力。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié)

19、 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理0SRZ結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)下列三種情況結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)下列三種情況u當(dāng)當(dāng)Z0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；時(shí)，結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；u當(dāng)當(dāng)Z0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)；u當(dāng)當(dāng)Z = 0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。時(shí)，結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)。稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程，為稱為結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程，為結(jié)構(gòu)可靠和失效的界限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)可靠和失效的界限狀態(tài)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理srsrfSRPZPpsrfdd )(00RS，ssfsFssfrrfsrsfrfpssrd)()(d)(d)(dd)()(S0RS00RSRf 六、結(jié)構(gòu)可

20、靠指標(biāo)（1）失效概率的計(jì)算）失效概率的計(jì)算 若已知抗力若已知抗力R和荷載效應(yīng)和荷載效應(yīng)S的聯(lián)合概率密度函數(shù)為的聯(lián)合概率密度函數(shù)為fRS（r，s），則結(jié)構(gòu)的失效概率為），則結(jié)構(gòu)的失效概率為 假定假定R、S相互獨(dú)立，相應(yīng)的概率密度函數(shù)為相互獨(dú)立，相應(yīng)的概率密度函數(shù)為fR（r）及及fS（s），則有），則有第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理rrfrFrrfssfrrfssfsrsfrfprrsrd)()(d)(d)(d)(d)(dd)()(R0SR00SR0SSRf 11式中式中 FR（ ）、）、FS（ ）隨機(jī)變量隨機(jī)變量R、S的概率分布函的概率分布函數(shù)。數(shù)

21、。l 目前習(xí)慣采用可靠指標(biāo)代替失效概率來(lái)度量結(jié)構(gòu)目前習(xí)慣采用可靠指標(biāo)代替失效概率來(lái)度量結(jié)構(gòu)的可靠性。的可靠性。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理SRZ22SRZ00ZZZZZfZPZPZPp（2）可靠指標(biāo)的定義）可靠指標(biāo)的定義簡(jiǎn)單分析：簡(jiǎn)單分析：假設(shè)只有兩個(gè)隨機(jī)變量假設(shè)只有兩個(gè)隨機(jī)變量R和和S，相互獨(dú)立，均服從，相互獨(dú)立，均服從正態(tài)分布，已知平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別為正態(tài)分布，已知平均值和標(biāo)準(zhǔn)差分別為 R、 S和和 R、 S 。功能函數(shù)功能函數(shù)Z服從正態(tài)分布：服從正態(tài)分布：結(jié)構(gòu)的失效概率：結(jié)構(gòu)的失效概率：此時(shí)此時(shí)Z的正態(tài)分布轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的正態(tài)分布轉(zhuǎn)化

22、為標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理ZZYZZZ)(1)(YPpf)1 (1fp令令有有式中式中 （ ）標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)； -1（ ）標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布函數(shù)的反函數(shù)。分布函數(shù)的反函數(shù)。l 將將 作為度量結(jié)構(gòu)可靠性作為度量結(jié)構(gòu)可靠性的數(shù)量指標(biāo)（可靠指標(biāo)）的數(shù)量指標(biāo)（可靠指標(biāo)）第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理2.73.23.74.24.7 pf3.510-36.910-41.110-41.310-51.310-622SRSR）（）（2222111SRRSSRlnlnln1可靠指

23、標(biāo)可靠指標(biāo) 和失效概率和失效概率pf 之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可靠指標(biāo)表達(dá)式為可靠指標(biāo)表達(dá)式為當(dāng)當(dāng)R和和S均為對(duì)數(shù)正態(tài)分布時(shí)，可靠指標(biāo)的表達(dá)式經(jīng)推導(dǎo)為均為對(duì)數(shù)正態(tài)分布時(shí)，可靠指標(biāo)的表達(dá)式經(jīng)推導(dǎo)為第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理目標(biāo)可靠指標(biāo)：目標(biāo)可靠指標(biāo)：七、結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠指標(biāo)（一）概念（一）概念預(yù)先給定作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)，預(yù)先給定作為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)，表示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的可靠度要求。表示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的可靠度要求。目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)綜合各種因素，以優(yōu)化方法確定：目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)綜合各種因素，以優(yōu)化方法確定：（1）公眾心理：）公眾心理： 當(dāng)

24、工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的失效概率在（當(dāng)工程結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的失效概率在（17）104（對(duì)應(yīng)的（對(duì)應(yīng)的 =3.23.7）的范圍時(shí)，可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)是）的范圍時(shí)，可以認(rèn)為結(jié)構(gòu)是安全的。安全的。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理（3）結(jié)構(gòu)的重要性：）結(jié)構(gòu)的重要性： 規(guī)范以一般工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠指標(biāo)為基準(zhǔn)，對(duì)規(guī)范以一般工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目標(biāo)可靠指標(biāo)為基準(zhǔn)，對(duì)于重要工程結(jié)構(gòu)使其失效概率減少一個(gè)數(shù)量級(jí)，而對(duì)于次要于重要工程結(jié)構(gòu)使其失效概率減少一個(gè)數(shù)量級(jí)，而對(duì)于次要工程結(jié)構(gòu)使其失效概率增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。工程結(jié)構(gòu)使其失效概率增加一個(gè)數(shù)量級(jí)。（4）結(jié)構(gòu)的破壞性質(zhì)：）結(jié)構(gòu)的

25、破壞性質(zhì)： 按延性破壞和脆性破壞確定可靠指標(biāo)，脆性要大于延性按延性破壞和脆性破壞確定可靠指標(biāo)，脆性要大于延性的。的。（2）經(jīng)濟(jì)承受力：）經(jīng)濟(jì)承受力：社會(huì)經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)社會(huì)經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá),公眾對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的要求越高公眾對(duì)結(jié)構(gòu)可靠性的要求越高第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理破壞類型安全等級(jí)一 級(jí)二 級(jí)三 級(jí)延性破壞3.73.22.7脆性破壞4.23.73.2表a 建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的目標(biāo)可靠指標(biāo) 值u承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)：承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)：（二）我國(guó)的規(guī)定（二）我國(guó)的規(guī)定 建筑和公路建筑和公路統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了目標(biāo)可靠指標(biāo)規(guī)定了目標(biāo)可靠指標(biāo) 值，值，見表見表

26、a、表、表b和表和表c。（5）結(jié)構(gòu)功能的失效后果：）結(jié)構(gòu)功能的失效后果： 承載能力功能相對(duì)正常使用功能，失效后果嚴(yán)重一些，承載能力功能相對(duì)正常使用功能，失效后果嚴(yán)重一些，因而可靠度水準(zhǔn)應(yīng)高些。因而可靠度水準(zhǔn)應(yīng)高些。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理破壞類型安全等級(jí)一 級(jí)二 級(jí)三 級(jí)延性破壞4.74.23.7脆性破壞5.24.74.2表b 公路橋梁結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo) 值安全等級(jí)一 級(jí)二 級(jí)三 級(jí)目標(biāo)可靠指標(biāo)1.641.281.04表c 公路路面結(jié)構(gòu)的目標(biāo)可靠指標(biāo) 值第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第二節(jié)第二節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本原理結(jié)構(gòu)可靠度基本原理u正常使用

27、極限狀態(tài)設(shè)計(jì)：正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)： 建筑建筑統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定宜按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件作用效應(yīng)的可規(guī)定宜按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件作用效應(yīng)的可逆程度，在逆程度，在01.5范圍內(nèi)選取。可逆程度較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件取范圍內(nèi)選取?？赡娉潭容^高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件取較低值，可逆程度較低的結(jié)構(gòu)構(gòu)件取較高值。較低值，可逆程度較低的結(jié)構(gòu)構(gòu)件取較高值。 實(shí)際工程應(yīng)根據(jù)不同類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和工程經(jīng)驗(yàn)加以確實(shí)際工程應(yīng)根據(jù)不同類型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和工程經(jīng)驗(yàn)加以確定，如高層建筑結(jié)構(gòu)，由于其柔性較大，水平荷載作用下產(chǎn)定，如高層建筑結(jié)構(gòu)，由于其柔性較大，水平荷載作用下產(chǎn)生的側(cè)移較大，很多情況下成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要因素，生的側(cè)移較大，很多情況下成為控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主

28、要因素，因此目標(biāo)可靠指標(biāo)宜取得相對(duì)高些。因此目標(biāo)可靠指標(biāo)宜取得相對(duì)高些。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)功能函數(shù)：結(jié)構(gòu)功能函數(shù)：SRSRgZ），（實(shí)際表達(dá)式相當(dāng)復(fù)雜實(shí)際表達(dá)式相當(dāng)復(fù)雜），（21nXXXgZ功能函數(shù)特點(diǎn)：功能函數(shù)特點(diǎn)：（1）為多個(gè)隨機(jī)變量組成的非線性函數(shù)；）為多個(gè)隨機(jī)變量組成的非線性函數(shù)；（2）變量并不都服從正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布；）變量并不都服從正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布；（3）分析結(jié)構(gòu)可靠度時(shí)，需要近似簡(jiǎn)化，即采用近似概率法。）分析結(jié)構(gòu)可靠度時(shí)，需要近似簡(jiǎn)化，即采用近似概率法。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)

29、可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法線性功能函數(shù)情況非線性功能函數(shù)情況一、中心點(diǎn)法（均值一次二階矩法）基本思路：基本思路： 利用隨機(jī)變量的平均值（一階原點(diǎn)矩）和標(biāo)準(zhǔn)差（二利用隨機(jī)變量的平均值（一階原點(diǎn)矩）和標(biāo)準(zhǔn)差（二階中心矩）模型，分析結(jié)構(gòu)的可靠度，并將極限狀態(tài)功能階中心矩）模型，分析結(jié)構(gòu)的可靠度，并將極限狀態(tài)功能函數(shù)在平均值（即中心點(diǎn)處）作函數(shù)在平均值（即中心點(diǎn)處）作Taylor級(jí)數(shù)展開，使之線級(jí)數(shù)展開，使之線性化，然后求解可靠指標(biāo)。性化，然后求解可靠指標(biāo)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法niiiXaaZ10niiiaa1X0Znii

30、ia12）（XZ（一）線性功能函數(shù)情況（一）線性功能函數(shù)情況 設(shè)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)設(shè)結(jié)構(gòu)功能函數(shù)Z：由若干個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量：由若干個(gè)相互獨(dú)立的隨機(jī)變量Xi 所組成的線性函數(shù)，即所組成的線性函數(shù)，即式中式中 a0、ai 已知常數(shù)（已知常數(shù)（i =1，2，n）。）。功能函數(shù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)為功能函數(shù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)為第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法niiiniiiaaa121）（XX0ZZ)(1)(0YPZPpf中心極限定理n較大時(shí)，較大時(shí)，Z近似服從于近似服從于正態(tài)分布正態(tài)分布，則可靠指標(biāo)為，則可靠指標(biāo)為結(jié)構(gòu)的失效概率結(jié)構(gòu)的失效概率pf第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠

31、度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法），（nXXXgZ21iXininiiXgXgZ121）（），（XXXX（二）非線性功能函數(shù)情況（二）非線性功能函數(shù)情況設(shè)結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)為設(shè)結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)為將將Z在隨機(jī)變量在隨機(jī)變量Xi 的平均值（即中心點(diǎn)）處按泰勒級(jí)數(shù)展開，的平均值（即中心點(diǎn)）處按泰勒級(jí)數(shù)展開，并僅取線性項(xiàng)，即并僅取線性項(xiàng)，即功能函數(shù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)為功能函數(shù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)為第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法），（21ngXXXZniiiiXXg12）（XZniiiiXnXgg12）（），（21XXXXZZiXiXg結(jié)

32、構(gòu)可靠指標(biāo)為結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)為為功能函數(shù)對(duì)為功能函數(shù)對(duì)Xi的偏導(dǎo)數(shù)在平均值的偏導(dǎo)數(shù)在平均值 Xi處賦值。處賦值。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法中心點(diǎn)法計(jì)算簡(jiǎn)便，概念明確，但存在以下缺點(diǎn)：中心點(diǎn)法計(jì)算簡(jiǎn)便，概念明確，但存在以下缺點(diǎn)：1）基本變量的概率分布不是正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布時(shí)，則結(jié)）基本變量的概率分布不是正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布時(shí)，則結(jié)構(gòu)可靠度的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有較大出入，不能采用。構(gòu)可靠度的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況有較大出入，不能采用。2）對(duì)于非線性功能函數(shù)，在平均值處按泰勒級(jí)數(shù)展開不太）對(duì)于非線性功能函數(shù)，在平均值處按泰勒級(jí)數(shù)展開不太合理，而且展開

33、時(shí)只保留了線性項(xiàng)，因而存在較大的計(jì)算誤合理，而且展開時(shí)只保留了線性項(xiàng)，因而存在較大的計(jì)算誤差。差。3）同一問(wèn)題采用不同形式的功能函數(shù)（不同數(shù)學(xué)表達(dá)式的）同一問(wèn)題采用不同形式的功能函數(shù)（不同數(shù)學(xué)表達(dá)式的極限狀態(tài)方程），可靠指標(biāo)計(jì)算值就可能不同或相差較大。極限狀態(tài)方程），可靠指標(biāo)計(jì)算值就可能不同或相差較大。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法二、驗(yàn)算點(diǎn)法（二、驗(yàn)算點(diǎn)法（JC法）法）中心點(diǎn)法的缺陷：中心點(diǎn)法的缺陷：非正態(tài)分布？非線性方程？誤差！非正態(tài)分布？非線性方程？誤差！處理辦法：處理辦法：對(duì)中心點(diǎn)法進(jìn)行改進(jìn)對(duì)中心點(diǎn)法進(jìn)行改進(jìn)改進(jìn)方法：改進(jìn)方法：對(duì)

34、于非線性的功能函數(shù)，線性化近似不是選在對(duì)于非線性的功能函數(shù)，線性化近似不是選在中心點(diǎn)（均值點(diǎn)）處，而是選在失效邊界上，即以通過(guò)極中心點(diǎn)（均值點(diǎn)）處，而是選在失效邊界上，即以通過(guò)極限狀態(tài)方程上的某一點(diǎn)限狀態(tài)方程上的某一點(diǎn)P*（X1*，X2*，Xn*）的切平面）的切平面作線性近似，以提高可靠指標(biāo)的計(jì)算精度。作線性近似，以提高可靠指標(biāo)的計(jì)算精度。（一）兩個(gè)正態(tài)分布隨機(jī)變量（一）兩個(gè)正態(tài)分布隨機(jī)變量第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法0SRSRgZ），（RRRRSSSS0SRSRSRZ0222222）（SRSRSRSSRRSR考慮兩個(gè)相互獨(dú)立的正態(tài)分布

35、變量考慮兩個(gè)相互獨(dú)立的正態(tài)分布變量R和和S極限狀態(tài)方程為極限狀態(tài)方程為標(biāo)準(zhǔn)化變換，令標(biāo)準(zhǔn)化變換，令極限狀態(tài)方程變化為極限狀態(tài)方程變化為第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法0SRcoscosSR22SRRRcos22SRSScos標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)坐標(biāo)系中原點(diǎn)到極限標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)坐標(biāo)系中原點(diǎn)到極限狀態(tài)方程直線的最短距離狀態(tài)方程直線的最短距離即即l 驗(yàn)算點(diǎn)定義：驗(yàn)算點(diǎn)定義： P*點(diǎn)點(diǎn)，滿足極限狀態(tài)方程時(shí)最可能使結(jié)構(gòu)，滿足極限狀態(tài)方程時(shí)最可能使結(jié)構(gòu)失效的一組變量取值。失效的一組變量取值。l 可靠指標(biāo)可靠指標(biāo) 幾何意義：幾何意義：第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三

36、節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法SScosRRcosSSScosSRRRcosR0),(SRRSgZ已知隨機(jī)變量已知隨機(jī)變量S、R的統(tǒng)計(jì)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算可靠指標(biāo)計(jì)算可靠指標(biāo) 和和P*點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)值坐標(biāo)值P*點(diǎn)點(diǎn)坐標(biāo)值為坐標(biāo)值為變換到原坐標(biāo)系中，有變換到原坐標(biāo)系中，有驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)滿足極限狀態(tài)方程，有驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)滿足極限狀態(tài)方程，有第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法0），（21nXXXgZiiiiXXXX（二）多個(gè)正態(tài)分布隨機(jī)變量（二）多個(gè)正態(tài)分布隨機(jī)變量考慮多個(gè)相互獨(dú)立的正態(tài)分布變量考慮多個(gè)相互獨(dú)立的正態(tài)分布變量極限狀態(tài)方程為極限狀態(tài)

37、方程為該方程以該方程以Xi為坐標(biāo)的為坐標(biāo)的n維歐氏空間上的一個(gè)曲面。維歐氏空間上的一個(gè)曲面。對(duì)變量對(duì)變量Xi（i =1，2，n）作標(biāo)準(zhǔn)化變換）作標(biāo)準(zhǔn)化變換則標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間坐標(biāo)系中的極限狀態(tài)方程為則標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間坐標(biāo)系中的極限狀態(tài)方程為第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法三個(gè)變量時(shí)可靠指標(biāo)與極限狀態(tài)方程的關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間坐標(biāo)系中原點(diǎn)到標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)空間坐標(biāo)系中原點(diǎn)到極限狀態(tài)曲面的最短距離極限狀態(tài)曲面的最短距離l 可靠指標(biāo)可靠指標(biāo) 的的幾何意義：幾何意義：l 問(wèn)題轉(zhuǎn)化為如何求得原點(diǎn)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為如何求得原點(diǎn)到曲面的最短距離？到曲面的最短距離？第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠

38、度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法非正態(tài)變量的當(dāng)量正態(tài)化條件圖示（1）驗(yàn)算點(diǎn)處概率分布函數(shù)值相等（2）驗(yàn)算點(diǎn)處概率密度函數(shù)值相等（三）非正態(tài)分布隨機(jī)變量（三）非正態(tài)分布隨機(jī)變量 先將非正態(tài)變量先將非正態(tài)變量Xi 在驗(yàn)算點(diǎn)在驗(yàn)算點(diǎn)Xi*處轉(zhuǎn)換成當(dāng)量正態(tài)變量處轉(zhuǎn)換成當(dāng)量正態(tài)變量Xi ，并確定其平均值并確定其平均值 Xi 和標(biāo)準(zhǔn)差和標(biāo)準(zhǔn)差 Xi ，然后按正態(tài)變量的情況迭，然后按正態(tài)變量的情況迭代求解可靠指標(biāo)和設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)。代求解可靠指標(biāo)和設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第三節(jié)第三節(jié) 結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法結(jié)構(gòu)可靠度基本分析方法p 當(dāng)隨機(jī)變量為正態(tài)分布，功

39、能函數(shù)是線性方程時(shí)，當(dāng)隨機(jī)變量為正態(tài)分布，功能函數(shù)是線性方程時(shí)，驗(yàn)算點(diǎn)法和中心點(diǎn)法的計(jì)算結(jié)果相同驗(yàn)算點(diǎn)法和中心點(diǎn)法的計(jì)算結(jié)果相同u中心點(diǎn)法：不考慮基本變量的實(shí)際分布，直接按其服從正不考慮基本變量的實(shí)際分布，直接按其服從正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布，導(dǎo)出結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)的計(jì)算公式，分析態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)分布，導(dǎo)出結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)的計(jì)算公式，分析時(shí)采用了泰勒級(jí)數(shù)在中心點(diǎn)（均值）展開。時(shí)采用了泰勒級(jí)數(shù)在中心點(diǎn)（均值）展開。u驗(yàn)算點(diǎn)法：能夠考慮非正態(tài)分布的隨機(jī)變量，在計(jì)算工作能夠考慮非正態(tài)分布的隨機(jī)變量，在計(jì)算工作量增加不多的條件下，可對(duì)可靠指標(biāo)進(jìn)行精度較高的近似量增加不多的條件下，可對(duì)可靠指標(biāo)進(jìn)行精度較高的近似計(jì)算，求得滿

40、足極限狀態(tài)方程的計(jì)算，求得滿足極限狀態(tài)方程的“驗(yàn)算點(diǎn)驗(yàn)算點(diǎn)”的設(shè)計(jì)值。的設(shè)計(jì)值。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法u可靠度復(fù)核：可靠度復(fù)核：u直接設(shè)計(jì)法：直接設(shè)計(jì)法：一、概念 已知抗力和荷載效應(yīng)的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，求解可靠已知抗力和荷載效應(yīng)的概率分布和統(tǒng)計(jì)參數(shù)，求解可靠指標(biāo)和各變量在驗(yàn)算點(diǎn)處的坐標(biāo)值。指標(biāo)和各變量在驗(yàn)算點(diǎn)處的坐標(biāo)值。 以目標(biāo)可靠指標(biāo)以目標(biāo)可靠指標(biāo) 及各基本變量的統(tǒng)計(jì)特征，反求構(gòu)件及各基本變量的統(tǒng)計(jì)特征，反求構(gòu)件抗力來(lái)設(shè)計(jì)構(gòu)件截面?？沽?lái)設(shè)計(jì)構(gòu)件截面。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)概

41、率可靠度直接設(shè)計(jì)法（1）根據(jù)規(guī)定的可靠度，校準(zhǔn)分項(xiàng)系數(shù)模式中的分項(xiàng)系）根據(jù)規(guī)定的可靠度，校準(zhǔn)分項(xiàng)系數(shù)模式中的分項(xiàng)系數(shù)；數(shù)；直接概率設(shè)計(jì)法主要應(yīng)用于：直接概率設(shè)計(jì)法主要應(yīng)用于：（2）在特定情況下，直接設(shè)計(jì)某些重要的工程（如核電）在特定情況下，直接設(shè)計(jì)某些重要的工程（如核電站的安全殼、海上采油平臺(tái)、大壩等）；站的安全殼、海上采油平臺(tái)、大壩等）；（3）對(duì)不同設(shè)計(jì)條件下的結(jié)構(gòu)可靠度進(jìn)行一致性對(duì)比。）對(duì)不同設(shè)計(jì)條件下的結(jié)構(gòu)可靠度進(jìn)行一致性對(duì)比。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法22）（）（SSRRSRRRkR/二、直接設(shè)計(jì)法的基本思路（1）極限狀態(tài)

42、方程為線性）極限狀態(tài)方程為線性R和和S均服從正態(tài)分布，則抗力平均值為均服從正態(tài)分布，則抗力平均值為給定結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)給定結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo) ，且已知，且已知S的統(tǒng)計(jì)參數(shù)的統(tǒng)計(jì)參數(shù) S 、 S和和R的的統(tǒng)計(jì)參數(shù)統(tǒng)計(jì)參數(shù)kR 、 R，由上式，由上式可求得可求得 R，并可求出抗力標(biāo)準(zhǔn)，并可求出抗力標(biāo)準(zhǔn)值值Rk根據(jù)根據(jù)Rk進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。進(jìn)行截面設(shè)計(jì)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第四節(jié)第四節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法結(jié)構(gòu)概率可靠度直接設(shè)計(jì)法（2）極限狀態(tài)方程為非線性，或含有非正態(tài)基本變量）極限狀態(tài)方程為非線性，或含有非正態(tài)基本變量 需要利用驗(yàn)算點(diǎn)法聯(lián)立求解某一變量需要利用驗(yàn)算點(diǎn)法聯(lián)立求解某一變量Xi的平均值的平

43、均值 Xi。在一般情況下，需進(jìn)行非線性與非正態(tài)的雙重迭代才能求在一般情況下，需進(jìn)行非線性與非正態(tài)的雙重迭代才能求出出 Xi值，計(jì)算很復(fù)雜，可結(jié)合教材了解相關(guān)內(nèi)容。值，計(jì)算很復(fù)雜，可結(jié)合教材了解相關(guān)內(nèi)容。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式問(wèn)題提出：?jiǎn)栴}提出：可靠度直接設(shè)計(jì)法能使設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有預(yù)先設(shè)可靠度直接設(shè)計(jì)法能使設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)具有預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)。定的目標(biāo)可靠指標(biāo)。計(jì)算復(fù)雜、量大，不易被廣泛應(yīng)用。計(jì)算復(fù)雜、量大，不易被廣泛應(yīng)用。處理方法：處理方法：采用可靠度間接設(shè)計(jì)法。采用可靠度間接設(shè)計(jì)法。 確定目標(biāo)可靠指標(biāo)確定目標(biāo)可靠指

44、標(biāo) 以后，通過(guò)一定變換，將目標(biāo)可靠以后，通過(guò)一定變換，將目標(biāo)可靠指標(biāo)指標(biāo) 轉(zhuǎn)化為單一安全系數(shù)或各種分項(xiàng)系數(shù)，采用方便實(shí)用轉(zhuǎn)化為單一安全系數(shù)或各種分項(xiàng)系數(shù)，采用方便實(shí)用的表達(dá)式進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，而其具有的可靠度水平能與目標(biāo)可的表達(dá)式進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，而其具有的可靠度水平能與目標(biāo)可靠指標(biāo)基本一致或接近?？恐笜?biāo)基本一致或接近。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式RSK0一、單一系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式設(shè)計(jì)原則：設(shè)計(jì)原則：用安全系數(shù)用安全系數(shù)K0來(lái)表示安全度，即要求來(lái)表示安全度，即要求 常數(shù)常數(shù)K0應(yīng)事先確定，使上式具有與目標(biāo)可靠指標(biāo)應(yīng)事先確定，使上式具

45、有與目標(biāo)可靠指標(biāo) 相同的可靠性水平。相同的可靠性水平。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式222222222211SR00SRSRSRSRSRSRSR)()()()(KKSRu簡(jiǎn)單示例簡(jiǎn)單示例SRZ222222111）（RRSR0KR和和S相互獨(dú)立，且服從正態(tài)分布，根據(jù)定義相互獨(dú)立，且服從正態(tài)分布，根據(jù)定義由上式可解得由上式可解得第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式kkRKS nK0和和K之間的關(guān)系？之間的關(guān)系？工程設(shè)計(jì)習(xí)慣上采用表達(dá)式為工程設(shè)計(jì)習(xí)慣上采用表達(dá)式為

46、式中式中 Sk 、Rk 荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力的標(biāo)準(zhǔn)值；荷載效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力的標(biāo)準(zhǔn)值； K相應(yīng)的設(shè)計(jì)安全系數(shù)。相應(yīng)的設(shè)計(jì)安全系數(shù)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式）（1SSSkkS）（1RRRkkR)()(RRRSSSkkK11荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值與其平均值有如下關(guān)系荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值與其平均值有如下關(guān)系結(jié)構(gòu)抗力的標(biāo)準(zhǔn)值與平均值的關(guān)系為結(jié)構(gòu)抗力的標(biāo)準(zhǔn)值與平均值的關(guān)系為式中式中 kS 、kR 與效應(yīng)及抗力取值的保證率有關(guān)的系與效應(yīng)及抗力取值的保證率有關(guān)的系數(shù)。數(shù)。由上式有由上式有第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)

47、用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式SSRR0kkKK11即即（1）安全系數(shù)與）安全系數(shù)與R和和S的變異性有關(guān)，由于的變異性有關(guān)，由于R和和S隨設(shè)計(jì)條隨設(shè)計(jì)條件的差異而變異性很大，不同的設(shè)計(jì)條件就要采用不同的件的差異而變異性很大，不同的設(shè)計(jì)條件就要采用不同的安全系數(shù)，這給設(shè)計(jì)帶來(lái)不便。安全系數(shù)，這給設(shè)計(jì)帶來(lái)不便。該方法不足之處：該方法不足之處：（2）當(dāng)荷載效應(yīng)）當(dāng)荷載效應(yīng)S由多個(gè)荷載引起時(shí)，采用單一安全系數(shù)由多個(gè)荷載引起時(shí)，采用單一安全系數(shù)無(wú)法反映各種荷載不同的統(tǒng)計(jì)特征。無(wú)法反映各種荷載不同的統(tǒng)計(jì)特征。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)

48、的實(shí)用表達(dá)式RRSSSSSS110000122nnkRkSkSkS1RSSSnn12121,Rs二、分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式 將安全系數(shù)分解為荷載分項(xiàng)系數(shù)和抗力分項(xiàng)系數(shù)，以將安全系數(shù)分解為荷載分項(xiàng)系數(shù)和抗力分項(xiàng)系數(shù)，以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的設(shè)計(jì)式為分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的設(shè)計(jì)式為或或式中式中 0Si、 0R與效應(yīng)與效應(yīng)Si及抗力及抗力R均值對(duì)應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)；均值對(duì)應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)； Si、 R與效應(yīng)與效應(yīng)Si及抗力及抗力R標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式），（121nmmXXXXXgZ0 xxxxx1nmmnm

49、mgZ010002011121，0kkkkknnmmmmXXXXXgZ11112211，n分項(xiàng)系數(shù)如何確定？分項(xiàng)系數(shù)如何確定？設(shè)功能函數(shù)為設(shè)功能函數(shù)為則分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式可表示為則分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式可表示為第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式0),(121nmmXXXXXg由結(jié)構(gòu)可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)法可知，驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)滿足由結(jié)構(gòu)可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)法可知，驗(yàn)算點(diǎn)坐標(biāo)應(yīng)滿足式中式中令令 i =cos Xi，并考慮標(biāo)準(zhǔn)值與其平均值的關(guān)系，得出各，并考慮標(biāo)準(zhǔn)值與其平均值的關(guān)系，得出各分項(xiàng)系數(shù)如下分項(xiàng)系數(shù)如下）（iiiiiiiXXXXXXX

50、coscos1),2,1(Xmssss10),1(Xnmrrrr110),2,1(XXmsksssss11),1(XXnmrkrrrrr1-1第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式（1）客觀地反映影響結(jié)構(gòu)可靠度的各種因素，對(duì)不同的荷）客觀地反映影響結(jié)構(gòu)可靠度的各種因素，對(duì)不同的荷載效應(yīng)，采用不同的荷載分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)抗力分項(xiàng)系數(shù)也可載效應(yīng)，采用不同的荷載分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)抗力分項(xiàng)系數(shù)也可采用不同的數(shù)值。采用不同的數(shù)值。該方法的優(yōu)點(diǎn)：該方法的優(yōu)點(diǎn)：（2）在分項(xiàng)系數(shù)確定的情況下，能取得與目標(biāo)可靠指標(biāo)較）在分項(xiàng)系數(shù)確定的情況下，能取得與目標(biāo)可靠指

51、標(biāo)較好的一致性結(jié)果。好的一致性結(jié)果。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式.),(kKRafRR三、現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)表達(dá)式我國(guó)工程規(guī)范設(shè)計(jì)方法：我國(guó)工程規(guī)范設(shè)計(jì)方法： 將以可靠指標(biāo)將以可靠指標(biāo) 表示的極限狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為以基本變量表示的極限狀態(tài)方程轉(zhuǎn)化為以基本變量和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)用表達(dá)式。和相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)實(shí)用表達(dá)式。（一）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式（一）承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式荷載效應(yīng)組合值荷載效應(yīng)組合值S不超過(guò)抗力值不超過(guò)抗力值R，即，即 S R其中其中荷載效應(yīng)組合值荷載效應(yīng)組合值S應(yīng)考慮基本組

52、應(yīng)考慮基本組合，必要時(shí)尚應(yīng)考慮偶然組合。合，必要時(shí)尚應(yīng)考慮偶然組合。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式niiiiSSSS2011kkkQcQQQGG（a）（1）基本組合）基本組合u建筑建筑統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：規(guī)定：a.由可變荷載效應(yīng)控制的組合：由可變荷載效應(yīng)控制的組合：niiiSSS10kkQQGG（b）對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化為下列表達(dá)式對(duì)于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，可簡(jiǎn)化為下列表達(dá)式第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式niiiiSSS10kkQcQGG（c

53、）b.由永久荷載效應(yīng)控制的組合：由永久荷載效應(yīng)控制的組合：式中式中 0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)安全等級(jí)為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為三級(jí)或設(shè)計(jì)使用年限為100年及以上、年及以上、50年、年、5年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，分別不應(yīng)小于分別不應(yīng)小于1.1、1.0、0.9；對(duì)設(shè)計(jì)使用年限為；對(duì)設(shè)計(jì)使用年限為25年的結(jié)構(gòu)年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，各類材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)各自情況而定；構(gòu)件，各類材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)各自情況而定；第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式 G 永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不永

54、久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不利時(shí)，對(duì)式（利時(shí)，對(duì)式（a）及式（）及式（c）?。┤?.2，對(duì)式（，對(duì)式（b）?。┤?.35；當(dāng)其；當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有利時(shí)，一般情況下可取效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有利時(shí)，一般情況下可取1.0，對(duì)結(jié)構(gòu)的傾，對(duì)結(jié)構(gòu)的傾覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取覆、滑移或漂浮驗(yàn)算，應(yīng)取0.9； Q1、 Qi第第1個(gè)和第個(gè)和第i個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)個(gè)可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)，當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不利時(shí)，一般情況下取其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件不利時(shí)，一般情況下取1.4，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值大于于4 kN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載，應(yīng)取的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活荷載，應(yīng)取1.3；當(dāng)其效；當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件

55、有利時(shí)，可取為應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件有利時(shí)，可取為0；第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式SGk永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；SQ1k在基本組合中起控制作用的一個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)在基本組合中起控制作用的一個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；值的效應(yīng)；SQik第第i個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；個(gè)可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； ci 第第i個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)，其值不應(yīng)大于個(gè)可變荷載的組合值系數(shù)，其值不應(yīng)大于1.0，具體見，具體見荷載規(guī)范荷載規(guī)范； 簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用的荷載組合值系數(shù)，一簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)表達(dá)式中采用的荷載組合值系數(shù)，一般情況下可取般情況下可取0

56、.9；當(dāng)只有一個(gè)可變荷載時(shí)??；當(dāng)只有一個(gè)可變荷載時(shí)取1.0。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式njmijjiiSSSS21011kkkQQcQQGGniiSS1kQru公路公路統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：規(guī)定：路面結(jié)構(gòu)采用下式路面結(jié)構(gòu)采用下式式中式中 0 結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，安全等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，安全等級(jí)一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)分別取別取1.1、1.0和和0.9； Gi 第第i個(gè)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于恒荷載（結(jié)構(gòu)個(gè)永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于恒荷載（結(jié)構(gòu)及附加物自重），取及附加物自重），取1.2；當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力有利時(shí)，

57、；當(dāng)其效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)承載能力有利時(shí)，應(yīng)取不大于應(yīng)取不大于1.0；第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式 Q1 汽車荷載分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于公路橋梁，根據(jù)荷載汽車荷載分項(xiàng)系數(shù)，對(duì)于公路橋梁，根據(jù)荷載效應(yīng)的組合情況取效應(yīng)的組合情況取1.4或或1.1； Qj 除汽車荷載外第除汽車荷載外第j個(gè)其它可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)；個(gè)其它可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)； SGik第第i個(gè)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；個(gè)永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；SQ1k含有沖擊系數(shù)的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；含有沖擊系數(shù)的汽車荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； SQjk除汽車荷載外第除汽車荷載外第j個(gè)其它可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)

58、；個(gè)其它可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)； c 除汽車荷載外其它可變荷載的組合值系數(shù)；除汽車荷載外其它可變荷載的組合值系數(shù)； r 路面結(jié)構(gòu)的可靠度系數(shù)，此中已融入結(jié)構(gòu)重要路面結(jié)構(gòu)的可靠度系數(shù)，此中已融入結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)性系數(shù) 0。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式（2）偶然組合）偶然組合 偶然荷載的代表值不乘以分項(xiàng)系數(shù)；與偶然荷載同時(shí)偶然荷載的代表值不乘以分項(xiàng)系數(shù)；與偶然荷載同時(shí)出現(xiàn)的可變荷載，應(yīng)根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)某霈F(xiàn)的可變荷載，應(yīng)根據(jù)觀測(cè)資料和工程經(jīng)驗(yàn)采用適當(dāng)?shù)拇碇?。具體的設(shè)計(jì)表達(dá)式及各種系數(shù)的取值，應(yīng)符合專代表值。具體的

59、設(shè)計(jì)表達(dá)式及各種系數(shù)的取值，應(yīng)符合專門規(guī)范的規(guī)定。門規(guī)范的規(guī)定。應(yīng)按以下原則：應(yīng)按以下原則：第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式CSd（二）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式（二）正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式u建筑建筑統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：規(guī)定： 應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，分別采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組應(yīng)根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，分別采用荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，使變形、裂縫等荷合、頻遇組合和準(zhǔn)永久組合進(jìn)行設(shè)計(jì)，使變形、裂縫等荷載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值載效應(yīng)的設(shè)計(jì)值Sd不超過(guò)規(guī)定限值不超過(guò)規(guī)定限值C。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié)

60、 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式niiiSSSS21kkkQcQGdniiiSSSS211kkkQqQfGdniiiSSS1kkQqGd標(biāo)準(zhǔn)組合（短期效應(yīng)組合）標(biāo)準(zhǔn)組合（短期效應(yīng)組合）頻遇組合頻遇組合準(zhǔn)永久組合（長(zhǎng)期效應(yīng)組合）準(zhǔn)永久組合（長(zhǎng)期效應(yīng)組合）式中式中 f1 在頻遇組合中起控制作用的一個(gè)可變荷載頻遇在頻遇組合中起控制作用的一個(gè)可變荷載頻遇值系數(shù)；值系數(shù)； qi 第第i個(gè)可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)。個(gè)可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)。第九章 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)法第五節(jié)第五節(jié) 結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計(jì)的實(shí)用表達(dá)式njjmijiSSS111kkQGsd