結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計

1、1結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計劉暢宇2012912501162一、設(shè)計要求一、設(shè)計要求 RS 不能絕對滿足，只能在一定概率意義下滿足，即: PRS=ps 可靠度ps的大小對結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響 結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)ps太大太大ps太小太小成本高成本高失效概率大失效概率大目標(biāo)可靠度目標(biāo)可靠度的確定應(yīng)考慮經(jīng)濟與安全的合理平衡的確定應(yīng)考慮經(jīng)濟與安全的合理平衡3二、目標(biāo)可靠度（設(shè)計可靠指標(biāo)）的定義二、目標(biāo)可靠度（設(shè)計可靠指標(biāo)）的定義m設(shè)計（目標(biāo)）可靠指標(biāo)是設(shè)計規(guī)范規(guī)定的作為設(shè)計依據(jù)的可靠指標(biāo)，它表示設(shè)計所預(yù)期達到的結(jié)構(gòu)可靠度。m如何選擇結(jié)構(gòu)的最優(yōu)失效概率或設(shè)計可靠指標(biāo)是關(guān)系到社會、政治、經(jīng)濟、生命財產(chǎn)等一系列方面

2、的重要問題。 目前一般采用類比法或校準(zhǔn)法來確定設(shè)計可靠指標(biāo)目前一般采用類比法或校準(zhǔn)法來確定設(shè)計可靠指標(biāo)4三、設(shè)計可靠指標(biāo)的確定三、設(shè)計可靠指標(biāo)的確定1、確定設(shè)計可靠指標(biāo)的影響因素、確定設(shè)計可靠指標(biāo)的影響因素： (1)公眾心理； (2)結(jié)構(gòu)重要性； (3)結(jié)構(gòu)破壞性質(zhì)； (4)社會經(jīng)濟承受力。2、采用類比法考慮公眾心理的影響、采用類比法考慮公眾心理的影響 參照人們在日?；顒又兴?jīng)歷的各種風(fēng)險或危險率，確定一個為公眾所能接受的失效概率即可靠指標(biāo)。5710531054101410751025105 . 25103510361066104一些事故的年死亡率6310541055105不同人群可承受的年危

3、險率公眾對5050年失效率的接受程度7u據(jù)此建議結(jié)構(gòu)的年失效概率為110-5,大致相當(dāng)于房屋在正常使用年限50年的失效概率為510-4。當(dāng)功能函數(shù)為正態(tài)分布時，相當(dāng)于可靠指標(biāo)3.29。u由于對風(fēng)險水平的接受程度因人而異，所以用類比法確定設(shè)計可靠指標(biāo)不易為人們所公認(rèn)。u所謂校準(zhǔn)法，就是通過對現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范安全度的校核（反演計算），找出隱含于現(xiàn)行規(guī)范中的可靠指標(biāo)，再經(jīng)過綜合分析和調(diào)整，據(jù)以制定今后設(shè)計（規(guī)范）采用的目標(biāo)可靠指標(biāo)。u現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范指校準(zhǔn)法所要反演計算的規(guī)范。3、采用校準(zhǔn)法確定設(shè)計可靠指標(biāo)、采用校準(zhǔn)法確定設(shè)計可靠指標(biāo)85、結(jié)構(gòu)破壞性質(zhì)的影響、結(jié)構(gòu)破壞性質(zhì)的影響 脆性結(jié)構(gòu) ps 延性結(jié)構(gòu) p

4、s6、社會經(jīng)濟承受力的影響、社會經(jīng)濟承受力的影響 經(jīng)濟越發(fā)達 ps4、結(jié)構(gòu)重要性的影響、結(jié)構(gòu)重要性的影響一般結(jié)構(gòu)一般結(jié)構(gòu) ps重要結(jié)構(gòu)重要結(jié)構(gòu) ps 次要結(jié)構(gòu)次要結(jié)構(gòu) ps 脆性結(jié)構(gòu)脆性結(jié)構(gòu)延性結(jié)構(gòu)延性結(jié)構(gòu)9四、校準(zhǔn)法四、校準(zhǔn)法1、制訂規(guī)范的基本思想、制訂規(guī)范的基本思想u規(guī)范與科學(xué)技術(shù)的結(jié)論并不能等同。同一個時期，世界上可以同時存在幾十種結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，根據(jù)它們進行設(shè)計，一般來講都是安全的。u規(guī)范的制定，不僅與科學(xué)技術(shù)發(fā)展有關(guān)，還與一個國家特定時期特定的技術(shù)經(jīng)濟條件和國家方針政策、社會心理等因素有關(guān)。u加拿大的林德曾經(jīng)說：“規(guī)范無非是有代表性的專家對結(jié)構(gòu)的一種權(quán)衡”。u要求設(shè)計者遵循一種規(guī)范，就

5、是規(guī)定他們必須按照統(tǒng)一的一套算法做設(shè)計，按照規(guī)定的步驟設(shè)計。102、修改規(guī)范的基本思想、修改規(guī)范的基本思想m規(guī)范體系本身也需要“設(shè)計”，修改規(guī)范最重要的步驟就是規(guī)定恰當(dāng)?shù)目煽慷人剑瑫r在每一個具體的步驟中貫徹它。m澳地利舒勒和梅爾徹斯談到修改規(guī)范時說“如果要有什么改變，也只能是逐步的和微小的，以便不引起規(guī)范使用者們的不安和苦惱。規(guī)范修訂所導(dǎo)致的安全度水平的變化若大于10%，就常常會大得使實際工作者們恐慌，從而拒絕接受”。m因此人們認(rèn)為編寫新規(guī)范可以看成是對舊規(guī)范的一種“校準(zhǔn)”(Calibrating)。m我國、美國、加拿大和歐洲的一些國家都采用校準(zhǔn)法。113、我國老規(guī)范存在的問題、我國老規(guī)范

6、存在的問題m我國老規(guī)范在可靠度方面存在著不少缺陷，如果用統(tǒng)一的可靠指標(biāo)來進行分析，就會發(fā)現(xiàn)其中最主要的問題是各本規(guī)范以及同一本規(guī)范中各個結(jié)構(gòu)構(gòu)件，甚至同一種構(gòu)件在不同條件下可靠度水平都不一致。m修改規(guī)范，就需要采用校準(zhǔn)法來分析原有規(guī)范的可靠度水平，同時根據(jù)本國的實際經(jīng)濟和科技情況確定新規(guī)范的目標(biāo)可靠度水平（可靠指標(biāo)），這個指標(biāo)應(yīng)當(dāng)更為合理，但是又不能偏離原規(guī)范太遠(yuǎn)。亦即在引入許多新觀念和方法的同時，對老規(guī)范也必須具有很大程度的繼承性。124、對老規(guī)范校準(zhǔn)的基本思想、對老規(guī)范校準(zhǔn)的基本思想m校準(zhǔn)法承認(rèn)傳統(tǒng)設(shè)計所具有的可靠度的合理性，通過計算得出的傳統(tǒng)設(shè)計的可靠度水平作為參考目標(biāo)可靠度；m校準(zhǔn)法實

7、質(zhì)上充分考慮了工程建設(shè)常年積累的實踐經(jīng)驗，繼承了老規(guī)范中隱含的結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度水準(zhǔn)；m認(rèn)為老規(guī)范總體上是合理的，可靠度水平為絕大部分人所接受；m我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計可靠指標(biāo)，就是通過對老規(guī)范中的14種具有代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，進行所謂校準(zhǔn)并經(jīng)適當(dāng)調(diào)整而制定的。13五、設(shè)計可靠指標(biāo)五、設(shè)計可靠指標(biāo) 設(shè)計設(shè)計(目標(biāo)目標(biāo))可靠度指標(biāo)（建筑結(jié)構(gòu)）可靠度指標(biāo)（建筑結(jié)構(gòu)）在編制在編制統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)過程中，選擇了老規(guī)范中的過程中，選擇了老規(guī)范中的14種具有種具有代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行了分析，在三種基本荷載組合下，代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行了分析，在三種基本荷載組合下，14種構(gòu)件可靠指標(biāo)的總平均值為種構(gòu)件可靠指標(biāo)的總平均值為3.3，屬于延性破壞的構(gòu)件，屬于延性破壞的構(gòu)件的可靠度平均值為的可靠度平均值為3.22。這反映了