結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計課件

第十章結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計法1第十章結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計法1結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計須解決的問題：結(jié)構(gòu)的失效標(biāo)準(zhǔn)和失效模型（理論基礎(chǔ)：中心點(diǎn)法和驗(yàn)算點(diǎn)法）確定結(jié)構(gòu)的（目標(biāo)）設(shè)計可靠指標(biāo)各有關(guān)參量的統(tǒng)計參數(shù)（R和S）設(shè)計表達(dá)式（與現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范相一致）2結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計須解決的問題：210.1結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)10.1.1設(shè)計要求

結(jié)構(gòu)設(shè)計總的要求是：結(jié)構(gòu)的抗力R應(yīng)大于或等于結(jié)構(gòu)的綜合荷載效應(yīng)S。

P{R≥S}=ps310.1結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)10.1.1設(shè)計要求310.1.2目標(biāo)可靠度設(shè)計可靠指標(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(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠度。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(jì)、生命財產(chǎn)等一系列方面的重要問題。例如考慮失效概率、直接造價、維修費(fèi)用和投資風(fēng)險之間的關(guān)系。Pf小，則造價高、維修費(fèi)和投資風(fēng)險低，反之亦然。410.1.2目標(biāo)可靠度設(shè)計可靠指標(biāo)是設(shè)計規(guī)范規(guī)定的一、類比法或協(xié)商給定法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)。類比法或協(xié)商給定法是參照人們在日?；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)。例如根據(jù)美國和德國對人們參加各種活動所面臨的風(fēng)險水平作的統(tǒng)計分析，一些事故的年死亡率為：賽車為510-3;汽車失事為2.510-5；游泳淹死為310-5;飛機(jī)失事為110-4；暴風(fēng)為410-6；雷擊為510-7。5一、類比法或協(xié)商給定法目前一般采用類比法或校準(zhǔn)法來確定設(shè)計可二、校準(zhǔn)法據(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)功效函數(shù)為正態(tài)分布時，相當(dāng)于可靠指標(biāo)＝3.29。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)。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)。6二、校準(zhǔn)法據(jù)此建議結(jié)構(gòu)的年失效概率為110-5,大致相當(dāng)于規(guī)范與科學(xué)技術(shù)的結(jié)論本身并不能等同起來。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)它們設(shè)計建筑物，一般來講都是安全的。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(jì)條件和國家方針政策、社會心理等因素有關(guān)。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”。要求設(shè)計者遵循一種規(guī)范，就是規(guī)定他們必須按照統(tǒng)一的一套算法作設(shè)計，按照規(guī)定的步驟來設(shè)計。而規(guī)范體系本身也是需要“設(shè)計”的，修改規(guī)范的最重要之處就在于規(guī)定恰當(dāng)?shù)目煽慷人剑?規(guī)范與科學(xué)技術(shù)的結(jié)論本身并不能等同起來。同一個時期，世界上可同時在每一個具體的步驟中貫徹它。澳地利舒勒（Schueller）和梅爾徹斯(Melchers)在談到修改規(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(shí)際工作者們恐慌，從而拒絕接受”。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)。8同時在每一個具體的步驟中貫徹它。8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(jìn)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。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(shí)際經(jīng)濟(jì)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。9我國老規(guī)范在可靠度方面存在著不少缺陷，如果用統(tǒng)一的可這種方法實(shí)質(zhì)上充分考慮了工程建設(shè)常年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，繼承了現(xiàn)行規(guī)范中暗含的結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度水準(zhǔn)，所以從總體上來講它是合理的，并且也是為絕大部分人所接受的，是一種切實(shí)可行的確定設(shè)計可靠指標(biāo)的方法。我國、美國、加拿大和歐洲的一些國家都采用此法。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(jìn)行所謂校準(zhǔn)并經(jīng)適當(dāng)調(diào)整而制定的。下面舉例說明校準(zhǔn)方法。10這種方法實(shí)質(zhì)上充分考慮了工程建設(shè)常年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，繼承了現(xiàn)老規(guī)范的強(qiáng)度表達(dá)式一般可歸結(jié)為11老規(guī)范的強(qiáng)度表達(dá)式一般可歸結(jié)為11在校核時，要考慮活載效應(yīng)與恒載效應(yīng)的比值＝SQK/SGK不同的情況，這是因?yàn)閮煞N荷載的變異性不同，當(dāng)變化時，將發(fā)生變化。所以在校核時，可以僅以荷載效應(yīng)比為參變量，而不管Sk和RK具體取值。12在校核時，要考慮活載效應(yīng)與恒載效應(yīng)的比值＝SQK/SGK承受恒載和樓面活荷載的鋼筋混凝土軸心受壓短柱，已知恒載效應(yīng)NG為正態(tài)分布，活載效應(yīng)NL為極值Ⅰ型分布，截面承載能力（抗力）R為對數(shù)正態(tài)分布，統(tǒng)計參數(shù)分別為KG=NG/NGK＝1.06，δNG＝0.07，KL=NL/NLK＝0.7，δNL＝0.29，KR=R/RK＝1.33，δR＝0.17，試求當(dāng)=2時，與老規(guī)范軸心受壓構(gòu)件的安全系數(shù)K=1.55相對應(yīng)的可靠指標(biāo)值。例：13承受恒載和樓面活荷載的鋼筋混凝土軸心受壓短柱，已知恒載效應(yīng)N〔解〕(1)設(shè)NGk＝5，因＝2，故NLk＝10。(2)根據(jù)老規(guī)范的表達(dá)式有：K(NGk＋NLK）＝1.55（5+10)＝23.25(3)列出極限狀態(tài)方程：R-NG-NL=0,由此可求出抗力標(biāo)準(zhǔn)值RK=K(NGk＋NLK)=23.25(4)求極限狀態(tài)方程中各隨機(jī)變量的統(tǒng)計參數(shù)：

R＝KRRK=1.33×23.25＝30.92

R=RδR＝30.92×0.17＝5.26

NG＝KGNGK=1.06×5＝5.3

NG＝NGδNG＝5.3×0.07=0.37

NL＝KLNLK=0.7×10=7.0

NL＝NLδNL＝7×0.29=2.0314〔解〕(1)設(shè)NGk＝5，因＝2，故NLk＝10。(2)根(5)按第三章驗(yàn)算點(diǎn)法，可求得

＝3.61，相應(yīng)的Pf＝1.53×10－4

(計算過程從略）；如果用中心點(diǎn)法，可近似求得：15(5)按第三章驗(yàn)算點(diǎn)法，可求得如果用中心點(diǎn)法，可近似求得：對于的其它常用值和其它荷載組合的情況，均可按同樣的方法求出相應(yīng)的值。最后將所求得的這些值，經(jīng)加權(quán)平均及綜合分析調(diào)整，即可定出新規(guī)范的鋼筋混凝土軸心受壓短柱的設(shè)計可靠指標(biāo)K值。在編制《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》過程中，選擇了老規(guī)范中的14種具有代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)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3.3，屬于延性破壞的構(gòu)件的可靠度平均值為3.22。這反映了我國老規(guī)范規(guī)定的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度的一般水準(zhǔn)。16對于的其它常用值和其它荷載組合的情況，均可按同樣的方法求出10.2結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計法結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計法是直接基于結(jié)構(gòu)可靠度分析理論的設(shè)計方法。中心點(diǎn)法驗(yàn)算點(diǎn)法1710.2結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計法結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計10.3結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的實(shí)用表達(dá)式按直接設(shè)計法設(shè)計可使設(shè)計的結(jié)構(gòu)嚴(yán)格具有預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)可靠度，但計算過程繁瑣，計算工作量大，不太適宜實(shí)際工程結(jié)構(gòu)采用。因此，除了比較重要的工程，一般均可采用可靠度間接設(shè)計法。間接可靠度設(shè)計法的思想是：采用工程師易理解、接受和應(yīng)用的設(shè)計表達(dá)式，使其具有的可靠度水平和設(shè)計目標(biāo)可靠度盡量一致。1810.3結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的實(shí)用表達(dá)式按直接設(shè)計法設(shè)計可使設(shè)計10.3.1單一系數(shù)設(shè)計表達(dá)式如果結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為線性形式，則可采用如下結(jié)構(gòu)設(shè)計式k0μs≤μRk0---常數(shù)，習(xí)慣稱為安全系數(shù)采用上述表達(dá)式時，須確定k0，使該設(shè)計式具有的可靠度水平為規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)。

1910.3.1單一系數(shù)設(shè)計表達(dá)式192020簡化后21簡化后21若R和S不同時為正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布，需采用結(jié)構(gòu)可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)法確定k0。22若R和S不同時為正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布，需采用結(jié)構(gòu)可靠度分析在工程設(shè)計當(dāng)中，習(xí)慣上采用結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中各變量的標(biāo)準(zhǔn)值，表達(dá)式變成

均值和標(biāo)準(zhǔn)值間有下列比例關(guān)系，23在工程設(shè)計當(dāng)中，習(xí)慣上采用結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中各變量的標(biāo)準(zhǔn)值，表達(dá)從公眾心理上考慮，荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值一般取大于均值的數(shù)，結(jié)構(gòu)抗力的標(biāo)準(zhǔn)值一般取小于均值的數(shù)，即24從公眾心理上考慮，荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值一般取大于均值的數(shù)，結(jié)構(gòu)抗力所以也有下列關(guān)系25所以也有下列關(guān)系25上式中包含變異系數(shù)，由于變異系數(shù)隨著設(shè)計條件的變化而在一個較大的范圍內(nèi)變化，所以安全系數(shù)也將隨設(shè)計條件的變化而變動。這將給設(shè)計帶來不便。26上式中包含變異系數(shù)，由于變異系數(shù)隨著設(shè)計條件的變化而在一個較10.3.2分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式設(shè)計表達(dá)式功能函數(shù)為Z＝g(X1,X2,…,Xn)=0則，分項系數(shù)設(shè)計準(zhǔn)則為2710.3.2分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式設(shè)計表達(dá)式功能函數(shù)為27由驗(yàn)算點(diǎn)法，可得滿足可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)則，各分項系數(shù)如下：28由驗(yàn)算點(diǎn)法，可得滿足可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)則，各分項系數(shù)如下：2例題10.329例題10.329由例題10-3（1）若不同設(shè)計荷載變量所占的比重不同，則嚴(yán)格按照驗(yàn)算點(diǎn)確定的分項系數(shù)將不同（2）預(yù)先設(shè)定各荷載分項系數(shù)，然后按可靠度要求計算確定結(jié)構(gòu)抗力分項系數(shù)，受不同荷載變量間比值的大小影響較?。?）單一系數(shù)設(shè)計表達(dá)式的安全系數(shù)值受不同荷載變量間比值的大小影響較大（4）設(shè)計變量的分布類型，對分項系數(shù)值的大小有一定影響30由例題10-33010.3.4我國標(biāo)準(zhǔn)采用的設(shè)計可靠指標(biāo)一、老規(guī)范在可靠度規(guī)定上的缺點(diǎn)1．設(shè)計表達(dá)式不一致我國老規(guī)范中的鋼筋混凝土和磚石結(jié)構(gòu)用的是極限內(nèi)力表達(dá)式，而鋼與木結(jié)構(gòu)用的是容許應(yīng)力表達(dá)式。有的設(shè)計表達(dá)式采用單一安全系數(shù)，有的采用多系數(shù)形式。當(dāng)設(shè)計組合結(jié)構(gòu)時，整體安全系數(shù)很難確定。3110.3.4我國標(biāo)準(zhǔn)采用的設(shè)計可靠指標(biāo)一、老規(guī)范在可靠度規(guī)2．荷載系數(shù)取值不統(tǒng)一荷載系數(shù)即對荷載標(biāo)準(zhǔn)值考慮偶然不利因素影響而給出的安全系數(shù)。盡管對同一類荷載，不同的結(jié)構(gòu)也采用不同的系數(shù)。3．材料強(qiáng)度取值原則不統(tǒng)一對鋼筋和混凝土等雖然都是按照數(shù)理統(tǒng)計來取值的，但是保證率并不同，從50%到97.7%,99%都有，導(dǎo)致了同一種材料在不同結(jié)構(gòu)上取用不同的設(shè)計強(qiáng)度值。322．荷載系數(shù)取值不統(tǒng)一荷載系數(shù)即對荷載標(biāo)準(zhǔn)值考慮偶然不利因素4．可靠度水準(zhǔn)不統(tǒng)一例如對受彎構(gòu)件，磚石結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)為2.5,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為1.4,但是并不代表后者的可靠性低。再如對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，受剪時，安全系數(shù)為1.55,受彎時為1.4，也不是后者的可靠性低。5．可靠度水平較低可靠度水平與國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策有很大關(guān)系，我國規(guī)范盡管是安全的，但比外國規(guī)范安全儲備少。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的可靠度會逐步提高。334．可靠度水準(zhǔn)不統(tǒng)一例如對受彎構(gòu)件，磚石結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)為2.二、《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的設(shè)計可靠指標(biāo)6．荷載取值屬于偏低范圍根據(jù)對老規(guī)范可靠度的校核分析結(jié)果，同時綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會、生命財產(chǎn)安全和規(guī)范的繼承性等因素，根據(jù)設(shè)計基準(zhǔn)期50年，《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：對于承載能力極限狀態(tài)，安全等級為二級的一般建筑結(jié)構(gòu)，屬于延性破壞的構(gòu)件可取設(shè)計可靠指標(biāo)K=3.2，屬于脆性破壞的構(gòu)件可取設(shè)計可靠指標(biāo)K=3.7。當(dāng)安全等級為一級或三級的結(jié)構(gòu)，其K值可相應(yīng)增減0.5。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)不應(yīng)小于下表的規(guī)定：34二、《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的設(shè)計可靠指標(biāo)6．荷載取值屬于偏低范圍根建筑結(jié)構(gòu)的安全等級安全等級破壞后果建筑物類型一級很嚴(yán)重重要的房屋二級嚴(yán)重一般的房屋三級不嚴(yán)重次要的房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標(biāo)35建筑結(jié)構(gòu)的安全等級結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限對于建筑結(jié)構(gòu)的安全等級，在同一結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件應(yīng)按上表取與結(jié)構(gòu)相同的安全等級，但是允許對部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度及綜合經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對不影響整個結(jié)構(gòu)安全性的次要構(gòu)件可將其安全等級降低一級，但不得低于三級。對能使整個結(jié)構(gòu)在破壞時大大減少傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的構(gòu)件，可將其安全等級提高一級。延性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前有明顯的變形或其它征兆，脆性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前無明顯的變形或其它征兆。劃分這兩種破壞類型是出于對安全性的考慮，往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來定。36對于建筑結(jié)構(gòu)的安全等級，在同一結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件應(yīng)按上表取與結(jié)構(gòu)相對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的可靠指標(biāo)，需根據(jù)其可逆程度取0～1.5。對于正常使用極限狀態(tài)，其可靠指標(biāo)一般應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件作用效應(yīng)的可逆程度選取：可逆程度較高的結(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。不可逆極限狀態(tài)指產(chǎn)生超越狀態(tài)的作用被移掉后，仍將永久保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)?？赡鏄O限狀態(tài)指產(chǎn)生超越狀態(tài)的作用被移掉后，將不再保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)。37對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的可靠指標(biāo)，需根據(jù)其可逆程度取0建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068－2001）對于承載能力極限狀態(tài)，在基本荷載組合下，給出下列實(shí)用設(shè)計表達(dá)式（取最不利值）：10.3.5規(guī)范設(shè)計表達(dá)式38建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068－2001）對于承各分項系數(shù)確定的原則和方法一、荷載分項系數(shù)G和Q荷載分項系數(shù)是以恒載和一個可變荷載相組合的簡單情況確定的。即對恒載+辦公樓樓面活荷載；恒載+住宅樓面活荷載；恒載+風(fēng)荷載共三種組合進(jìn)行了計算，對于恒載+雪荷載的計算作為參考。在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中，對與荷載效應(yīng)有關(guān)的系數(shù)G、Q、C，對各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件均取統(tǒng)一的定值；而對與結(jié)構(gòu)抗力有關(guān)的系數(shù)R，對各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件分別取不同的定值。39各分項系數(shù)確定的原則和方法一、荷載分項系數(shù)G和Q荷載分項如前所述G、Q的取值是根據(jù)下列原則經(jīng)優(yōu)選確定的：在各項標(biāo)準(zhǔn)值已給定的前提下，要選擇出一組G、Q，使由此設(shè)計表達(dá)式設(shè)計的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度指標(biāo)與規(guī)范規(guī)定的設(shè)計可靠度指標(biāo)k值之間在總體上誤差值最小。按規(guī)范規(guī)定的實(shí)用設(shè)計表達(dá)式可求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力標(biāo)準(zhǔn)值為：而在給定目標(biāo)可靠度指標(biāo)k和極限狀態(tài)方程中各個基本變量的統(tǒng)計特征后，按驗(yàn)算點(diǎn)法可求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力均值，進(jìn)一步可求出對應(yīng)于規(guī)40如前所述G、Q的取值是根據(jù)下列原則經(jīng)優(yōu)選確定的：在各項標(biāo)范給定的標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力為：對于某一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如果按照（1）,（2）兩式求得的抗力標(biāo)準(zhǔn)值相等，即RK=RK*，則說明（1）式設(shè)計的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度指標(biāo)與給定的目標(biāo)可靠度指標(biāo)k相等。如果RK＞RK*，則按（1）式設(shè)計的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度指標(biāo)大于給定的目標(biāo)可靠度指標(biāo)k。41范給定的標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力為：對于某一種結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如果按照永久荷載分項系數(shù)：當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力不利時，對實(shí)用設(shè)計表達(dá)式（a），取G＝1.2；對實(shí)用設(shè)計表達(dá)式（b），取G＝1.35；當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力有利時，一般取G為1?？勺兒奢d分項系數(shù)：對實(shí)用設(shè)計表達(dá)式（a）、式（b），當(dāng)可變荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力不利時，在一般情況下應(yīng)取Q＝1.4；對標(biāo)準(zhǔn)值大于4KN/m2的工業(yè)房屋樓面結(jié)構(gòu)的活載應(yīng)取Q＝1.3。42永久荷載分項系數(shù)：可變荷載分項系數(shù)：42結(jié)構(gòu)抗力分項系數(shù)一般在各種材料的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體設(shè)計表達(dá)式中，通過結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的函數(shù)關(guān)系，將R轉(zhuǎn)化成材料性能（如強(qiáng)度）分項系數(shù)等形式來表達(dá)。例如≤混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范≥中，就是將R轉(zhuǎn)化成為混凝土強(qiáng)度分項系數(shù)（混凝土強(qiáng)度設(shè)計值）和鋼筋強(qiáng)度分項系數(shù)（鋼筋強(qiáng)度設(shè)計值）來表達(dá)。也可以說對抗力計算公式本身也采用多系數(shù)的形式，而不是單系數(shù)形式。43結(jié)構(gòu)抗力分項系數(shù)43三、結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)0對于實(shí)用設(shè)計表達(dá)式中的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)0，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：建筑結(jié)構(gòu)安全等級為一級或設(shè)計使用年限為100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，0不應(yīng)小于1.1;建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級或設(shè)計使用年限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，0不應(yīng)小于1.0；建筑結(jié)構(gòu)安全等級為三級或設(shè)計使用年限為5年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，0不應(yīng)小于0.9。注意：這大致相當(dāng)于各級可靠指標(biāo)值相差0.5。對設(shè)計使用年限為25年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可根據(jù)各自情況確定0的取值。44三、結(jié)構(gòu)的重要性系數(shù)0對于實(shí)用設(shè)計表達(dá)式中的結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)5.6結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計中需注意的幾個問題一、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性的內(nèi)涵可靠性是安全性、適用性和耐久性三者的總稱。例如，設(shè)構(gòu)件承載能力失效為一隨機(jī)事件E1，適用性（如變形）失效為E2，耐久性（如裂縫寬度）失效為E3，只要E1、E2、E3三個事件中有一個事件發(fā)生，則構(gòu)件不可靠這一事件E必然發(fā)生。即失效概率為：455.6結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計中需注意的幾個問題一、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠性二、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件和截面的可靠性一次二階矩理論計算可靠度，與構(gòu)成極限狀態(tài)方程的基本變量的物理意義密切相關(guān)。例如極限狀態(tài)方程R-S=0中，R為構(gòu)件截面抗力，S為相應(yīng)的截面的荷載效應(yīng)，則用一次二階矩理論計算得到的值就是截面的可靠指標(biāo)，而不是整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠指標(biāo)。46二、結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件和截面的可靠性一次二階矩理論計算可靠度，與例如，一個鋼筋混凝土簡支梁，其承載能力失效為一隨機(jī)事件E，記其正截面抗彎強(qiáng)度不足而失效為E1，其斜截面抗剪強(qiáng)度不足而失效為E2，其局部承壓不足而失效為E3，那么，此構(gòu)件的失效概率為：這里，P(Ei)是截面的失效概率，P(E)就是構(gòu)件的失效概率，它們都不是整個結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。47例如，一個鋼筋混凝土簡支梁，其承載能力失效為一隨機(jī)事件E，記三、規(guī)范對荷載效應(yīng)的假定四、正常使用極限狀態(tài)的可靠度規(guī)范對荷載效應(yīng)S的假定是荷載Q與荷載效應(yīng)S之間為線性關(guān)系，即S=CQ，這樣就可以用荷載的統(tǒng)計規(guī)律代替荷載效應(yīng)的統(tǒng)計規(guī)律。但是一般結(jié)構(gòu)均為超靜定結(jié)構(gòu)，材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系也是非線性的，有時還要考慮幾何非線性的影響，所以這種假定會引起一些誤差。目前，正常使用極限狀態(tài)下的可靠度分析研究得很不充分，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)只對這種情況給了一些定性的建議。48三、規(guī)范對荷載效應(yīng)的假定四、正常使用極限狀態(tài)的可靠度規(guī)范對荷第十章結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計法49第十章結(jié)構(gòu)概率可靠度設(shè)計法1結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計須解決的問題：結(jié)構(gòu)的失效標(biāo)準(zhǔn)和失效模型（理論基礎(chǔ)：中心點(diǎn)法和驗(yàn)算點(diǎn)法）確定結(jié)構(gòu)的（目標(biāo)）設(shè)計可靠指標(biāo)各有關(guān)參量的統(tǒng)計參數(shù)（R和S）設(shè)計表達(dá)式（與現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范相一致）50結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計須解決的問題：210.1結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)10.1.1設(shè)計要求

結(jié)構(gòu)設(shè)計總的要求是：結(jié)構(gòu)的抗力R應(yīng)大于或等于結(jié)構(gòu)的綜合荷載效應(yīng)S。

P{R≥S}=ps5110.1結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)10.1.1設(shè)計要求310.1.2目標(biāo)可靠度設(shè)計可靠指標(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(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠度。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(jì)、生命財產(chǎn)等一系列方面的重要問題。例如考慮失效概率、直接造價、維修費(fèi)用和投資風(fēng)險之間的關(guān)系。Pf小，則造價高、維修費(fèi)和投資風(fēng)險低，反之亦然。5210.1.2目標(biāo)可靠度設(shè)計可靠指標(biāo)是設(shè)計規(guī)范規(guī)定的一、類比法或協(xié)商給定法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)。類比法或協(xié)商給定法是參照人們在日?；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)。例如根據(jù)美國和德國對人們參加各種活動所面臨的風(fēng)險水平作的統(tǒng)計分析，一些事故的年死亡率為：賽車為510-3;汽車失事為2.510-5；游泳淹死為310-5;飛機(jī)失事為110-4；暴風(fēng)為410-6；雷擊為510-7。53一、類比法或協(xié)商給定法目前一般采用類比法或校準(zhǔn)法來確定設(shè)計可二、校準(zhǔn)法據(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)功效函數(shù)為正態(tài)分布時，相當(dāng)于可靠指標(biāo)＝3.29。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)。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)。54二、校準(zhǔn)法據(jù)此建議結(jié)構(gòu)的年失效概率為110-5,大致相當(dāng)于規(guī)范與科學(xué)技術(shù)的結(jié)論本身并不能等同起來。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)它們設(shè)計建筑物，一般來講都是安全的。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(jì)條件和國家方針政策、社會心理等因素有關(guān)。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”。要求設(shè)計者遵循一種規(guī)范，就是規(guī)定他們必須按照統(tǒng)一的一套算法作設(shè)計，按照規(guī)定的步驟來設(shè)計。而規(guī)范體系本身也是需要“設(shè)計”的，修改規(guī)范的最重要之處就在于規(guī)定恰當(dāng)?shù)目煽慷人剑?5規(guī)范與科學(xué)技術(shù)的結(jié)論本身并不能等同起來。同一個時期，世界上可同時在每一個具體的步驟中貫徹它。澳地利舒勒（Schueller）和梅爾徹斯(Melchers)在談到修改規(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(shí)際工作者們恐慌，從而拒絕接受”。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)。56同時在每一個具體的步驟中貫徹它。8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(jìn)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。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(shí)際經(jīng)濟(jì)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。57我國老規(guī)范在可靠度方面存在著不少缺陷，如果用統(tǒng)一的可這種方法實(shí)質(zhì)上充分考慮了工程建設(shè)常年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，繼承了現(xiàn)行規(guī)范中暗含的結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度水準(zhǔn)，所以從總體上來講它是合理的，并且也是為絕大部分人所接受的，是一種切實(shí)可行的確定設(shè)計可靠指標(biāo)的方法。我國、美國、加拿大和歐洲的一些國家都采用此法。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(jìn)行所謂校準(zhǔn)并經(jīng)適當(dāng)調(diào)整而制定的。下面舉例說明校準(zhǔn)方法。58這種方法實(shí)質(zhì)上充分考慮了工程建設(shè)常年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，繼承了現(xiàn)老規(guī)范的強(qiáng)度表達(dá)式一般可歸結(jié)為59老規(guī)范的強(qiáng)度表達(dá)式一般可歸結(jié)為11在校核時，要考慮活載效應(yīng)與恒載效應(yīng)的比值＝SQK/SGK不同的情況，這是因?yàn)閮煞N荷載的變異性不同，當(dāng)變化時，將發(fā)生變化。所以在校核時，可以僅以荷載效應(yīng)比為參變量，而不管Sk和RK具體取值。60在校核時，要考慮活載效應(yīng)與恒載效應(yīng)的比值＝SQK/SGK承受恒載和樓面活荷載的鋼筋混凝土軸心受壓短柱，已知恒載效應(yīng)NG為正態(tài)分布，活載效應(yīng)NL為極值Ⅰ型分布，截面承載能力（抗力）R為對數(shù)正態(tài)分布，統(tǒng)計參數(shù)分別為KG=NG/NGK＝1.06，δNG＝0.07，KL=NL/NLK＝0.7，δNL＝0.29，KR=R/RK＝1.33，δR＝0.17，試求當(dāng)=2時，與老規(guī)范軸心受壓構(gòu)件的安全系數(shù)K=1.55相對應(yīng)的可靠指標(biāo)值。例：61承受恒載和樓面活荷載的鋼筋混凝土軸心受壓短柱，已知恒載效應(yīng)N〔解〕(1)設(shè)NGk＝5，因＝2，故NLk＝10。(2)根據(jù)老規(guī)范的表達(dá)式有：K(NGk＋NLK）＝1.55（5+10)＝23.25(3)列出極限狀態(tài)方程：R-NG-NL=0,由此可求出抗力標(biāo)準(zhǔn)值RK=K(NGk＋NLK)=23.25(4)求極限狀態(tài)方程中各隨機(jī)變量的統(tǒng)計參數(shù)：

R＝KRRK=1.33×23.25＝30.92

R=RδR＝30.92×0.17＝5.26

NG＝KGNGK=1.06×5＝5.3

NG＝NGδNG＝5.3×0.07=0.37

NL＝KLNLK=0.7×10=7.0

NL＝NLδNL＝7×0.29=2.0362〔解〕(1)設(shè)NGk＝5，因＝2，故NLk＝10。(2)根(5)按第三章驗(yàn)算點(diǎn)法，可求得

＝3.61，相應(yīng)的Pf＝1.53×10－4

(計算過程從略）；如果用中心點(diǎn)法，可近似求得：63(5)按第三章驗(yàn)算點(diǎn)法，可求得如果用中心點(diǎn)法，可近似求得：對于的其它常用值和其它荷載組合的情況，均可按同樣的方法求出相應(yīng)的值。最后將所求得的這些值，經(jīng)加權(quán)平均及綜合分析調(diào)整，即可定出新規(guī)范的鋼筋混凝土軸心受壓短柱的設(shè)計可靠指標(biāo)K值。在編制《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》過程中，選擇了老規(guī)范中的14種具有代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)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3.3，屬于延性破壞的構(gòu)件的可靠度平均值為3.22。這反映了我國老規(guī)范規(guī)定的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可靠度的一般水準(zhǔn)。64對于的其它常用值和其它荷載組合的情況，均可按同樣的方法求出10.2結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計法結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計法是直接基于結(jié)構(gòu)可靠度分析理論的設(shè)計方法。中心點(diǎn)法驗(yàn)算點(diǎn)法6510.2結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計法結(jié)構(gòu)概率可靠度的直接設(shè)計10.3結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的實(shí)用表達(dá)式按直接設(shè)計法設(shè)計可使設(shè)計的結(jié)構(gòu)嚴(yán)格具有預(yù)先設(shè)定的目標(biāo)可靠度，但計算過程繁瑣，計算工作量大，不太適宜實(shí)際工程結(jié)構(gòu)采用。因此，除了比較重要的工程，一般均可采用可靠度間接設(shè)計法。間接可靠度設(shè)計法的思想是：采用工程師易理解、接受和應(yīng)用的設(shè)計表達(dá)式，使其具有的可靠度水平和設(shè)計目標(biāo)可靠度盡量一致。6610.3結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的實(shí)用表達(dá)式按直接設(shè)計法設(shè)計可使設(shè)計10.3.1單一系數(shù)設(shè)計表達(dá)式如果結(jié)構(gòu)功能函數(shù)為線性形式，則可采用如下結(jié)構(gòu)設(shè)計式k0μs≤μRk0---常數(shù)，習(xí)慣稱為安全系數(shù)采用上述表達(dá)式時，須確定k0，使該設(shè)計式具有的可靠度水平為規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)。

6710.3.1單一系數(shù)設(shè)計表達(dá)式196820簡化后69簡化后21若R和S不同時為正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布，需采用結(jié)構(gòu)可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)法確定k0。70若R和S不同時為正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布，需采用結(jié)構(gòu)可靠度分析在工程設(shè)計當(dāng)中，習(xí)慣上采用結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中各變量的標(biāo)準(zhǔn)值，表達(dá)式變成

均值和標(biāo)準(zhǔn)值間有下列比例關(guān)系，71在工程設(shè)計當(dāng)中，習(xí)慣上采用結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中各變量的標(biāo)準(zhǔn)值，表達(dá)從公眾心理上考慮，荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值一般取大于均值的數(shù)，結(jié)構(gòu)抗力的標(biāo)準(zhǔn)值一般取小于均值的數(shù)，即72從公眾心理上考慮，荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值一般取大于均值的數(shù)，結(jié)構(gòu)抗力所以也有下列關(guān)系73所以也有下列關(guān)系25上式中包含變異系數(shù)，由于變異系數(shù)隨著設(shè)計條件的變化而在一個較大的范圍內(nèi)變化，所以安全系數(shù)也將隨設(shè)計條件的變化而變動。這將給設(shè)計帶來不便。74上式中包含變異系數(shù)，由于變異系數(shù)隨著設(shè)計條件的變化而在一個較10.3.2分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式設(shè)計表達(dá)式功能函數(shù)為Z＝g(X1,X2,…,Xn)=0則，分項系數(shù)設(shè)計準(zhǔn)則為7510.3.2分項系數(shù)設(shè)計表達(dá)式設(shè)計表達(dá)式功能函數(shù)為27由驗(yàn)算點(diǎn)法，可得滿足可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)則，各分項系數(shù)如下：76由驗(yàn)算點(diǎn)法，可得滿足可靠度分析的驗(yàn)算點(diǎn)則，各分項系數(shù)如下：2例題10.377例題10.329由例題10-3（1）若不同設(shè)計荷載變量所占的比重不同，則嚴(yán)格按照驗(yàn)算點(diǎn)確定的分項系數(shù)將不同（2）預(yù)先設(shè)定各荷載分項系數(shù)，然后按可靠度要求計算確定結(jié)構(gòu)抗力分項系數(shù)，受不同荷載變量間比值的大小影響較?。?）單一系數(shù)設(shè)計表達(dá)式的安全系數(shù)值受不同荷載變量間比值的大小影響較大（4）設(shè)計變量的分布類型，對分項系數(shù)值的大小有一定影響78由例題10-33010.3.4我國標(biāo)準(zhǔn)采用的設(shè)計可靠指標(biāo)一、老規(guī)范在可靠度規(guī)定上的缺點(diǎn)1．設(shè)計表達(dá)式不一致我國老規(guī)范中的鋼筋混凝土和磚石結(jié)構(gòu)用的是極限內(nèi)力表達(dá)式，而鋼與木結(jié)構(gòu)用的是容許應(yīng)力表達(dá)式。有的設(shè)計表達(dá)式采用單一安全系數(shù)，有的采用多系數(shù)形式。當(dāng)設(shè)計組合結(jié)構(gòu)時，整體安全系數(shù)很難確定。7910.3.4我國標(biāo)準(zhǔn)采用的設(shè)計可靠指標(biāo)一、老規(guī)范在可靠度規(guī)2．荷載系數(shù)取值不統(tǒng)一荷載系數(shù)即對荷載標(biāo)準(zhǔn)值考慮偶然不利因素影響而給出的安全系數(shù)。盡管對同一類荷載，不同的結(jié)構(gòu)也采用不同的系數(shù)。3．材料強(qiáng)度取值原則不統(tǒng)一對鋼筋和混凝土等雖然都是按照數(shù)理統(tǒng)計來取值的，但是保證率并不同，從50%到97.7%,99%都有，導(dǎo)致了同一種材料在不同結(jié)構(gòu)上取用不同的設(shè)計強(qiáng)度值。802．荷載系數(shù)取值不統(tǒng)一荷載系數(shù)即對荷載標(biāo)準(zhǔn)值考慮偶然不利因素4．可靠度水準(zhǔn)不統(tǒng)一例如對受彎構(gòu)件，磚石結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)為2.5,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為1.4,但是并不代表后者的可靠性低。再如對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，受剪時，安全系數(shù)為1.55,受彎時為1.4，也不是后者的可靠性低。5．可靠度水平較低可靠度水平與國家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策有很大關(guān)系，我國規(guī)范盡管是安全的，但比外國規(guī)范安全儲備少。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的可靠度會逐步提高。814．可靠度水準(zhǔn)不統(tǒng)一例如對受彎構(gòu)件，磚石結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)為2.二、《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的設(shè)計可靠指標(biāo)6．荷載取值屬于偏低范圍根據(jù)對老規(guī)范可靠度的校核分析結(jié)果，同時綜合考慮經(jīng)濟(jì)、社會、生命財產(chǎn)安全和規(guī)范的繼承性等因素，根據(jù)設(shè)計基準(zhǔn)期50年，《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定：對于承載能力極限狀態(tài)，安全等級為二級的一般建筑結(jié)構(gòu)，屬于延性破壞的構(gòu)件可取設(shè)計可靠指標(biāo)K=3.2，屬于脆性破壞的構(gòu)件可取設(shè)計可靠指標(biāo)K=3.7。當(dāng)安全等級為一級或三級的結(jié)構(gòu)，其K值可相應(yīng)增減0.5。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo)不應(yīng)小于下表的規(guī)定：82二、《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的設(shè)計可靠指標(biāo)6．荷載取值屬于偏低范圍根建筑結(jié)構(gòu)的安全等級安全等級破壞后果建筑物類型一級很嚴(yán)重重要的房屋二級嚴(yán)重一般的房屋三級不嚴(yán)重次要的房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的可靠指標(biāo)83建筑結(jié)構(gòu)的安全等級結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限對于建筑結(jié)構(gòu)的安全等級，在同一結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件應(yīng)按上表取與結(jié)構(gòu)相同的安全等級，但是允許對部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件根據(jù)其重要程度及綜合經(jīng)濟(jì)效果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對不影響整個結(jié)構(gòu)安全性的次要構(gòu)件可將其安全等級降低一級，但不得低于三級。對能使整個結(jié)構(gòu)在破壞時大大減少傷亡和經(jīng)濟(jì)損失的構(gòu)件，可將其安全等級提高一級。延性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前有明顯的變形或其它征兆，脆性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前無明顯的變形或其它征兆。劃分這兩種破壞類型是出于對安全性的考慮，往往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來定。84對于建筑結(jié)構(gòu)的安全等級，在同一結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件應(yīng)按上表取與結(jié)構(gòu)相對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的可靠指標(biāo)，需根據(jù)其可逆程度取0～1.5。對于正常使用極限狀態(tài)，其可靠指標(biāo)一般應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件作用效應(yīng)的可逆程度選取：可逆程度較高的結(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。不可逆極限狀態(tài)指產(chǎn)生超越狀態(tài)的作用被移掉后，仍將永久保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)?？赡鏄O限狀態(tài)指產(chǎn)生超越狀態(tài)的作用被移掉后，將不再保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài)。85對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的可靠指標(biāo)，需根據(jù)其可逆程度取0建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068－2001）對于承載能力極限狀態(tài)，在基本荷載組合下，給出下列實(shí)用設(shè)計表達(dá)式（取最不利值）：10.3.5規(guī)范設(shè)計表達(dá)式86建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)（GB50068－2001）對于承各分項系數(shù)確定的原則和方法一、荷載分項系數(shù)G和Q荷載分項系數(shù)是以恒載和一個可變荷載相組合的簡單情況確定的。即對恒載+辦公樓樓面活荷載；恒載+住宅樓面活荷載；恒載+風(fēng)荷載共三種組合進(jìn)行了計算，對于恒載+雪荷載的計算作為參考。在統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)中，對與荷載效應(yīng)有關(guān)的系數(shù)G、Q、C，對各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件均取統(tǒng)一的定值；而對與結(jié)構(gòu)抗力有關(guān)的系數(shù)R，對各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件分別取不同的定值。87各分項系數(shù)確定的原則和方法一、荷載分項系數(shù)G和Q荷載分項如前所述G、Q的取值是根據(jù)下列原則經(jīng)優(yōu)選確定的：在各項標(biāo)準(zhǔn)值已給定的前提下，要選擇出一組G、Q，使由此設(shè)計表達(dá)式設(shè)計的各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度指標(biāo)與規(guī)范規(guī)定的設(shè)計可靠度指標(biāo)k值之間在總體上誤差值最小。按規(guī)范規(guī)定的實(shí)用設(shè)計表達(dá)式可求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力標(biāo)準(zhǔn)值為：而在給定目標(biāo)可靠度指標(biāo)k和極限狀態(tài)方程中各個基本變量的統(tǒng)計特征后，按驗(yàn)算點(diǎn)法可求出結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力均值，進(jìn)一步可求出對應(yīng)于規(guī)88如前所述G、Q的取值是根據(jù)下列原則經(jīng)優(yōu)選確定的：在各項標(biāo)范給定的標(biāo)準(zhǔn)值的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力為：對于某一種