港口建筑物可靠度設(shè)計方法課件

港口建筑物

可靠度設(shè)計方法可靠度的基本概念港工建筑物的結(jié)構(gòu)功能和可靠度設(shè)計基準期和規(guī)定的條件港工建筑物的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況港工建筑物的可靠度和可靠指標(biāo)主講：王多垠副教授CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU★河海建筑工程系★港口建筑物

可靠度設(shè)計方法可11.1工程建筑物設(shè)計考慮的主要問題

設(shè)計工程建筑物的主要目的是以最經(jīng)濟合理的途徑，使設(shè)計的建筑物在規(guī)定的使用期內(nèi)能滿足使用要求。在工程建筑物設(shè)計中，主要考慮以下兩方面的問題。①所設(shè)計的任何建筑物，在正常使用過程中，建筑物的各個部分不能因喪失其預(yù)定的各項功能而不能使用。這就是建筑物的可靠性問題。②設(shè)計的建筑物在各種外界因素作用下，為滿足各項使用功能的要求所必須具有的條件?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.1工程建筑物設(shè)計考慮的主要問題設(shè)計2設(shè)計的港工建筑物，應(yīng)在規(guī)定的使用時間和規(guī)定的條件內(nèi)能滿足下列各項功能的要求；①能安全承受在使用和施工期間可能出現(xiàn)的各種作用——安全性；②在正常使用和維護條件下具有合適的工作性能——適應(yīng)性；③在正常使用和維護條件下具有足夠的耐久性——耐久性；④在發(fā)生偶然事件情況下，建筑物仍能保持必需的整體穩(wěn)定性——安全性。1.2港工建筑物的結(jié)構(gòu)功能和可靠度★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU設(shè)計的港工建筑物，應(yīng)在規(guī)定的使用時間和3

上述港工建筑物的四項功能中的①項與④項最指建筑物的強度和穩(wěn)定，即建筑物的安全性；第②項是指建筑物的適用性；第③項是指建筑物的耐久性。三者總稱為港工建筑物的可靠性。度量港工建筑物可靠性的數(shù)量指標(biāo)叫做港工建筑物的可靠度。

可靠度的定義：港工建筑物在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，具有或完成預(yù)定功能的概率?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU上述港工建筑物的四項功能中的①項與④項41.3設(shè)計基準期和規(guī)定條件

1.3.1規(guī)定的時間是指在分析港工建筑物可靠度時，所取用的時間參數(shù)。因為作用在建筑物上的各種荷載是隨時間而變動的隨機過程，建筑物結(jié)構(gòu)的材料性能也最隨時間而變化，因此，建筑物的可靠度分析強調(diào)要規(guī)定所設(shè)計建筑物的使用壽命。按照建筑物的預(yù)期使用壽命所規(guī)定的時間多數(shù)稱為“設(shè)計基準期”，它是計算建筑物失效概率所必需的時間多數(shù)。我國《港口工程結(jié)構(gòu)可靠農(nóng)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準》規(guī)定，港工建筑物的設(shè)計基準為50年。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3設(shè)計基準期和規(guī)定條件1.3.1規(guī)定的時間★5

設(shè)計基準期與設(shè)計工作壽命（DesignWorkinglife)略由不同，但有聯(lián)系，前者世用于可靠度分析、荷載統(tǒng)計分析，后者在ISO2394中定義為：“某個假定的時期，在此時期內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件只需進行已考慮的維護，便可按其預(yù)定的目的使用，而不需要進行實質(zhì)性的修理。1.3.2規(guī)定的條件是指設(shè)計工程建筑物設(shè)計建筑物時所確定的正常設(shè)計、正常施工和正常使用的條件及環(huán)境條件，而不考慮人為過失的影響?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU

設(shè)計基準期與設(shè)計工作壽命（D61.4港工建筑物的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況1.4.1極限狀態(tài)港工建筑物完成各項功能的標(biāo)志是用極限狀態(tài)來衡量。當(dāng)建筑物的整體或其部分在超過某一狀態(tài)時，建筑物就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能的要求，這種特定狀態(tài)，稱為建筑物的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)是區(qū)分建筑物的工作狀態(tài)為可靠或不可靠的標(biāo)志。港工建筑物的極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用權(quán)限狀態(tài)兩類?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.4港工建筑物的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況1.4.1極限狀態(tài)★7

承載能力極限狀態(tài)

是指建筑物的整體結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到最大的承載能力或產(chǎn)生不適于繼續(xù)承載的變形，或是由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件因塑性變形導(dǎo)致幾何形狀發(fā)生顯著改變而不能使用，這是與建筑物安全性有關(guān)的最大承載能力狀態(tài)，超過這一狀態(tài)建筑物就不安全。⑴作為剛體失去平衡（傾覆、滑移等）⑵構(gòu)件或連接部位因材料的強度極限超過而破壞，或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載；⑶結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C構(gòu)（瞬變體系）；⑷結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定性（如壓曲失穩(wěn)等）?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU

承載能力極限狀態(tài)★河海建筑工程系★CHONG8

正常使用權(quán)限狀態(tài)是指當(dāng)建筑物整體結(jié)構(gòu)或是構(gòu)件達到正常使用和耐久性的各項規(guī)定限值時的狀態(tài)。確定正常使用權(quán)限狀態(tài)，通常是采用一個或幾個約束條件，例如混凝土裂縫的寬度、梁的撓度、外觀的變形量等，它們的限值應(yīng)滿足使用要求。主要表現(xiàn)：⑴影響正常使用或外觀的過大變形；⑵影響正常使用或耐久性的局部損壞（包括裂縫）；⑶影響正常使用的振動；⑷影響正常使用或耐久性的其它要求?！锖雍＝ㄖこ滔怠?/p>

正常使用權(quán)限狀態(tài)是指當(dāng)建筑物整體結(jié)構(gòu)或是構(gòu)9

1.4.2設(shè)計狀況

由于港工建筑物在施工、使用及維修時環(huán)境條件均不相同，因此設(shè)計港工建筑物時必須針對不同狀況進行設(shè)計。在ISO2394中定義為：某一設(shè)計狀況代表一定時段的一組物理條件，設(shè)計時必須做到在該時段內(nèi)不超越有關(guān)的極限狀態(tài)。通常我們這樣認為：結(jié)構(gòu)從施工到使用的過程中所考慮的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)和環(huán)境條件稱為結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀況?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.4.2設(shè)計狀況★河海建筑工程系★CHONG10

根據(jù)各種情況持續(xù)時間的長短和出現(xiàn)概率的高低，可分為以下三種設(shè)計狀況。①持久狀況：即具有與建筑物使用壽命同一數(shù)量級的持續(xù)時間的設(shè)計狀況，例如碼頭面承受堆貨和流動機械荷載的狀況，防波堤承受波浪力的狀況等。②短暫狀況：即持續(xù)時間較短，出現(xiàn)概率較高的設(shè)計狀況，例如建筑物施工期承受荷載的狀況。③偶然狀況：即持續(xù)時間很短，出現(xiàn)概率很低的設(shè)計狀況，例如建筑物遭受罕遇地震作用的狀況★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU

根據(jù)各種情況持續(xù)時間的長短和出現(xiàn)概率的高低，可11持久狀況是最基本的，一般是指貫穿建筑物整個使用期的設(shè)計狀況，通常要按承載能力和正常使用兩種極限狀況進行設(shè)計，其可靠度應(yīng)高于其他兩種狀況。短暫狀況是指施工期間或使用期間可能短暫出現(xiàn)的狀況。一般僅需按承載能力極限狀態(tài)進行設(shè)計，必要時可按兩種極限狀態(tài)來設(shè)計。偶然狀況應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟和建筑物的破壞后果來綜合考慮，可僅按承載能力極限狀態(tài)對主要的承重結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。持久狀況和短暫狀況都是考慮必然行為，偶然狀況則以在設(shè)計工作壽命期內(nèi)相對低的發(fā)生概率來定義?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU持久狀況是最基本的，一般是指貫穿建筑物整個使用期的設(shè)計狀況，121.5港工建筑物的可靠度和可靠指標(biāo)

在港工建筑物可靠度分析中，建筑物的極限狀態(tài)一般由功能函數(shù)數(shù)表達，式中，xi（i＝1，2，……n）是基本變量，通常是指建筑物上的各種作用、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能、幾何參數(shù)、容許限值等等，它們均應(yīng)作為隨機變量來考慮?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.5港工建筑物的可靠度和可靠指標(biāo)在港工建13

上式中：當(dāng)Z＞0時，建筑物處于可靠狀態(tài)當(dāng)Z＝0時，建筑物處于極限狀態(tài)當(dāng)Z＜0時，建筑物處于失效狀態(tài)方程：稱為建筑物的極限狀態(tài)方程，是建筑物可靠度分析的重要依據(jù)?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU上式中：方程：稱為建筑物的極限狀態(tài)方程14建筑物極限狀態(tài)設(shè)計條件為:或：★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU建筑物極限狀態(tài)設(shè)計條件為:或：★河海建筑工程系★15失效概率Pf原則上可通過多維積分式來計算，即：但此函數(shù)中有多個基本隨機變量，計算起來非常復(fù)雜。通?？捎煤喕母怕史治龇椒?，利用概率分布的數(shù)字特征，即用基本變量的均值（μZ）與標(biāo)準差(δZ)來表達，有:或中：φ(·)—標(biāo)準正態(tài)分布變量的概率分布函數(shù)?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU失效概率Pf原則上可通過多維積分式來計算，即：16

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU★河海建筑工程系★CHO17

由上式可知，可靠指標(biāo)β越大，則可靠度越大，所以可用可靠指標(biāo)β來表示建筑物結(jié)構(gòu)的可靠度。建筑物可靠度的數(shù)量指標(biāo)，由各種極限狀態(tài)出現(xiàn)的概率來求得。為了滿足安全、適用和經(jīng)濟的要求，對各類港工建筑物結(jié)構(gòu)的各種極限狀態(tài)，在《國家標(biāo)準GB50158一92》中，均規(guī)定了設(shè)計所預(yù)期的可靠指標(biāo)，即“目標(biāo)可靠指標(biāo)”β。它是根據(jù)建筑物的安全等級與破壞類型而設(shè)定的?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU由上式可知，可靠指標(biāo)β越大，則可靠度越大，所181.6可靠指標(biāo)與分項系數(shù)在極限狀態(tài)設(shè)計表達式中，賦予各基本變量的值稱為設(shè)計值。設(shè)計值是由基本變量的代表值與相應(yīng)的分項系數(shù)組成。引入分項系數(shù)是為了考慮各基本變量的設(shè)計值及其變異性對建筑物可靠度的影響。分項系數(shù)的值是根據(jù)各基本變是的統(tǒng)計參數(shù)和概率分布類型、設(shè)計取值以及規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)β0，通過分析、優(yōu)化并借鑒工程上的經(jīng)驗而確定?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.6可靠指標(biāo)與分項系數(shù)在極限狀態(tài)設(shè)計表達式191.3港工建筑物上作用的分類及其組合1.1.3作用的定義

施加在港工結(jié)構(gòu)上的外力以及引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因總稱為結(jié)構(gòu)上的作用。外力包括集中力與分布力，它們直接施加在港工建筑物上，稱為直接作用，所以荷載直接作用。引起港工結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因，稱為間接作用，如地基沉降、混凝土收縮變形、溫度變形和焊接變形等。★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3港工建筑物上作用的分類及其組合1.1.3作用的定義★201.3.2作用的分類

施加在港工建筑物的作用；可按其隨時間或隨空間的變化情況以及在結(jié)構(gòu)的不同反應(yīng)進行分類。1)、按作用隨時間變化分類

按照作用隨時間的變化情況，作用可分為三類?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3.2作用的分類★河海建筑工程系★CHON21（1）永久作用在港工建筑物的設(shè)計基準期內(nèi)，作用的量值隨時間的大小變化與其平均值相比可忽略不計的作用稱為永久作用。如結(jié)構(gòu)自重、固定機械設(shè)備自重力、預(yù)加應(yīng)力、土重力及土重力引起的土壓力、固定水位的靜水壓力及浮托力等?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（1）永久作用★河海建筑工程系★CHONGQI22（2）可變作用在港工建筑物的設(shè)計基準期內(nèi)，作用的量值隨時間的大小變化與平均值相比不可忽略的作用稱為可變作用。如堆貨荷載、流動起重機械荷載、運輸機械行我、鐵路荷載、纜車荷載、人群荷載、可變作用引起的土壓力、船舶荷載、水流力、冰荷載、波浪力和施工荷載等?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）可變作用★河海建筑工程系★CHONGQI23（3）偶然作用在港工建筑物的設(shè)計基準或內(nèi)，不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時間又很短的作用，稱為偶然作用。如地震作用?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（3）偶然作用★河海建筑工程系★CHONGQI242)、按作用在空間的位置的變化分類按照作用在空間位置的變化情況，作用可分為以下兩類。（1）固定作用在港工建筑物上具有固定分布的作用稱為固定作用，如建筑物的自重力和固定設(shè)備自重力等。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU2)、按作用在空間的位置的變化分類★河海建筑工程系25（2）自由作用在港工建筑物上的一定范圍內(nèi)可以任意分布的作用稱為自由作用，如堆貨荷載和流動起重運輸機械荷載等。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）自由作用★河海建筑工程系★CHONGQING263)、按照對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的反應(yīng)分類

按照作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的反應(yīng)情況，作用可分為以下兩類（1）靜態(tài)作用在加載過程中，港工建筑物所產(chǎn)生的加速度可以忽略不計的作用稱為靜態(tài)作用，如自重力、堆貨荷載、土壓力和預(yù)加應(yīng)力等?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU3)、按照對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的反應(yīng)分類★河海建筑工程系★CH27（2）動態(tài)作用在加載過程中，使港工建筑物產(chǎn)生不可忽略的加速度的作用稱為動態(tài)作用，如船舶撞擊力、汽車荷載和地震作用等。在進行建筑物設(shè)計時，對動態(tài)作用原則上應(yīng)按其動態(tài)反應(yīng)求解對建筑物產(chǎn)生的動態(tài)作用效應(yīng)。為了簡化計算，對某些動態(tài)作用允許采用變動作用量值的方法，將動態(tài)作用簡化為靜態(tài)作用；如起吊預(yù)制構(gòu)件和運行中汽車的動態(tài)作用等，可采用其靜態(tài)下的作用乘以動力系數(shù)或沖擊系數(shù)來代替動態(tài)作用。★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）動態(tài)作用★河海建筑工程系★CHONGQING281.3.3作用的代表值

作用的代表值包括：作用的標(biāo)準值、作用的頻遇值、作用的準永久值三種。在進行港工建筑物設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)與設(shè)計狀況采用不同的量值作為作用的代表值。1.3.3作用的代表值作用的代表值包括291.作用的標(biāo)準值

作用的標(biāo)準值是作用的主要代表值，它是結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計中的基本值。作用的標(biāo)準值取值方法是：首先根據(jù)觀測到的作用數(shù)據(jù)，按概率統(tǒng)計的方法確定其概率；然后，根據(jù)對結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，選取在建筑物設(shè)計基準期內(nèi)作用最大（或最小）值的概率分布的某一分位值。當(dāng)作用重大對結(jié)構(gòu)不利時，取較高的分位值；當(dāng)作用重大對結(jié)構(gòu)有利時，取較低的分位值。永久作用只有標(biāo)準值Gk。1.作用的標(biāo)準值作用的標(biāo)準值是作用的主302、作用的頻遇值

作用的頻遇值是作用是指在建筑物上時而出現(xiàn)的作用的較大值，它是建筑物在正常使用極限狀態(tài)下短期作用組合中可變作用的代表值。因為當(dāng)建筑物發(fā)生局部損壞（如超限值的裂縫）或建筑物的使用功能不良（如超限變形）時，這些情況與出現(xiàn)作用的較大值有關(guān)。所以作用的頻遇值主要用于建筑物的結(jié)構(gòu)變形和鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫及剛度的計算。頻遇值通常是作用的標(biāo)準值乘以頻遇值系數(shù)ψ1而得。一般情況下ψ1=0.8。2、作用的頻遇值作用的頻遇值是作313、作用的準永久值

作用的準永久值是指在建筑已經(jīng)常出現(xiàn)的作用量值。它是建筑物在正常使用權(quán)限狀態(tài)下長期作用組合中可變作用的代表值。一般是按在建筑物設(shè)計基準期內(nèi)出現(xiàn)該值的持續(xù)期等于或大于其總持續(xù)期的50％來取值，通常是將可變作用的標(biāo)準值乘以準永久值系數(shù)ψ2來確定，并取ψ2=0.6。準永久值用于計算地基最終沉降量等。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU3、作用的準永久值★河海建筑工程系★CHONGQI324)、港工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中作用的其他取值（1）作用的設(shè)計值在進行港工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時，在極限狀態(tài)設(shè)計表達式中賦予各基本變量之值稱為設(shè)計值。在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計中，永久作用和可變作用的設(shè)計值，可按作用的標(biāo)準值乘以相應(yīng)的分項系數(shù)來確定。在正常使用權(quán)限狀態(tài)設(shè)計表達式中，可變作用的設(shè)計值通常由作用的相應(yīng)代表值乘以作用的組合系數(shù)來確定?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU4)、港工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中作用的其他取值★河海建筑工程33（2）、作用的組合值

在港工建筑物結(jié)構(gòu)計算中，往往有多個可變作用同時參與組合。考慮到這些參與組合的可變作用的標(biāo)準值同時出現(xiàn)的概率相當(dāng)小，因此在承載能力極限狀態(tài)時，除主導(dǎo)作用直接取用標(biāo)準值外；為使其目標(biāo)可靠指標(biāo)（β

0）不致于過大，對非主導(dǎo)可變作用均取組合值，即以其標(biāo)準值乘以相應(yīng)的分項系數(shù)后，再乘以組合系數(shù)ψ，通常取ψ＝0.7。從安全角度考慮，在正常使用極限狀態(tài)中不采用組合值?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）、作用的組合值★河海建筑工程系★CHONGQ341.3.4港工建筑物設(shè)計中各種作用的組合

1、作用組合的原則港工建筑物在使用過程中，常有多個作用同時出現(xiàn)的情況。因此，在進行港工建筑物設(shè)計時，對不同的計算項目，如整體穩(wěn)定驗算、構(gòu)件強度計算等，要根據(jù)不同的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況及其特定的使用與工作條件，進行各種作用的組合?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3.4港工建筑物設(shè)計中各種作用的組合★河海建筑工35在組合時應(yīng)遵循下述原則；①對實際上有可能同時出現(xiàn)在建筑物上的各種作用，按其可能形成果不利的組合效應(yīng)進行組合；②對受水位變化有影響的建筑物，在作用組合時，要將水位作為一個組合條件；③對于兩種以上作用同時出現(xiàn)機會很少的情況，可不予組合，或是降低其組合級別。★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU在組合時應(yīng)遵循下述原則；★河海建筑工程系★CHO362、作用組合根據(jù)不同的極限狀態(tài)與設(shè)計狀況，有下列的作用組合級別。（1）承載能力極限狀態(tài)的組合承載能力極限狀態(tài)有以下三種級合；①持久狀況的持久組合；②短暫狀況的短暫組合；③偶然狀況的偶然組合。。（2）正常使用極限狀態(tài)的組合正常使用權(quán)限狀態(tài)有以下三種組合：①持久狀況的長期效應(yīng)組合；②持久狀況的短期效應(yīng)組合；③短暫狀況的短期效應(yīng)組合——施工期組合?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU2、作用組合★河海建筑工程系★CHONGQIN371.3.5作用效應(yīng)組合的設(shè)計表達式建筑物結(jié)構(gòu)對所受作用F的反應(yīng)稱為作用效應(yīng)SF。它可以是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸力、彎拒、剪力。扭矩，也可以是結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形、位移、裂縫等。當(dāng)施加在建筑物上作用F與作用效應(yīng)SF之間呈線性關(guān)系時，可用下式來表達：

式中；CF——作用效應(yīng)系數(shù)?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3.5作用效應(yīng)組合的設(shè)計表達式★河海建筑工程系38

當(dāng)作用與作用效應(yīng)之間為非線性關(guān)系時，作用效應(yīng)應(yīng)采用作用的函數(shù)S（F）來表達。在設(shè)計基準期內(nèi)，對實際有可能在港工建筑物結(jié)構(gòu)上同時出現(xiàn)的作用，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計狀況進行作用效應(yīng)組合；當(dāng)需要時，還應(yīng)對正常使用極限狀態(tài)進行作用效應(yīng)組合。對實際不可能同時出現(xiàn)的作用，不應(yīng)考慮其效應(yīng)組合?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU當(dāng)作用與作用效應(yīng)之間為非線性關(guān)系時，作39l、承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合港工建筑物結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)應(yīng)符合如下的設(shè)計表達式；式中；Sd——作用效應(yīng)的設(shè)計值（如應(yīng)力、剪力和彎矩等的設(shè)計值）Rd——建筑物結(jié)構(gòu)的承載能力（結(jié)構(gòu)抗力）的設(shè)計值（如抗壓、抗拉、抗剪和抗彎強度等的設(shè)計值）?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITUl、承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合★河海建筑工程系★40港工建筑物承載能力極限狀態(tài)三種作用效應(yīng)組合的設(shè)計表達式如下。（l）持久狀況的持久效應(yīng)組合其作用效應(yīng)組合的設(shè)計值按下式確定式中；γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按表1-1選用；Gk——永久作用標(biāo)準值;CG——永久作用效應(yīng)系數(shù)（GkCG為永久作用效應(yīng)，當(dāng)有多個永久作用時，應(yīng)對其作用效應(yīng)進行疊加）；★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU港工建筑物承載能力極限狀態(tài)三種作用效41γG——永久作用分項系數(shù)；Q1k——主導(dǎo)可變作用標(biāo)準值；CQ1——主導(dǎo)可變作用效應(yīng)系數(shù)（Q1kCQ1為主導(dǎo)可變作用效應(yīng)，取值應(yīng)大于其他任何一個可變作用的效應(yīng)）;γQ1——主導(dǎo)可變作用的分項系數(shù)，除有關(guān)結(jié)構(gòu)規(guī)范另作規(guī)定外，可按表1一2選用；ψ——可變作用組合系數(shù)，取ψ=0.7；Qik——第i個非主導(dǎo)可變作用的標(biāo)準值；Cik——第i個非主導(dǎo)可變作用效應(yīng)系數(shù)（CikQik為第i個非主導(dǎo)可變作用效應(yīng)）；γik——第i個非主導(dǎo)可變作用分項系數(shù)，按表l－2選用?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITUγG——永久作用分項系數(shù)；★河海建筑工程系★CH42★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAO43★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAO44★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）短暫狀況的短暫效應(yīng)組合其作用效應(yīng)組合的設(shè)計值按下式確定：式中：γG——永久作用分項系數(shù)，取值同持久組合；γQi——第i個可變作用的分項系數(shù)，在此短暫組合中，其取值應(yīng)按持久組合中相應(yīng)的可變作用分項系數(shù)減去0.1。在短暫組合中，不考慮非主導(dǎo)可變作用的組合系數(shù)。★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAO45（3）仍然狀況的偶然效應(yīng)組合承載能力極限狀態(tài)下的偶然組合主要是指地震作用下的組合。其作用效應(yīng)組合的設(shè)計值，按下式確定；式中：CG、CPH、CQi——作用效應(yīng)系數(shù)；γPH——水平向地震慣性力分項系數(shù)，取1.0；PH——水平地震慣性力標(biāo)準值（kN）；ΨQi——地震時各種作用的組合系數(shù)，見表1-3；其他符號的意義同前?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（3）仍然狀況的偶然效應(yīng)組合★河海建筑工程系★C46★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAO47承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合所采用的水位有以下兩種。（1）對于海港

持久組合時，按有關(guān)港工建筑物的規(guī)范規(guī)定對設(shè)計高水位、設(shè)計低水位、極端高水位、極端低水位以及設(shè)計高水位與設(shè)計低水位之間的某一不利水位分別進行計算，以確定其控制情況。

短暫組合或偶然組合時，對設(shè)計高水位與設(shè)計低水位分別進行計算。（2）對于河港

持久組合時，按有關(guān)港工建筑物設(shè)計規(guī)范的規(guī)定，對設(shè)計高水位、設(shè)計低水位以及與地下水位相組合的某一不利水位，分別進行計算，以確定其中的控制情況。短暫組合或偶然組合時，對設(shè)計高水位、設(shè)計低水位分別進行計算?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合所采用482、正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合港工建筑物結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)應(yīng)符合如下的設(shè)計表達式；式中：S——作用效應(yīng)設(shè)計值，如變形、裂縫寬度沉降量等的設(shè)計值；R——限值，如規(guī)定的最大允許變形、裂縫寬度和沉降量等的設(shè)計值。對港工建筑物結(jié)構(gòu)的正常使用極限狀態(tài)，應(yīng)分別考慮以下可能的作用效應(yīng)組合?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU2、正常使用極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合★河海建筑工程系49（1）持久狀態(tài)的短期效應(yīng)組合此組合是永久作用的標(biāo)準值與可變作用的頻遇值的組合，其表達式為：式中：Ss——作用效應(yīng)的短期組合值；Ψ1——可變作用的頻遇值系數(shù)，取0.8；Ψ1Qik

——第i個可變作用的頻遇值。其他符號意義同前?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（1）持久狀態(tài)的短期效應(yīng)組合★河海建筑工程系★CHO50（2）持久狀態(tài)的長期效應(yīng)組合此組合是永久作用的標(biāo)準值與可變作用的準永久值的組合，其表達式為；式中：S1——作用效應(yīng)的長期組合值；ψ2——可變作用的準永久值系數(shù)，取0.6；ψ2Qik

——第i個可變作用的準永久值?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）持久狀態(tài)的長期效應(yīng)組合★河海建筑工程系★CHO51（3）短暫狀況的短暫效應(yīng)組合當(dāng)需要考慮正常使用極限狀況作用效應(yīng)組合時，其表達式如下：式中：S——短暫狀況的短暫效應(yīng)組合值。正常使用極限狀態(tài)作用效應(yīng)組合可不考慮極端水位?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（3）短暫狀況的短暫效應(yīng)組合★河海建筑工程系★CHO52港口建筑物

可靠度設(shè)計方法可靠度的基本概念港工建筑物的結(jié)構(gòu)功能和可靠度設(shè)計基準期和規(guī)定的條件港工建筑物的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況港工建筑物的可靠度和可靠指標(biāo)主講：王多垠副教授CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU★河海建筑工程系★港口建筑物

可靠度設(shè)計方法可531.1工程建筑物設(shè)計考慮的主要問題

設(shè)計工程建筑物的主要目的是以最經(jīng)濟合理的途徑，使設(shè)計的建筑物在規(guī)定的使用期內(nèi)能滿足使用要求。在工程建筑物設(shè)計中，主要考慮以下兩方面的問題。①所設(shè)計的任何建筑物，在正常使用過程中，建筑物的各個部分不能因喪失其預(yù)定的各項功能而不能使用。這就是建筑物的可靠性問題。②設(shè)計的建筑物在各種外界因素作用下，為滿足各項使用功能的要求所必須具有的條件?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.1工程建筑物設(shè)計考慮的主要問題設(shè)計54設(shè)計的港工建筑物，應(yīng)在規(guī)定的使用時間和規(guī)定的條件內(nèi)能滿足下列各項功能的要求；①能安全承受在使用和施工期間可能出現(xiàn)的各種作用——安全性；②在正常使用和維護條件下具有合適的工作性能——適應(yīng)性；③在正常使用和維護條件下具有足夠的耐久性——耐久性；④在發(fā)生偶然事件情況下，建筑物仍能保持必需的整體穩(wěn)定性——安全性。1.2港工建筑物的結(jié)構(gòu)功能和可靠度★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU設(shè)計的港工建筑物，應(yīng)在規(guī)定的使用時間和55

上述港工建筑物的四項功能中的①項與④項最指建筑物的強度和穩(wěn)定，即建筑物的安全性；第②項是指建筑物的適用性；第③項是指建筑物的耐久性。三者總稱為港工建筑物的可靠性。度量港工建筑物可靠性的數(shù)量指標(biāo)叫做港工建筑物的可靠度。

可靠度的定義：港工建筑物在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，具有或完成預(yù)定功能的概率?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU上述港工建筑物的四項功能中的①項與④項561.3設(shè)計基準期和規(guī)定條件

1.3.1規(guī)定的時間是指在分析港工建筑物可靠度時，所取用的時間參數(shù)。因為作用在建筑物上的各種荷載是隨時間而變動的隨機過程，建筑物結(jié)構(gòu)的材料性能也最隨時間而變化，因此，建筑物的可靠度分析強調(diào)要規(guī)定所設(shè)計建筑物的使用壽命。按照建筑物的預(yù)期使用壽命所規(guī)定的時間多數(shù)稱為“設(shè)計基準期”，它是計算建筑物失效概率所必需的時間多數(shù)。我國《港口工程結(jié)構(gòu)可靠農(nóng)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準》規(guī)定，港工建筑物的設(shè)計基準為50年。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3設(shè)計基準期和規(guī)定條件1.3.1規(guī)定的時間★57

設(shè)計基準期與設(shè)計工作壽命（DesignWorkinglife)略由不同，但有聯(lián)系，前者世用于可靠度分析、荷載統(tǒng)計分析，后者在ISO2394中定義為：“某個假定的時期，在此時期內(nèi)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件只需進行已考慮的維護，便可按其預(yù)定的目的使用，而不需要進行實質(zhì)性的修理。1.3.2規(guī)定的條件是指設(shè)計工程建筑物設(shè)計建筑物時所確定的正常設(shè)計、正常施工和正常使用的條件及環(huán)境條件，而不考慮人為過失的影響?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU

設(shè)計基準期與設(shè)計工作壽命（D581.4港工建筑物的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況1.4.1極限狀態(tài)港工建筑物完成各項功能的標(biāo)志是用極限狀態(tài)來衡量。當(dāng)建筑物的整體或其部分在超過某一狀態(tài)時，建筑物就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能的要求，這種特定狀態(tài)，稱為建筑物的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)是區(qū)分建筑物的工作狀態(tài)為可靠或不可靠的標(biāo)志。港工建筑物的極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用權(quán)限狀態(tài)兩類?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.4港工建筑物的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況1.4.1極限狀態(tài)★59

承載能力極限狀態(tài)

是指建筑物的整體結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件達到最大的承載能力或產(chǎn)生不適于繼續(xù)承載的變形，或是由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件因塑性變形導(dǎo)致幾何形狀發(fā)生顯著改變而不能使用，這是與建筑物安全性有關(guān)的最大承載能力狀態(tài)，超過這一狀態(tài)建筑物就不安全。⑴作為剛體失去平衡（傾覆、滑移等）⑵構(gòu)件或連接部位因材料的強度極限超過而破壞，或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載；⑶結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C構(gòu)（瞬變體系）；⑷結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定性（如壓曲失穩(wěn)等）?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU

承載能力極限狀態(tài)★河海建筑工程系★CHONG60

正常使用權(quán)限狀態(tài)是指當(dāng)建筑物整體結(jié)構(gòu)或是構(gòu)件達到正常使用和耐久性的各項規(guī)定限值時的狀態(tài)。確定正常使用權(quán)限狀態(tài)，通常是采用一個或幾個約束條件，例如混凝土裂縫的寬度、梁的撓度、外觀的變形量等，它們的限值應(yīng)滿足使用要求。主要表現(xiàn)：⑴影響正常使用或外觀的過大變形；⑵影響正常使用或耐久性的局部損壞（包括裂縫）；⑶影響正常使用的振動；⑷影響正常使用或耐久性的其它要求?！锖雍＝ㄖこ滔怠?/p>

正常使用權(quán)限狀態(tài)是指當(dāng)建筑物整體結(jié)構(gòu)或是構(gòu)61

1.4.2設(shè)計狀況

由于港工建筑物在施工、使用及維修時環(huán)境條件均不相同，因此設(shè)計港工建筑物時必須針對不同狀況進行設(shè)計。在ISO2394中定義為：某一設(shè)計狀況代表一定時段的一組物理條件，設(shè)計時必須做到在該時段內(nèi)不超越有關(guān)的極限狀態(tài)。通常我們這樣認為：結(jié)構(gòu)從施工到使用的過程中所考慮的不同結(jié)構(gòu)狀態(tài)和環(huán)境條件稱為結(jié)構(gòu)的設(shè)計狀況?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.4.2設(shè)計狀況★河海建筑工程系★CHONG62

根據(jù)各種情況持續(xù)時間的長短和出現(xiàn)概率的高低，可分為以下三種設(shè)計狀況。①持久狀況：即具有與建筑物使用壽命同一數(shù)量級的持續(xù)時間的設(shè)計狀況，例如碼頭面承受堆貨和流動機械荷載的狀況，防波堤承受波浪力的狀況等。②短暫狀況：即持續(xù)時間較短，出現(xiàn)概率較高的設(shè)計狀況，例如建筑物施工期承受荷載的狀況。③偶然狀況：即持續(xù)時間很短，出現(xiàn)概率很低的設(shè)計狀況，例如建筑物遭受罕遇地震作用的狀況★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU

根據(jù)各種情況持續(xù)時間的長短和出現(xiàn)概率的高低，可63持久狀況是最基本的，一般是指貫穿建筑物整個使用期的設(shè)計狀況，通常要按承載能力和正常使用兩種極限狀況進行設(shè)計，其可靠度應(yīng)高于其他兩種狀況。短暫狀況是指施工期間或使用期間可能短暫出現(xiàn)的狀況。一般僅需按承載能力極限狀態(tài)進行設(shè)計，必要時可按兩種極限狀態(tài)來設(shè)計。偶然狀況應(yīng)根據(jù)經(jīng)濟和建筑物的破壞后果來綜合考慮，可僅按承載能力極限狀態(tài)對主要的承重結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。持久狀況和短暫狀況都是考慮必然行為，偶然狀況則以在設(shè)計工作壽命期內(nèi)相對低的發(fā)生概率來定義?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU持久狀況是最基本的，一般是指貫穿建筑物整個使用期的設(shè)計狀況，641.5港工建筑物的可靠度和可靠指標(biāo)

在港工建筑物可靠度分析中，建筑物的極限狀態(tài)一般由功能函數(shù)數(shù)表達，式中，xi（i＝1，2，……n）是基本變量，通常是指建筑物上的各種作用、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能、幾何參數(shù)、容許限值等等，它們均應(yīng)作為隨機變量來考慮?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.5港工建筑物的可靠度和可靠指標(biāo)在港工建65

上式中：當(dāng)Z＞0時，建筑物處于可靠狀態(tài)當(dāng)Z＝0時，建筑物處于極限狀態(tài)當(dāng)Z＜0時，建筑物處于失效狀態(tài)方程：稱為建筑物的極限狀態(tài)方程，是建筑物可靠度分析的重要依據(jù)?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU上式中：方程：稱為建筑物的極限狀態(tài)方程66建筑物極限狀態(tài)設(shè)計條件為:或：★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU建筑物極限狀態(tài)設(shè)計條件為:或：★河海建筑工程系★67失效概率Pf原則上可通過多維積分式來計算，即：但此函數(shù)中有多個基本隨機變量，計算起來非常復(fù)雜。通常可用簡化的概率分析方法，利用概率分布的數(shù)字特征，即用基本變量的均值（μZ）與標(biāo)準差(δZ)來表達，有:或中：φ(·)—標(biāo)準正態(tài)分布變量的概率分布函數(shù)?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU失效概率Pf原則上可通過多維積分式來計算，即：68

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU★河海建筑工程系★CHO69

由上式可知，可靠指標(biāo)β越大，則可靠度越大，所以可用可靠指標(biāo)β來表示建筑物結(jié)構(gòu)的可靠度。建筑物可靠度的數(shù)量指標(biāo)，由各種極限狀態(tài)出現(xiàn)的概率來求得。為了滿足安全、適用和經(jīng)濟的要求，對各類港工建筑物結(jié)構(gòu)的各種極限狀態(tài)，在《國家標(biāo)準GB50158一92》中，均規(guī)定了設(shè)計所預(yù)期的可靠指標(biāo)，即“目標(biāo)可靠指標(biāo)”β。它是根據(jù)建筑物的安全等級與破壞類型而設(shè)定的?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU由上式可知，可靠指標(biāo)β越大，則可靠度越大，所701.6可靠指標(biāo)與分項系數(shù)在極限狀態(tài)設(shè)計表達式中，賦予各基本變量的值稱為設(shè)計值。設(shè)計值是由基本變量的代表值與相應(yīng)的分項系數(shù)組成。引入分項系數(shù)是為了考慮各基本變量的設(shè)計值及其變異性對建筑物可靠度的影響。分項系數(shù)的值是根據(jù)各基本變是的統(tǒng)計參數(shù)和概率分布類型、設(shè)計取值以及規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)β0，通過分析、優(yōu)化并借鑒工程上的經(jīng)驗而確定?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.6可靠指標(biāo)與分項系數(shù)在極限狀態(tài)設(shè)計表達式711.3港工建筑物上作用的分類及其組合1.1.3作用的定義

施加在港工結(jié)構(gòu)上的外力以及引起結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因總稱為結(jié)構(gòu)上的作用。外力包括集中力與分布力，它們直接施加在港工建筑物上，稱為直接作用，所以荷載直接作用。引起港工結(jié)構(gòu)外加變形和約束變形的原因，稱為間接作用，如地基沉降、混凝土收縮變形、溫度變形和焊接變形等?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3港工建筑物上作用的分類及其組合1.1.3作用的定義★721.3.2作用的分類

施加在港工建筑物的作用；可按其隨時間或隨空間的變化情況以及在結(jié)構(gòu)的不同反應(yīng)進行分類。1)、按作用隨時間變化分類

按照作用隨時間的變化情況，作用可分為三類?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3.2作用的分類★河海建筑工程系★CHON73（1）永久作用在港工建筑物的設(shè)計基準期內(nèi)，作用的量值隨時間的大小變化與其平均值相比可忽略不計的作用稱為永久作用。如結(jié)構(gòu)自重、固定機械設(shè)備自重力、預(yù)加應(yīng)力、土重力及土重力引起的土壓力、固定水位的靜水壓力及浮托力等?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（1）永久作用★河海建筑工程系★CHONGQI74（2）可變作用在港工建筑物的設(shè)計基準期內(nèi)，作用的量值隨時間的大小變化與平均值相比不可忽略的作用稱為可變作用。如堆貨荷載、流動起重機械荷載、運輸機械行我、鐵路荷載、纜車荷載、人群荷載、可變作用引起的土壓力、船舶荷載、水流力、冰荷載、波浪力和施工荷載等。★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）可變作用★河海建筑工程系★CHONGQI75（3）偶然作用在港工建筑物的設(shè)計基準或內(nèi)，不一定出現(xiàn)，而一旦出現(xiàn)，其量值很大且持續(xù)時間又很短的作用，稱為偶然作用。如地震作用?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（3）偶然作用★河海建筑工程系★CHONGQI762)、按作用在空間的位置的變化分類按照作用在空間位置的變化情況，作用可分為以下兩類。（1）固定作用在港工建筑物上具有固定分布的作用稱為固定作用，如建筑物的自重力和固定設(shè)備自重力等。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU2)、按作用在空間的位置的變化分類★河海建筑工程系77（2）自由作用在港工建筑物上的一定范圍內(nèi)可以任意分布的作用稱為自由作用，如堆貨荷載和流動起重運輸機械荷載等。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）自由作用★河海建筑工程系★CHONGQING783)、按照對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的反應(yīng)分類

按照作用對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的反應(yīng)情況，作用可分為以下兩類（1）靜態(tài)作用在加載過程中，港工建筑物所產(chǎn)生的加速度可以忽略不計的作用稱為靜態(tài)作用，如自重力、堆貨荷載、土壓力和預(yù)加應(yīng)力等?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU3)、按照對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的反應(yīng)分類★河海建筑工程系★CH79（2）動態(tài)作用在加載過程中，使港工建筑物產(chǎn)生不可忽略的加速度的作用稱為動態(tài)作用，如船舶撞擊力、汽車荷載和地震作用等。在進行建筑物設(shè)計時，對動態(tài)作用原則上應(yīng)按其動態(tài)反應(yīng)求解對建筑物產(chǎn)生的動態(tài)作用效應(yīng)。為了簡化計算，對某些動態(tài)作用允許采用變動作用量值的方法，將動態(tài)作用簡化為靜態(tài)作用；如起吊預(yù)制構(gòu)件和運行中汽車的動態(tài)作用等，可采用其靜態(tài)下的作用乘以動力系數(shù)或沖擊系數(shù)來代替動態(tài)作用。★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）動態(tài)作用★河海建筑工程系★CHONGQING801.3.3作用的代表值

作用的代表值包括：作用的標(biāo)準值、作用的頻遇值、作用的準永久值三種。在進行港工建筑物設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)不同的極限狀態(tài)與設(shè)計狀況采用不同的量值作為作用的代表值。1.3.3作用的代表值作用的代表值包括811.作用的標(biāo)準值

作用的標(biāo)準值是作用的主要代表值，它是結(jié)構(gòu)概率極限狀態(tài)設(shè)計中的基本值。作用的標(biāo)準值取值方法是：首先根據(jù)觀測到的作用數(shù)據(jù)，按概率統(tǒng)計的方法確定其概率；然后，根據(jù)對結(jié)構(gòu)的不利狀態(tài)，選取在建筑物設(shè)計基準期內(nèi)作用最大（或最?。┲档母怕史植嫉哪骋环治恢怠．?dāng)作用重大對結(jié)構(gòu)不利時，取較高的分位值；當(dāng)作用重大對結(jié)構(gòu)有利時，取較低的分位值。永久作用只有標(biāo)準值Gk。1.作用的標(biāo)準值作用的標(biāo)準值是作用的主822、作用的頻遇值

作用的頻遇值是作用是指在建筑物上時而出現(xiàn)的作用的較大值，它是建筑物在正常使用極限狀態(tài)下短期作用組合中可變作用的代表值。因為當(dāng)建筑物發(fā)生局部損壞（如超限值的裂縫）或建筑物的使用功能不良（如超限變形）時，這些情況與出現(xiàn)作用的較大值有關(guān)。所以作用的頻遇值主要用于建筑物的結(jié)構(gòu)變形和鋼筋混凝土構(gòu)件裂縫及剛度的計算。頻遇值通常是作用的標(biāo)準值乘以頻遇值系數(shù)ψ1而得。一般情況下ψ1=0.8。2、作用的頻遇值作用的頻遇值是作833、作用的準永久值

作用的準永久值是指在建筑已經(jīng)常出現(xiàn)的作用量值。它是建筑物在正常使用權(quán)限狀態(tài)下長期作用組合中可變作用的代表值。一般是按在建筑物設(shè)計基準期內(nèi)出現(xiàn)該值的持續(xù)期等于或大于其總持續(xù)期的50％來取值，通常是將可變作用的標(biāo)準值乘以準永久值系數(shù)ψ2來確定，并取ψ2=0.6。準永久值用于計算地基最終沉降量等。

★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU3、作用的準永久值★河海建筑工程系★CHONGQI844)、港工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中作用的其他取值（1）作用的設(shè)計值在進行港工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時，在極限狀態(tài)設(shè)計表達式中賦予各基本變量之值稱為設(shè)計值。在承載能力極限狀態(tài)設(shè)計中，永久作用和可變作用的設(shè)計值，可按作用的標(biāo)準值乘以相應(yīng)的分項系數(shù)來確定。在正常使用權(quán)限狀態(tài)設(shè)計表達式中，可變作用的設(shè)計值通常由作用的相應(yīng)代表值乘以作用的組合系數(shù)來確定?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU4)、港工建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計中作用的其他取值★河海建筑工程85（2）、作用的組合值

在港工建筑物結(jié)構(gòu)計算中，往往有多個可變作用同時參與組合。考慮到這些參與組合的可變作用的標(biāo)準值同時出現(xiàn)的概率相當(dāng)小，因此在承載能力極限狀態(tài)時，除主導(dǎo)作用直接取用標(biāo)準值外；為使其目標(biāo)可靠指標(biāo)（β

0）不致于過大，對非主導(dǎo)可變作用均取組合值，即以其標(biāo)準值乘以相應(yīng)的分項系數(shù)后，再乘以組合系數(shù)ψ，通常取ψ＝0.7。從安全角度考慮，在正常使用極限狀態(tài)中不采用組合值?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU（2）、作用的組合值★河海建筑工程系★CHONGQ861.3.4港工建筑物設(shè)計中各種作用的組合

1、作用組合的原則港工建筑物在使用過程中，常有多個作用同時出現(xiàn)的情況。因此，在進行港工建筑物設(shè)計時，對不同的計算項目，如整體穩(wěn)定驗算、構(gòu)件強度計算等，要根據(jù)不同的極限狀態(tài)和設(shè)計狀況及其特定的使用與工作條件，進行各種作用的組合?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3.4港工建筑物設(shè)計中各種作用的組合★河海建筑工87在組合時應(yīng)遵循下述原則；①對實際上有可能同時出現(xiàn)在建筑物上的各種作用，按其可能形成果不利的組合效應(yīng)進行組合；②對受水位變化有影響的建筑物，在作用組合時，要將水位作為一個組合條件；③對于兩種以上作用同時出現(xiàn)機會很少的情況，可不予組合，或是降低其組合級別?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU在組合時應(yīng)遵循下述原則；★河海建筑工程系★CHO882、作用組合根據(jù)不同的極限狀態(tài)與設(shè)計狀況，有下列的作用組合級別。（1）承載能力極限狀態(tài)的組合承載能力極限狀態(tài)有以下三種級合；①持久狀況的持久組合；②短暫狀況的短暫組合；③偶然狀況的偶然組合。。（2）正常使用極限狀態(tài)的組合正常使用權(quán)限狀態(tài)有以下三種組合：①持久狀況的長期效應(yīng)組合；②持久狀況的短期效應(yīng)組合；③短暫狀況的短期效應(yīng)組合——施工期組合?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU2、作用組合★河海建筑工程系★CHONGQIN891.3.5作用效應(yīng)組合的設(shè)計表達式建筑物結(jié)構(gòu)對所受作用F的反應(yīng)稱為作用效應(yīng)SF。它可以是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的軸力、彎拒、剪力。扭矩，也可以是結(jié)構(gòu)的應(yīng)力、變形、位移、裂縫等。當(dāng)施加在建筑物上作用F與作用效應(yīng)SF之間呈線性關(guān)系時，可用下式來表達：

式中；CF——作用效應(yīng)系數(shù)?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU1.3.5作用效應(yīng)組合的設(shè)計表達式★河海建筑工程系90

當(dāng)作用與作用效應(yīng)之間為非線性關(guān)系時，作用效應(yīng)應(yīng)采用作用的函數(shù)S（F）來表達。在設(shè)計基準期內(nèi)，對實際有可能在港工建筑物結(jié)構(gòu)上同時出現(xiàn)的作用，應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)，結(jié)合相應(yīng)的設(shè)計狀況進行作用效應(yīng)組合；當(dāng)需要時，還應(yīng)對正常使用極限狀態(tài)進行作用效應(yīng)組合。對實際不可能同時出現(xiàn)的作用，不應(yīng)考慮其效應(yīng)組合?！锖雍＝ㄖこ滔怠顲HONGQINGJIAOTONGUNIVERCITU當(dāng)作用與作用效應(yīng)之間為非線性關(guān)系時，作91l、承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合港工建筑物結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)應(yīng)符合如下的設(shè)計表達式；式中；Sd——作用效應(yīng)的設(shè)計值（如應(yīng)力、剪力和彎矩等的設(shè)計值）Rd——建筑物結(jié)構(gòu)的承載能力（結(jié)構(gòu)抗力）的設(shè)計值（如抗壓、抗拉、抗剪和抗彎強度等的設(shè)計值）。★河海建筑工程系★CHONGQINGJIAOTONGUNIVERCITUl、承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)組合★河海建筑工程系★92港工建筑物承載能力極限狀態(tài)三種作用效應(yīng)組合的設(shè)計表達式如下。（l）持久狀況的持久效應(yīng)組合其作用效應(yīng)組合的設(shè)計值按下式確定式中；γ0——結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，按表1-1選用；Gk——永久作用標(biāo)準值;CG——永久作用效應(yīng)系數(shù)（GkCG為永久作用效應(yīng)，當(dāng)有多個永久作用時，應(yīng)對其作用效應(yīng)進行疊加）；★河海建筑