工程結(jié)構(gòu)可靠度

工程結(jié)構(gòu)可靠度課程內(nèi)容介紹工程結(jié)構(gòu)可靠度、安全度理論和規(guī)范設(shè)計(jì)方法；介紹以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（一次二階矩理論）；介紹荷載和抗力的統(tǒng)計(jì)分析方法；介紹材料性能的質(zhì)量控制；介紹可靠度研究的動向。1緒論工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)的兩個步驟：1.結(jié)構(gòu)選型：包括結(jié)構(gòu)總體布置、結(jié)構(gòu)方案和型式的選擇；2.結(jié)構(gòu)計(jì)算：根據(jù)選定的結(jié)構(gòu)型式，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)各構(gòu)件的截面和可行的施工方案。主要包括結(jié)構(gòu)或構(gòu)件截面內(nèi)力或應(yīng)力的分析，以及根據(jù)截面的內(nèi)力或應(yīng)力，選擇截面尺寸，確定材料用量等。兩種水準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)中的荷載及材料強(qiáng)度是通過統(tǒng)計(jì)取值而確定的，再取用適當(dāng)?shù)摹⒍ㄖ档?、由?jīng)驗(yàn)確定的單一安全系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)來保證結(jié)構(gòu)的安全性或可靠性，通常稱為水準(zhǔn)Ⅰ的設(shè)計(jì)方法，即半經(jīng)驗(yàn)半概率設(shè)計(jì)法。將設(shè)計(jì)中的各參數(shù)視為隨機(jī)變量，利用近似的可靠度方法按照規(guī)定的目標(biāo)可靠指標(biāo)確定設(shè)計(jì)表達(dá)式中的分項(xiàng)系數(shù)，該設(shè)計(jì)方法為水準(zhǔn)Ⅱ方法。1．1影響工程結(jié)構(gòu)可靠性的三種不確定性1．1．1事物的隨機(jī)性。研究方法：概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)過程。1．1．2事物的模糊性。研究和處理模糊性的數(shù)學(xué)方法主要是1965年美國自動控制專家查德(L．A．Zadeh)教授創(chuàng)始的“模糊數(shù)學(xué)”。1．1．3事物知識的不完善性。白色系統(tǒng)、黑色系統(tǒng)和灰色系統(tǒng)。1．2結(jié)構(gòu)可靠度理論的發(fā)展歷史及工程應(yīng)用近年來我國可靠性理論以及應(yīng)用成果：(1)結(jié)構(gòu)可靠性一般理論的若干問題(2)結(jié)構(gòu)體系可靠性問題。(3)結(jié)構(gòu)動力可靠性問題。(4)結(jié)構(gòu)疲勞可靠性問題。(5)巖土工程的可靠性問題。(6)已有工程結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定問題?！豆こ探Y(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》是研究成果的綜合體現(xiàn)。1．3計(jì)劃項(xiàng)目專題及國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的研究內(nèi)容1．3．1結(jié)構(gòu)可靠性基本理論1．3．2結(jié)構(gòu)模糊可靠度1．3．3結(jié)構(gòu)體系可靠度。包括：尋找結(jié)構(gòu)主要失效模式、結(jié)構(gòu)體系失效概率計(jì)算、并聯(lián)結(jié)構(gòu)體系可靠度的計(jì)算。1.3．4結(jié)構(gòu)可靠度分析的蒙特卡羅方法1．3．5隨機(jī)有限元與結(jié)構(gòu)動力可靠度1．3．6結(jié)構(gòu)抗震可靠度1．3．7基于可靠度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)1．3．8結(jié)構(gòu)荷載效應(yīng)組合。1．3．9結(jié)構(gòu)施工期和老化期可靠度.見趙國藩《工程結(jié)構(gòu)生命全過程可靠度》20042結(jié)構(gòu)隨機(jī)可靠度分析的基本概念和原理2．1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的變量2．2結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)2．3結(jié)構(gòu)可靠度2．4結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)2．5結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)與中心安全系數(shù)的關(guān)系3結(jié)構(gòu)可靠度分析的一次二階矩方法隨機(jī)變量相互獨(dú)立時的四種近似方法，即中心點(diǎn)法、驗(yàn)算點(diǎn)法(JC法)、映射變換法和實(shí)用分析法：由于用這些方法計(jì)算可靠指標(biāo)只需要隨機(jī)變量的前一階矩和二階矩(驗(yàn)算點(diǎn)法、映射變換法和實(shí)用分析法尚需考慮隨機(jī)變量的分布概型)，而且只需考慮功能函數(shù)泰勒級數(shù)展開式的常數(shù)項(xiàng)和一次項(xiàng)，因而統(tǒng)稱為一次二階矩方法。3．1中心點(diǎn)法中心點(diǎn)法是結(jié)構(gòu)可靠度研究初期提出的一種方法，其基本思想是首先將非線性功能函數(shù)在隨機(jī)變量的平均值(中心點(diǎn))處作泰勒級數(shù)展開并保留至一次項(xiàng)，然后近似計(jì)算功能函數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差?？煽恐笜?biāo)直接用功能函數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差表示。中心點(diǎn)法計(jì)算的結(jié)果比較粗糙，一般常用于結(jié)構(gòu)可靠度要求不高的情況，如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)的可靠度分析。中心點(diǎn)法的特點(diǎn)將功能函數(shù)Z在隨機(jī)變量的平均值處展開為泰勒級數(shù)并保留至一次項(xiàng)，即ZL的平均值和方差為結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)為中心點(diǎn)法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡便?？梢灾苯咏o出可靠指標(biāo)與隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系，對于β＝l～2的正常使用極限狀態(tài)可靠度的分析，較為適用。缺點(diǎn)：①不能考慮隨機(jī)變量的分布概型，只是直接取用隨機(jī)變量的前一階矩和二階矩；②將非線性功能函數(shù)在隨機(jī)變量的平均值處展開不合理，由于隨機(jī)變量的平均值不在極限狀態(tài)曲面上，展開后的線性極限狀態(tài)平面可能會較大程度地偏離原來的極限狀態(tài)曲面；③對有相同力學(xué)含義但數(shù)學(xué)表達(dá)式不同的極限狀態(tài)方程，求得的結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)值不同。3．2驗(yàn)算點(diǎn)法(JC法)它的特點(diǎn)是能夠考慮非正態(tài)的隨機(jī)變量，在計(jì)算工作量增加不多的條件下，可對可靠指標(biāo)進(jìn)行精度較高的近似計(jì)算，求得滿足極限狀態(tài)方程的“驗(yàn)算點(diǎn)”設(shè)計(jì)值，便于根據(jù)規(guī)范給出的標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算分項(xiàng)系數(shù)，以利于設(shè)計(jì)人員采用慣用的多系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式。3.2.1兩個正態(tài)隨機(jī)變量的情況3.2.2多個正態(tài)隨機(jī)變量的情況極限狀態(tài)方程可變荷載效應(yīng)Q/永久荷載效應(yīng)G/類似于兩個正態(tài)隨機(jī)變量的情況，此時可靠指標(biāo)β是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)坐標(biāo)系中原點(diǎn)o到極限狀態(tài)曲面的最短距離，也就是P*點(diǎn)沿其極限狀態(tài)曲面的切平面的法線方向至原點(diǎn)0的長度。圖3—2所示為三個正態(tài)隨機(jī)變量的情況，與兩個正態(tài)隨機(jī)變量情況相同，法線的垂足P*。為“設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)”。3．2．3非正態(tài)隨機(jī)變量的情況永久荷載一般服從正態(tài)分布，截面抗力一般服從對數(shù)正態(tài)分布，但是，諸如風(fēng)壓、雪載、樓面活荷載等，一般服從其他類型(如極值I型等)的分布。包含非正態(tài)分布的基本變量極限狀態(tài)方程的可靠度分析中，一般要把非正態(tài)隨機(jī)變量當(dāng)量化或變換為正態(tài)隨機(jī)變量。將非正態(tài)隨機(jī)變量當(dāng)量化或變換為正態(tài)隨機(jī)變量的三種方法：即當(dāng)量正態(tài)化法（JC法），映射變換法和實(shí)用分析法。JC法當(dāng)量正態(tài)化法是國際結(jié)構(gòu)安全度聯(lián)合委員會(JCSS)推薦的方法，故簡稱JC法。3.3映射變換法采用數(shù)學(xué)變換的方法將非正態(tài)隨機(jī)變量變換為正態(tài)隨機(jī)變量，然后應(yīng)用正態(tài)隨機(jī)變量可靠度的計(jì)算方法計(jì)算結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)。3．4實(shí)用分析法4廣直義隨機(jī)空倒間內(nèi)結(jié)構(gòu)顫可靠度分月析的二次春二階矩方倆法一次二毛階矩方休法(J策c法、集映射變店換方法辟、實(shí)用護(hù)分析法媽)以其機(jī)計(jì)算簡延便、在盲大多數(shù)恭情況下瓦計(jì)算精斗度能滿刷足工程泰應(yīng)用要巷求而為丹工程界咱所接受暫;當(dāng)結(jié)構(gòu)的功能函仙數(shù)在驗(yàn)勝算點(diǎn)附護(hù)近的非妻線性程場度較高役時，一招次二階濱矩方法蠅的計(jì)算夸結(jié)果與李精確解理相差過校大。對于特別皺重要的結(jié)鼠構(gòu)，如核逮電站的保姑護(hù)殼等，改一次二階海矩方法難啄于滿足工字程應(yīng)用要炊求，因此站有必要研葉究計(jì)算精旗度更高的監(jiān)可靠度分查析方法。映射變換言方法中：醉一次二階駁矩方法的緒誤差來源夕于將非線混性功能函碰數(shù)展開為暗線性功能潑函數(shù)，略濫去了函數(shù)鼠的非線性昆項(xiàng)。5滋結(jié)構(gòu)體殺系可靠賭度分析前幾章介饞紹的結(jié)構(gòu)腫可靠度分借析方法，吵包括Jc責(zé)法、映射遠(yuǎn)變換法、傭?qū)嵱梅治鋈岱皬V義狹隨機(jī)空間蛛內(nèi)的可靠鞠度方法，行計(jì)算的是結(jié)構(gòu)一種楊失效模式味、一個構(gòu)未件或一個例截面的可守靠度，在此種欄情況下霞結(jié)構(gòu)的歐狀態(tài)只用一萍個功能樣函數(shù)描蠟述。然而，在貨實(shí)際工程歸中，結(jié)構(gòu)宗的狀態(tài)是報復(fù)雜的。體系可委靠度研娛究的是多個功能抱函數(shù)的結(jié)偉構(gòu)可靠度訪問題，是多個牧極限狀悔態(tài)時的失效域堡和可靠纏域。結(jié)構(gòu)體褲系的失采效模式按結(jié)構(gòu)鋸體系可磨靠度問緊題：分忽為串聯(lián)結(jié)欠構(gòu)體系種和并聯(lián)破結(jié)構(gòu)體斜系兩個基本盈類型。串聯(lián)結(jié)巷構(gòu)體系幫是指結(jié)蒼構(gòu)中有積一種或逮一個失象效模式鏈出現(xiàn)則踐整個結(jié)資構(gòu)失效驢的結(jié)構(gòu)輔體系；并聯(lián)結(jié)構(gòu)位體系是指煉結(jié)構(gòu)中全致部失效模鏟式出現(xiàn)時禮結(jié)構(gòu)才失靜效的結(jié)構(gòu)蠢體系。在實(shí)際捷工程設(shè)妨計(jì)和分愚析中，鐮經(jīng)常遇書到的是型串聯(lián)結(jié)抹構(gòu)體系無可靠度擴(kuò)問題，姑而并聯(lián)驢結(jié)構(gòu)體遺系可靠局度問相影對較少始。結(jié)構(gòu)體殼系可靠中度分析忍的內(nèi)容結(jié)構(gòu)體系騾可靠度的罷分析主要鉛包括兩個緞方面的內(nèi)友容：一是石尋找主要楊的失效模震式；另一薯是計(jì)算結(jié)脫構(gòu)體系的枝失效概率團(tuán)。5．1菠結(jié)暫構(gòu)主要串失效模憤式的識含別是結(jié)構(gòu)歡體系可朱靠度分頭析的核瀉心問題陸之一。研究方法四：如網(wǎng)絡(luò)順?biāo)阉鞣?、吊荷載增量查法、約界脾法、截止免枚舉法、勉優(yōu)化準(zhǔn)則盟法等。附錄A姓國予際標(biāo)準(zhǔn)勤IS0捕239渴4：1志998性《結(jié)構(gòu)筆可靠性鼓總原則娃》簡介國際標(biāo)閉準(zhǔn)IS愧023慎94：項(xiàng)199降8《結(jié)芳構(gòu)可靠隙性總原甜則》，腳‘是由例國際標(biāo)堤準(zhǔn)化組摟織IS控O／T勻C9株8技術(shù)柿委員會宋(結(jié)構(gòu)勒設(shè)計(jì)基懼礎(chǔ))分滴委員會鉗SC2陶(結(jié)構(gòu)彈可靠性新)編制殘完成的年，取代無了曾經(jīng)邁在技術(shù)約上修訂甲過的第塊一版國糖際標(biāo)準(zhǔn)漿(1S速023好94：槳198扯6)。IS0膚239節(jié)4：1癥998節(jié)以及1蠶996凡年的草浸案和1額986雕年的第倚一版等抖文件曾衛(wèi)對我國鞭編制以僵隨機(jī)可遞靠度為鉛基礎(chǔ)的浮建筑、親鐵路、猶公路、濾水利水扇電工程武、港口路工程各塌專業(yè)工凝程結(jié)構(gòu)晶可靠度慕設(shè)計(jì)統(tǒng)灣一標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)起了重屋要的參雷考作用足，并且我據(jù)該標(biāo)獻(xiàn)準(zhǔn)介紹予，該國藥際標(biāo)準(zhǔn)緣瑞也將為占其他國聰際標(biāo)準(zhǔn)扛(例如倍，歐洲南試行標(biāo)真準(zhǔn)EN悔vl9役91—剩1，歐壟洲規(guī)范川Ecl減)關(guān)于需承載結(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)謊計(jì)提供掀一個共拌同的基凈礎(chǔ)。邵卓民啞:結(jié)構(gòu)破概率極鋸限狀態(tài)悠設(shè)計(jì)法依的進(jìn)展論。建筑金結(jié)構(gòu)1像998猾，(7理)一(挽11)泄詳盡介突紹了I落SO2堅(jiān)394副—19牢96年聾草案內(nèi)屯容和歐罪洲規(guī)范括的應(yīng)用胡情況。199箱9年3錢月在泰診國普吉妨市舉行竄的國際揭橋梁及貍結(jié)構(gòu)工懲程學(xué)會帳(IA塑BSE擴(kuò))主辦證的《亞兵洲混凝頓土模式栽規(guī)范》兄討論會山上，美頂國混凝洽土學(xué)會樹ACI瞇送出1來998核年2月歪投票的墊ISO該／TC嚷71／中SC4需編制的?！督Y(jié)構(gòu)頃混凝土凍功能及拴評估規(guī)者定》(趕Per足for去man暖ce償and希As興ses蔬sme讀nt憶Req金uir澡eme賤nts弟fo漸rSb跪uct登ura悟lCo鈔ncr暫ete捏)的草肌案，其岡中第三芒章“規(guī)龜定”(笨Req俗u(yù)ir暮eme頂nt)松中，對挽3.1惑.3第條安全省水準(zhǔn)(跟Saf冬ety巡壽Le疊vel圣)提出般“安全奮水準(zhǔn)的葉選定應(yīng)痰考慮失食效的后頑果，設(shè)漆備的功攝能，所隊(duì)期望失閉效模式蒸的延性富，結(jié)構(gòu)賤的超靜奏定程度蹤蝶，以及籌對建成秤的結(jié)構(gòu)鳴在使用柄過程中餅進(jìn)行檢皂測和維驚護(hù)的能蠟力”。在3.1勁.3條的幟說明中，者提出在3便.1.2盆條規(guī)定的件設(shè)計(jì)壽命鼻(Des端ign結(jié)Life全)內(nèi)，對菊于一般建校筑結(jié)構(gòu)(營設(shè)計(jì)壽命逼為50年綿)，用對嚼數(shù)正態(tài)分絹布、一次旗二階矩法闊計(jì)算時，節(jié)取β＝3如.0；期對于脆性銷結(jié)構(gòu)、單梯一傳力路湯徑的結(jié)構(gòu)座以及難以仙檢測和維熄護(hù)的結(jié)構(gòu)蒸，安全水竿準(zhǔn)應(yīng)予提庫高。與我鄭國統(tǒng)一標(biāo)擊準(zhǔn)相比，份這份文件腔所規(guī)定的沉可靠指標(biāo)魄的特點(diǎn)是輪：(1)跳該文件取滋β＝3.雹0的詳細(xì)蔥依據(jù)．尚旨需作進(jìn)一路步了解；傻(2)分菠析可靠度怨的概率模括型為對數(shù)趴正態(tài)分布插，而我國坡則分不同送情況取用酸了正態(tài)分肉布、對數(shù)搶正態(tài)分布喬和極值I曲型分布；后(3)對齒可靠指標(biāo)棗的選用，銳尚需考慮索建成的結(jié)芝構(gòu)是否具薄有可檢測仁和維修的售能力。有關(guān)政必府或?qū)W待術(shù)團(tuán)體畝在引用制或部分族引用I痛S02油394蜓的基本庸方法制保定以分覽項(xiàng)系數(shù)甲表達(dá)的伙極限狀找態(tài)設(shè)計(jì)鞠的實(shí)用課設(shè)計(jì)規(guī)渠范時，事通常只拋是列出自有關(guān)參伯?dāng)?shù)的設(shè)鋤計(jì)值、互標(biāo)準(zhǔn)值誘及有關(guān)戲的分項(xiàng)女系數(shù)值符，在規(guī)槳范中不姿給出論攤證這些沿參數(shù)所三引用的大可靠度蔬設(shè)計(jì)理創(chuàng)論、選卻用的可拿靠指標(biāo)疾β值，訴因?yàn)檫@斤是規(guī)范寄編制組獎的工作螺，而工堵程技術(shù)延人員實(shí)陳際上用高的則是鴨他們習(xí)魯用的分乳項(xiàng)系數(shù)伴的極限挺狀態(tài)設(shè)汪計(jì)方法絨設(shè)計(jì)方倡法。A．2裝國際標(biāo)加準(zhǔn)ISO爹239卻4：19定98《結(jié)群構(gòu)可靠性倍總原則》場的適用范姥圍該標(biāo)準(zhǔn)適皂用于各種追整體結(jié)構(gòu)，如房悶屋建筑弟、各種壇橋梁、巨工業(yè)構(gòu)剩筑物等涼，以及粥組成結(jié)屬構(gòu)的各喊種結(jié)構(gòu)際構(gòu)件和乓基礎(chǔ)的僑設(shè)計(jì)；狂適用于施工中的絕各個階段，即結(jié)厭構(gòu)構(gòu)件扶的制作票、運(yùn)輸續(xù)和裝匈冒、安裝蘆和全部去現(xiàn)場作胡業(yè)，以及結(jié)構(gòu)慶在設(shè)計(jì)工煉作壽命期談的使用及拔維修；允許不同綢國家之間煤在實(shí)際設(shè)趨計(jì)中有所艙差別，具搶體到某個奪國家，其息國家標(biāo)準(zhǔn)抓和實(shí)用規(guī)仿范與該國潤際標(biāo)準(zhǔn)相皆比可以略欣作簡化，養(yǎng)或在某些銀方面更加氣詳細(xì)一些元。對已有忠工程結(jié)禍構(gòu)的鑒綁定或變遣更用途姨的評定靈，該標(biāo)蹄淮同樣供適用，并在皇專門章倡節(jié)作了槳較為詳寸細(xì)的闡真述。A．3堵國際標(biāo)拾準(zhǔn)ISO魔239涂4：19澆98《結(jié)趣構(gòu)可靠性爽總原則》舞內(nèi)容簡介A．3．割1要詞求和概念A(yù)．3稠．1.污l另基本催要求：拴結(jié)構(gòu)和晨結(jié)構(gòu)構(gòu)茂件的設(shè)殃計(jì)、施賞工和維厭護(hù)應(yīng)使野其在設(shè)卸計(jì)工作僚壽命期彎內(nèi)適用海并且經(jīng)旅濟(jì)‘特詳別是要朗求它們鋸必須具陡有適當(dāng)送的可靠角度以滿生足下列吳各項(xiàng)要盾求，安項(xiàng)全性、演適用性結(jié)和耐久銀性。A．3茂．1．糠2依結(jié)構(gòu)可侮靠度設(shè)除定結(jié)構(gòu)和結(jié)峽構(gòu)構(gòu)件可依靠度的設(shè)霉定要考慮艷以下幾個峰方面：(帆1)失效垂的原因和央模式。(詠2)可能缺的失效后撫果。(3膛)減小失徑效風(fēng)險所軍需要的人砌力、物力刊和財力。腐(4)特丹定地區(qū)的青社會和環(huán)虹境條件。A.3橫.1.狐3難結(jié)構(gòu)籮設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)攀的目的是澆盡量減小喬結(jié)構(gòu)或結(jié)溫構(gòu)構(gòu)件的鼻失效概率叛，保證其堵可靠度。授在設(shè)計(jì)中汪應(yīng)該考慮夢到可能引塞起結(jié)構(gòu)失趁效的各種伍原因，其舟中包括：(1)墳正常使剝用情況撿下各種愁作用、鎮(zhèn)材料性誦能、幾錯何量的亮最不利闊組合：(2)可搜以預(yù)見的鏡各種異?？饔眯?yīng)橡或環(huán)境影厘響，如碰臉撞或極端志氣候條件(3)錯羊誤造成的俯后果，如在缺乏資料芝、遺漏、途誤解和缺例少聯(lián)系、孤疏漏、錯體用等(4)顧不可預(yù)揭見的影摩響。對于可達(dá)以預(yù)見否的損壞息，基本慢要求中嗎規(guī)定其貝不應(yīng)達(dá)摔到與起榴因不相說稱的程鵝度，即陪結(jié)構(gòu)在淘某種作遇用下，暈不應(yīng)當(dāng)修發(fā)生連遠(yuǎn)續(xù)性破侄壞。相盟應(yīng)的預(yù)灘防措施途主要有忘：(1)根眼據(jù)正常使怖用條件下漏的各項(xiàng)規(guī)欄則，進(jìn)行革結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)袋和維護(hù)；(2)制對結(jié)構(gòu)訊的主要舍承載構(gòu)基件進(jìn)行坊異常作銹用下的蹈設(shè)計(jì)，泰對于關(guān)鼠鍵構(gòu)件或的設(shè)計(jì)旋要考慮譜它們在低整個結(jié)爺構(gòu)體系需中所起枕的重要犬作用，(3)預(yù)害防可以預(yù)將見的作用跌以及減少膏人為錯誤遭，設(shè)計(jì)中晴仔細(xì)檢查滴，在結(jié)構(gòu)租布置上保項(xiàng)證不含內(nèi)恩在的薄弱擴(kuò)環(huán)節(jié)，使取結(jié)構(gòu)荷載叔安全地傳消遞到基礎(chǔ)甩上，采取摧防護(hù)措施狂防止車輛孫撞擊等偶訊然作用以種及采取適奴當(dāng)?shù)馁|(zhì)量表保證和質(zhì)暖量控制措吩施來減小亡設(shè)計(jì)和施仙工錯誤的悉概率等；(4)結(jié)亡構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)跡做到除關(guān)穩(wěn)鍵的結(jié)構(gòu)用構(gòu)件外，貿(mào)局部損壞脈不會導(dǎo)致造整個結(jié)構(gòu)奧或其重要旋部分立即焰倒塌。當(dāng)昌非關(guān)鍵構(gòu)葉件損傷后蔽，對于剩矛余結(jié)構(gòu)應(yīng)訪當(dāng)能夠接的受比正常遭情況低的漂可靠度，題以使結(jié)構(gòu)縱在損壞后引的短時期葡內(nèi)經(jīng)維修祥達(dá)到正常龍的可靠度碰標(biāo)難。A．3浸．1．州4肚質(zhì)量控纏制質(zhì)量合烘格的定佛義是：脖己竣工浮的工程壞滿足規(guī)遲定的各鳥項(xiàng)質(zhì)量屠要求，捧特別是碧各項(xiàng)基變本要求踩。在工絮程壽命結(jié)期的各膀階段中泰，質(zhì)量誦應(yīng)由有抽關(guān)管理江機(jī)構(gòu)采稠取和執(zhí)慈行適當(dāng)乖的質(zhì)量肉政策加自以保證堆。質(zhì)量德政策包碑括對各局種質(zhì)量蕉的要求產(chǎn)、在結(jié)猛構(gòu)的設(shè)出計(jì)與制渣作各階紛段以及索使用和濕維護(hù)期敢間采取遣的各種雅擰制措打施。為泰確保質(zhì)含量政策他的合理蔑執(zhí)行，劉質(zhì)量管翻理應(yīng)考未慮結(jié)構(gòu)賊的類型附和使用透、質(zhì)量巧缺陷的耀后果以愿及相應(yīng)是機(jī)構(gòu)的乞管理素慶質(zhì)。在結(jié)構(gòu)設(shè)否計(jì)中，可狹靠性是保箏證質(zhì)量的站最重要方四面，可通訂過下列條載件獲得較劉高的可靠枕性：(1)友提出可澇靠性的移各項(xiàng)要老求；(2)規(guī)圍定驗(yàn)證可躺靠性滿足魂要求的規(guī)披則；(3)規(guī)罵定結(jié)構(gòu)設(shè)侮計(jì)和相關(guān)蜓條件的各進(jìn)項(xiàng)規(guī)則。這些條葡件涉及要到結(jié)構(gòu)昂體系的秤選擇、質(zhì)制作工確藝水平蔽和維護(hù)雀制度，蔑同時亦軋考慮了智各種材窩料性能揪的變異屢性、質(zhì)沉量控制升和材料粘驗(yàn)收準(zhǔn)租則。A.3.爹1.5衰耐久性督和維護(hù)結(jié)構(gòu)與結(jié)正構(gòu)構(gòu)件的恰耐久性是稀指在其工旱作壽命期益內(nèi)、在適糾當(dāng)?shù)木S護(hù)艘條件下在伯其所處環(huán)臘境中保持流正常工作遣的能力。關(guān)于結(jié)構(gòu)絹設(shè)計(jì)的時創(chuàng)間概念，要該國際標(biāo)壘準(zhǔn)的一個壞重要突破蹤蝶是對結(jié)構(gòu)電設(shè)計(jì)基淮欣期與設(shè)計(jì)飄工作壽命嫩作了區(qū)分戚。設(shè)計(jì)基州準(zhǔn)期指的之是一個選芝定的時間斯段，可以雪用來作為本評定各種鍛可變作用珠取值以及騾與時間有晌關(guān)的材料忽性能取值欠的基礎(chǔ)；喇設(shè)計(jì)工作售壽命指的霸是結(jié)構(gòu)或慎結(jié)構(gòu)構(gòu)件幕不需要大華的維修而繡能夠按預(yù)濤定目的使駱用的時間壤段。設(shè)計(jì)姻工作壽命潛可以與設(shè)瞇計(jì)基準(zhǔn)期擺相同，也鞋可以不同元。表A—紋1為結(jié)構(gòu)負(fù)或結(jié)構(gòu)構(gòu)否件設(shè)計(jì)工顯作壽命的鞠一個例子腳。維護(hù)是指為使凡結(jié)構(gòu)滿足旁耐久性要列求而在結(jié)磨構(gòu)使用壽貸命期間采剛?cè)〉囊幌嫡f列措施，包括常涉規(guī)檢查濁、特殊饑檢查、淹防護(hù)系布統(tǒng)的改客進(jìn)以及票結(jié)構(gòu)構(gòu)提件的維磁修等。為保證鈴耐久性，繡要采取一漏些措施，謎如制定一堆套維護(hù)制分度，使結(jié)似構(gòu)在連續(xù)奪檢測之間銀性能無明綿顯的退化瘋；在當(dāng)無饅法對結(jié)構(gòu)纏或不需對旦結(jié)構(gòu)進(jìn)行麻維護(hù)時要尺將其設(shè)計(jì)圍成即使性垮能退化也謹(jǐn)不會失效訊。另外，戴在設(shè)計(jì)中蛋還應(yīng)該注競意一些相傘關(guān)因素的肌影響，如湯結(jié)構(gòu)預(yù)期飄用途、要圾求的性能貌、環(huán)境條緊件、材料制性能、結(jié)窄構(gòu)體系、汽構(gòu)件形狀霧、結(jié)構(gòu)細(xì)等部構(gòu)造、暖工藝質(zhì)量伸和控制水調(diào)平、專門垮的防護(hù)措饑施以及在咱設(shè)計(jì)工作碎壽命期內(nèi)斯的維護(hù)等歲。A.3．聞2極紹限狀態(tài)設(shè)墨計(jì)原則A．3．熔2．1跡極限狀乎態(tài)定義和芹分類：除了承載鋒能力和正兼常使用極戰(zhàn)限狀態(tài)兩腸種劃分方俗法外，根吧據(jù)結(jié)構(gòu)或封結(jié)構(gòu)構(gòu)件槍超越后的鈴狀況又將濕極限狀態(tài)螺劃分為：(1)師不可逆姐極限狀窮態(tài)：引周起超越屈的作用框撤除后秘仍將長百期保持裹超越效脂應(yīng)的極萬限狀態(tài)催，亦即禾因超越興極限狀消態(tài)而引臥起的損金壞和功紀(jì)能失常惕不能自饅動恢復(fù)戀。(2)可雀逆極限狀臨態(tài)：引起鍛超越的作查用撤除后某，將不再洗保持超越褲效應(yīng)的極魔限狀態(tài)，譯即結(jié)構(gòu)自參身能由不蹲期望狀態(tài)鎮(zhèn)轉(zhuǎn)變?yōu)槠趨⑼麪顟B(tài)。超過承載恩能力極限糠狀態(tài)的過較程一般是罵不可逆的救，一旦出塘現(xiàn)將會引浸起結(jié)構(gòu)失刪效；超過伸正常使用冊極限狀態(tài)北的過程一薯般是可逆鍬的，但有捕些情況下障也是不可遣逆的，如刷永久性的傭局部損壞猶和永久性狐的不可接蜜受變形。A.3.財2.2舍設(shè)計(jì)原屯則設(shè)計(jì)計(jì)文算(或能原型設(shè)賠計(jì))的辯目的是戰(zhàn)為了保療證結(jié)構(gòu)脆具有足晶夠的可礦靠度?？刹捎脙赡ХN設(shè)計(jì)計(jì)條算模式：脆分項(xiàng)系數(shù)幣模式和概索率模式。通常所采搶用的設(shè)計(jì)球計(jì)算模式洗是分項(xiàng)系毅數(shù)模式，夸而對特殊運(yùn)的設(shè)計(jì)問幼題則采用朵概率模式境可能更為剖方便些，堂對分項(xiàng)系避數(shù)模式的披校難也可挨以采用概郵率模式。除設(shè)計(jì)謎計(jì)算外她，細(xì)部恰構(gòu)造措倦施也是河保證結(jié)迫構(gòu)具有碑充分可崗靠性的爭重要方柜面。A．3伍．3含基本門變量A．3．喊3．1換一般概汁念基本變量臂，包含各儀種作用、尸環(huán)境影響妙、材料與速土壤的性籮能及幾何夏參數(shù)等。多數(shù)情況島下，基本怨變量的概蹈率分布函踢數(shù)可以用隔一些主要愚的分布參遙數(shù)來表征樂，如平均睛值、標(biāo)準(zhǔn)年差、偏度爪和多維分存布中的相山關(guān)系數(shù)等籠。概率模豈型應(yīng)該以孩有效數(shù)據(jù)楚的統(tǒng)計(jì)分叢析為依據(jù)替，并在可躺能的條件栗下對所有妨數(shù)據(jù)進(jìn)行槳校核，以懇消除量測覆誤差、尺亞寸效應(yīng)的桐影響。各鏡基本變量括的概率模露型可以直劑接用于概塊率模式的前設(shè)計(jì)，而豈分項(xiàng)系數(shù)過設(shè)計(jì)模式巾中各基本蒙變量的設(shè)只計(jì)值可按丟其概率模抖型來確定貫。A．3．野3．2爐作用(1)定艘義：作用是施鄙加于結(jié)構(gòu)影上集中或評分布的機(jī)劇械力(直路接作用)桐或外加于業(yè)結(jié)構(gòu)上或奏約束于結(jié)嘩構(gòu)使結(jié)構(gòu)活變形的原榜因(間接壟作用)。(2)叢分類：按時間與艙空間上是骨否是統(tǒng)計(jì)考獨(dú)立分類坑。A．3孫．3．處3貨環(huán)境影尸響結(jié)構(gòu)處衫于不同拴的環(huán)境矛之牛，星環(huán)境條勞件對結(jié)田構(gòu)性能玻的影響燃是顯著蛋的。環(huán)骨境影響克可能具兼有機(jī)械鉗、物理茄、化學(xué)錫或生物揚(yáng)學(xué)的性舟質(zhì)，可軋以便結(jié)義構(gòu)材料少性能退全化，從搖而影響算安全性穩(wěn)、適用梳性和耐添久性。環(huán)境影烘響在許茄多方面獲與作用情類似，攜并且可村以按與滾之相同我的方式坡分類，變尤其是辛按時間漂的變異晌性同樣汗可以分泰為永久像、可變革和偶然吐的環(huán)境第影響。環(huán)境影響頌與材料性殃能是密切凝相關(guān)的，可影響的程瘋度應(yīng)根據(jù)材每種材料墾的類型加須以確定。鄭在大多數(shù)量涉及到化功學(xué)和生物歐的損傷中惡，潮濕是蹈一個重要霸因素。A．3．蔑3.4墾材料窄和土的性充能A．3衫．3．沒5澤幾何參雷數(shù)A．3共．4檢模型A．3．鄉(xiāng)豐4．1料基本概巷念模型是咬根據(jù)試更驗(yàn)建立士的模擬暗各種作杜用、材彩料性能漁、結(jié)構(gòu)簽性能等綠因素的巨簡化數(shù)椒學(xué)表達(dá)貍式。計(jì)算模歪型應(yīng)能命夠根據(jù)衰作用和仇環(huán)境影惑響描述塔結(jié)構(gòu)及喪其性能鼻和所考端慮的極朵限狀態(tài)攜。各種平模型應(yīng)膏該根據(jù)課主要因凍素和次虜要因素佳進(jìn)行簡外化。常用的懷模型主召要有：惡作用模輸型、結(jié)怠構(gòu)模型搶和抗力米模型等出。模型巖的選擇薪要與設(shè)箱計(jì)狀況荷相適應(yīng)樹，這取掠決于荷虧載的特夢征、材餓料性能轟和結(jié)構(gòu)先的幾何建形狀。模型應(yīng)建揪立于對作灘用與作用短效應(yīng)以及積作用效應(yīng)疼與抗力之浴間關(guān)系的冠實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證星基礎(chǔ)之上慕。A．3疾．4．籃2認(rèn)模型類漲別(1)棉作用模西型(2)鉗描述結(jié)健構(gòu)幾何鉛性能的節(jié)模型[瞎幾何非胞線性和敲二階效料應(yīng)](3)描綿述材料性進(jìn)能和靜態(tài)葵反應(yīng)的模尖型.。當(dāng)作用姥效應(yīng)模嘩型和抗汁力模型鋒分別應(yīng)飼用于設(shè)頂計(jì)中時識，這兩心種模型款在原則芳上應(yīng)該狀保持一慈致。但胖在有些杏情況中丟可以簡餡化和修禮正，如勁連續(xù)梁旋中的彎傻短(作華用效應(yīng)做)是按咸彈性理愈論計(jì)算缺的，而巧其抗力煌則根據(jù)碎塑性理婆論計(jì)算館。在一撤般情況城下，特體別是考階慮二階因效應(yīng)和幅其他非立線性效望應(yīng)時，地除非采皺取了專掛門處理垂措施，幸否則這慨樣的計(jì)柄算是不張合理的奏。(4)羅動態(tài)反薦應(yīng)模型動態(tài)反應(yīng)鐵分析模型女包括：剛描度模型、電阻尼模型百和慣性模翁型。剛度模啟型基本陣上與靜凈態(tài)分析雞的一樣景。盡管肯循環(huán)作銜用可能茫導(dǎo)致剛瓶度下降味，但由鳳于動態(tài)竟反應(yīng)的動影響，歌也可能括引起剛憑度增大幫；阻尼唇是由于鋸材料自礎(chǔ)身或結(jié)鴨構(gòu)與環(huán)擇境相互浴作用等跪機(jī)制造船成的，味主要有佛：材料旋阻尼、哥摩擦阻徒尼、幾蒸何阻尼挪以及流目體阻尼殊等，在居有些情束況下，更某些阻再尼可能偵是負(fù)值鼠，導(dǎo)致雞從環(huán)境尋到結(jié)構(gòu)魯?shù)哪芰看毫鲃?；倍慣性力說是由結(jié)煩構(gòu)質(zhì)量聚、非結(jié)西構(gòu)質(zhì)量法以及周攏圍流質(zhì)兔、空氣亮或土的膀附加質(zhì)音量的加幟速度引娛起的，岡來源于逢結(jié)構(gòu)與綿環(huán)境的敏相互作鎮(zhèn)用，當(dāng)痕考慮不掏同質(zhì)量候的影響釣時，則糾有必要寄進(jìn)行動蜓態(tài)分析基。一般情翅況下，倉在實(shí)際栽設(shè)計(jì)中城并不要價求進(jìn)行彼全面的陸動態(tài)反拿應(yīng)分析誰，最常穗用的方嫌法是計(jì)今算其準(zhǔn)練靜態(tài)反烏應(yīng)并乘準(zhǔn)以動態(tài)企放大系培數(shù)，以權(quán)代表結(jié)磁構(gòu)的動甩態(tài)反應(yīng)溫，該系昌數(shù)是固指有頻率魯和阻尼仁的函數(shù)患。(5)疲肆勞模型承受反跟復(fù)荷載求作用的殺結(jié)構(gòu)，孫在荷載鍵水平遠(yuǎn)政低于正弟常失效噸荷載時褲有可能娛發(fā)生疲吼勞失效任。如果寧疲勞失燦效是由您裂縫擴(kuò)謊展引起糟的，則理失效過促程可分甩為三個幫階段：汪①初始拌階段：饅裂縫引鄉(xiāng)豐發(fā)；②賽發(fā)展階饑段：在惰每一荷苗載循環(huán)楚下均發(fā)作生穩(wěn)定寶的裂縫錯擴(kuò)展；瘡⑤失效刮階段：碎由于脆坊性斷裂伍或延性搬撕裂引低起不穩(wěn)哀定的裂鑼縫擴(kuò)展蹦或由于賤塑性變罩形導(dǎo)致擦截面縮溫小而破逐壞。在也低周疲肝勞情況牢下，裂吵縫擴(kuò)展雀會出現(xiàn)獻(xiàn)較大的薯塑性區(qū)已，經(jīng)較伴少次數(shù)肉的荷載敲循環(huán)即餡發(fā)生失胞效，而院在高周商疲勞的宋情況下歉，塑性稻區(qū)則很志小。A．3吸．4．禾4認(rèn)基于試智驗(yàn)?zāi)Ｐ凸赖脑O(shè)計(jì)基于試民驗(yàn)?zāi)Ｐ唾u的設(shè)計(jì)陜是指以類試驗(yàn)結(jié)計(jì)果的統(tǒng)盟計(jì)分析密為依據(jù)薯的設(shè)計(jì)軌方法，反在下列演情況下瞎，當(dāng)無圍適用的導(dǎo)計(jì)算模盾型時，肺其部分每設(shè)計(jì)方根法可以您通過試猛驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠韺?shí)現(xiàn)。1)缺捧乏理論爐模型或板足夠的翠數(shù)據(jù)，丑不能按膏現(xiàn)行標(biāo)再準(zhǔn)的方革法處理糕；2)供計(jì)糞算用的數(shù)火據(jù)不能正禍常反映實(shí)被際條件，贈如特殊的捎制作方法竭；3)現(xiàn)我有設(shè)計(jì)陰公式可登能導(dǎo)致企十分保訊守的結(jié)呼果，而申采取直婦接的極棕限狀態(tài)勻檢驗(yàn)有啊望獲得忠更為經(jīng)局濟(jì)的效拆果；4)推妥導(dǎo)新的拳設(shè)計(jì)公竭式。(2)結(jié)地構(gòu)實(shí)際條遙件與試驗(yàn)晨條件差異疊的考慮結(jié)構(gòu)的試扶驗(yàn)條件可鈔能與實(shí)際滿條件有所睬不同，這妄些差異應(yīng)坡由合理的峰換算系數(shù)斜來處理。換算系數(shù)專η應(yīng)根據(jù)勤理論分析氣和試驗(yàn)結(jié)沈果來確定斤，有時尚評需要一定霧程度的判持?jǐn)唷４_定華η時應(yīng)考豎慮下列因討素：1)尺選寸效應(yīng)介。2)時頸間效應(yīng)帖。最好肅用原型僻尺寸；試驗(yàn)通常纖在短期加苦載下進(jìn)行似，而許多薯結(jié)構(gòu)的承呢載力和變役形取決于窄長期效應(yīng)3)邊界厚條件。自峰由或嵌固鳥等4)影響巨材料性能療的濕度條穿件5)工藝料條件。以般試驗(yàn)條件移代替實(shí)際晴條件，可員能在相當(dāng)昏程度上影獄響結(jié)構(gòu)性孤能，例如羅裝配式節(jié)幻玉點(diǎn)的性能繭。A．3拜．5侄基于師可靠度擱的設(shè)計(jì)沫原則體系可還靠性與施構(gòu)件可悲靠性從概率觀腿點(diǎn)，構(gòu)件可靠插性指具有把單一控制海失效模式軌的構(gòu)件的注可靠性；體系可沙靠性指鄭具有多紅于一個薄失效模熄式的構(gòu)蜓件的可輕靠性和訓(xùn)兩個或破兩個以速上相關(guān)甚構(gòu)件組例成的結(jié)亂構(gòu)的可援靠性。鑒于拔結(jié)構(gòu)體薄系可靠南性評估崗的重要如性，有籌必要確扶定結(jié)構(gòu)姑破壞的狼整體特抵征以及露在偶然本事件作聲用下結(jié)駱構(gòu)的整誰體性，當(dāng)對構(gòu)件逗可靠性胃的各種緊要求應(yīng)瞞取決于耍體系的桿各種特街征。進(jìn)肌行體系采可靠性蜓分析應(yīng)嬌該明確三結(jié)構(gòu)個撇同的承訓(xùn)載路徑捧，即贅咽余度，趨根據(jù)結(jié)腥構(gòu)的狀鈔態(tài)和復(fù)罩雜性，侮建立多替種失效趨模式?；捎谀库n前的體佩系可靠弓性分析名方法的漂不完善區(qū)，在使男用時要四小心謹(jǐn)恢慎。A．3濃．6奸分項(xiàng)互系數(shù)模許式A．3．含7已談有結(jié)構(gòu)的妨評估A．3．旱7．1旺需要評途估的原因在下列還情況下刃需要對漆已有結(jié)呢構(gòu)的可浩靠性進(jìn)肉行評估呈：(1)刃對已有鐵結(jié)構(gòu)進(jìn)決行修復(fù)弦，修復(fù)久時新的倍結(jié)構(gòu)構(gòu)略件增加捉到已有邀的承載毅體系上念；(2)唉在擬改批變使用有用途或暫延長設(shè)漆計(jì)工作虎壽命時擦判斷結(jié)摘構(gòu)是否冬能抵抗垃已變化酸了的各稱種(3)棟由于環(huán)習(xí)境影響毅而引起鞭老化或浩偶然作第用的損遭壞(4)對江結(jié)構(gòu)的可劣靠性持懷與疑態(tài)度。A．3砍．7．央2親評估原善則對已有跪結(jié)構(gòu)的敬評估必綠須符合噴A.3皮l—A勢.3.閉6節(jié)中丘的規(guī)定頓。結(jié)構(gòu)趨設(shè)計(jì)時賀使用的飼舊規(guī)范漠只能作般為參考扔性文件釣。對不受拳結(jié)構(gòu)變?yōu)a化、修跟復(fù)、修打繕、改周變用途放影響以夢及沒有執(zhí)明顯損奪壞或?qū)菘煽啃愿罒o懷疑簡結(jié)構(gòu)的頸部分，擾可以不伐進(jìn)行可券靠性評地定。A．3井．7．鈔3介基本變排量為符合周可靠度錫要求，鵲各基本綢變量必晝須按下邊列原則餅采用：(1)田已有結(jié)皺構(gòu)的尺誼寸必須海在適當(dāng)刺范圍內(nèi)擺進(jìn)行驗(yàn)緒證，苦蝴符合原擔(dān)始設(shè)計(jì)表要求，陰則在分交析中應(yīng)窩與原設(shè)偶計(jì)相一也致；(2)由荷載特判征值必踐須符合撿實(shí)際情艘況。若器在結(jié)構(gòu)帆的使用舉過程中芒發(fā)現(xiàn)有奇超載情證況，則醬在評估居時可以勢適當(dāng)增護(hù)大荷載妻代表值新；苦某孫些荷載吊已經(jīng)減宰小或全竭部卸載額，則荷廊載代表推值可以圓適當(dāng)折雜減或?qū)シ猪?xiàng)系惠數(shù)進(jìn)行仰調(diào)整；(3)區(qū)各種材持料性能返必須按柄結(jié)構(gòu)實(shí)乒際狀態(tài)碎考慮，打如果有蟻原始設(shè)善計(jì)文件第，結(jié)構(gòu)抹材料沒撕有嚴(yán)重俱退化，扎也沒有對設(shè)計(jì)、悅施工錯矩誤，則貿(mào)可以使扇用原設(shè)飯計(jì)中關(guān)貸于材料釘性能的惱一些數(shù)底據(jù)，在坐必要時陶應(yīng)該進(jìn)嫩行破損身或無損午檢測并細(xì)進(jìn)行統(tǒng)爺計(jì)分折瞎；(4)蒙應(yīng)當(dāng)按肺與設(shè)計(jì)翁時相同亞的方式午考慮模嗎型不定樹性，除它非已有目結(jié)構(gòu)的宏性能發(fā)興生了變受化(特禍別是損罪壞)。辛在有些晝情況下傻，可根泄據(jù)對已律有結(jié)構(gòu)販的檢測濁結(jié)果確今定模型侮、系數(shù)信和其他夏設(shè)計(jì)假取定，如少風(fēng)壓系川數(shù)、有看效寬度洗等。A．3然．7．拖4魄調(diào)查研繪究調(diào)查研炊究，包燙括定性舞檢查和依定量檢由查。定性檢查鎮(zhèn)是對已有初結(jié)構(gòu)形成靈一個初步戶的印象。繁對結(jié)構(gòu)損絞壞通常用高沒有、較丈輕、中等梳、嚴(yán)重、雞破損、不