对偶然设计状况 计算结构可靠指标β的方法很多 泊松比等 检修应作为短暂设计状况 因此 混凝土重力坝坝基抗滑稳定和抗压强度设计可靠度分析结果汇总及目标可靠指标β i 柱和钢梁 而对分段式混凝土重力坝 t 校准法就是对原有结构设计规范 进行正常使用极限状态设计时 如JC法 类别号2表示按全国混凝土覆盖80％批点数据可靠度分析结果 材料性能的标准值 可变作用的准永久值是指在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率相对较大的作用值 4.3.9 50153-2008规定 工期长 z 频遇值系数也难以进行计算 渗透水压力 作用组合的效应是结构上几种同时出现的作用分别产生的作用效应的叠加 极限状态方程是以各有关基本变量(包括附加变量)为参数 当考虑偶然事件的作用时 一般主要考虑其对坝体施工期应力的影响 β 目前 对同一结构安全级别的结构 2 结构正常使用极限状态的目标可靠指标可根据不同结构的特点和工程经验确定 4.3.5 4.3.7 4.3.8 结构的可靠度宜采用可靠指标β表达 最佳经济效益法等 对于拱坝 ≠0为假定滑楔之间的作用力平行于坡面或坡面与楔体斜面的平均坡度 当检修时 的对照表 有条件时也可按本标准附录B.3的规定 国外一些工程结构设计规范 直接采用基于可靠指标的方法进行设计 建议值 一些规范只能以笼统说法不作具体规定 如《水电站压力钢管设计规范》DL／T 而准永久组合 而对另一些结构可能不重要 可通过准永久值系数对作用标准值的折减来表示 次要水工建筑物和主要水工建筑物的非主要承载结构产生局部破坏时 对Ⅰ级结构进行了可靠度校准分析 t s 地基 如果要按《工程结构可靠性设计统一标准》GB 水工钢筋混凝土结构可靠度分析结果汇总及目标可靠指标β 应只考虑一个偶然作用 s 表示第二类破坏(脆性破坏)可靠指标 基本组合是按承载能力极限状态设计时 钢筋断面积等 各种水工结构上作用效应的组合 容重 20-1978以及《混凝土重力坝设计规范》SDJ 当作用与效应按线性关系考虑时 材料性能等统计资料仍然不很完善 p 确定目标可靠指标的方法有校准法 一般用于不可逆正常使用极限状态 通常考虑校核洪水位下的水压力和地震作用 4 1 随着统计数据不断积累 当有实际工程经验时 运算上比较简单 我国工民建与港口工程结构持久设计状况承载能力极限状态的结构设计可靠指标如表11所示 又如冰压力与浪压力不同时发生 表现结构或结构构件处于极限状态时的关系式 地基 永久作用 4.3.1 水利水电工程的工程量一般均较大 因此 主要承载结构可仅按承载能力极限状态进行设计 几何参数 Z＜0时 β 另外 并应经安全与经济的综合分析确定 水工建筑物的偶然作用 可采用综合抗力和综合作用效应 建议值 则用于长期效应是决定性因素时的正常使用极限状态 防止洪水漫顶等 结构的功能函数Z可按下式计算 如轴力 考虑到统计资料仍然不够充分 s 还应保证校核地震作用下的安全性 4.3.5 财产的损失 表4.3.16 当作用与其效应按线性关系考虑时 洪水等影响大 从而也可以有许多不同的极限状态方程 注 4.3.3 《工程结构可靠性设计统一标准》GB 正常使用极限状态可靠指标β＝1.0 4.3.16 设计状况 风险分析法 基本变量是影响结构可靠度的各种主要随机变量 应将作用和材料 地基 因此 水工结构构件持久设计状况承载能力极限状态的目标可靠指标如表4.3.16所示 g(·)——结构的功能函数 各种材料(包括人工材料 采用分项系数极限状态设计方法 5108-1999和《水工隧洞设计规范》DL／T 结果如表10所示 而结构失效概率p 过去的安全系数不能确切地反映结构可靠度大小 刚度 相关规范均难以给出ρ值 应取各部位的最不利情况进行组合 结构设计基础建议 4.3.15 由作用 4.3.14～4.3.17 1 4.3 抗裂度等 基本变量统计参数和概率分布可按本标准附录A确定 并以符号β表示 横缝浇筑 可靠指标β可按下列公式计算 因此以“可靠指标”作为评价或衡量结构可靠度水平的定量依据 早期为了配合原标准的编制 表10 准永久组合三种组合情况 频遇组合 变形等 又是一个很小的数值 还应该调查分析影响结构可靠度的各种因素对可靠度影响的权重 … 方便设计人员应用 由于频遇值系数和准永久值系数均小于1.0 在未进行接缝灌浆形成整体前要分块挡水 计算模式不定性对结构可靠度有所影响 使主要承载结构不致丧失承载能力 功能函数是描述结构设计功能的基本变量(包括附加变量)的函数 4.3.14 剪力等 ＝0为假定滑楔之间的作用力为水平 对短暂设计状况 承载能力极限状态可靠指标β＝3.5 钢筋混凝土偏压构件的安全系数K为1.55 往往不是控制条件 5141-2001等 当Z＞0时 偶然组合应用于偶然设计状况 应根据结构安全级别对不同设计状况下的各种极限状态的不同破坏类型制定适当的目标可靠指标 围岩的性能及结构的几何参数等作为基本变量 应根据不同的设计状况采用下列作用组合 结构材料(包括人工材料和岩 同样 取β＝4.7 保留原标准相关条文 表6 一些规范则索性规定采用ρ＝1.0 3 目标可靠指标是规范规定结构设计应达到的可靠指标 结构设计中 岩 变形 基本变量的统计参数和概率分布模型仍需根据现有的统计资料 坝体自重直接传至基岩 必须考虑它对拱坝整体应力的影响 可采用标准组合 可进一步修订这些参数 外水压力 裂缝等 对于偶然设计状况 本次修订时 极限状态设计 如《混凝土重力坝设计规范》DL 护坦上的水全部抽干 可不进行正常使用极限状态设计 国际标准和国内标准均普遍采用的一次二阶矩法(一次可靠度法) 不得影响主要水工建筑物主要承载结构的安全 对可能同时出现的作用 f 钢筋混凝土护坦 (i＝1 应使其不丧失承载能力 β 使用很不方便 可变作用与一种偶然作用的组合 4.3 频遇组合宜用于可逆正常使用极限状态 结构处于失效状态 偶然组合只考虑一种偶然作用与永久作用和可变作用进行组合 弹性模量 f 北美加拿大公路桥梁设计规范(CHBDC)1997年第4版规定 柱的设计基本情况 如0.99999或0.999等 5395-2007修订过程中也对坝坡抗滑稳定可靠度进行了校准分析 均应进行承载能力极限状态设计 除按一般水利水电工程那样考虑设计地震作用外 如砖石结构偏压构件的安全系数K为2.3 综合分析上述资料 因此也就是属于标准组合并考虑长期作用的影响 是指正常使用极限状态设计时 偶然作用是按承载能力极限状态设计时 4.3.8 的对照表 应采用不同的可靠指标 5195-2004等 本次修订仍然推荐校准法作为选定结构目标可靠指标的方法 计算模式不定性等建立可以计算结构功能的函数 大型水利水电工程的挡水建筑物 或被超越的频率限值在规定频率内的作用值 第二类破坏的结构目标可靠指标应高于第一类破坏的结构目标可靠指标 如水压力 或采取防护措施 失效概率p 表示总体可靠指标 01E β X 分位值法 原标准规定“应按相应于持久设计状况的长期组合和短期组合设计 本身就涉及初始应力或长期刚度和短期刚度内容 表9 例如 1 使作用效应的长期组合(或准永久组合)难以计算 柱以及木梁 在主要建筑物偶然设计状况下 正常设计和施工的水工结构进行反演分析 4.3.6 结合工程经验判断而定 是指将频遇值或准永久值作为作用代表值的组合 工程结构按照极限状态设计时 有些基本变量如作用 JC-数值联合法 常分成纵 不同材料(包括岩 当其概率分布为正态或对数正态时 4.3.10 以保证结构在安全和经济上趋于最佳平衡 围岩性能 f i 同样 将作用组合效应的名称与作用代表值的名称相对应 还需继承已有设计经验 式中 土材料) 应按作用的偶然组合进行设计 4.3.2 结构的可靠度和可靠概率计算应符合下列规定 注 结构物常常在施工的过程中尚未形成整体就要承受一定的作用 本标准中所指的结构可靠度是结构在设计使用年限内 i 可根据需要进行正常使用极限状态设计 不应低于表4.3.16的规定 S——作用效应 失效概率p 对混凝土结构的限裂和挠度控制设计 设计地震作用和校核地震作用均属偶然作用 2 这样对抗浮稳定不利 式中 对本标准第4.2.1条规定的三种设计状况应按下列要求分别进行极限状态设计 且能在局部结构破坏后不发生连续倒塌 得出设计隐含的总体可靠度水平 结构处于极限状态 4.3.9 地震作用 碾压式土石坝坝坡抗滑稳定可靠度校准分析结果及目标可靠指标β -1 采用由作用的代表值 表8所示 以它们的效应进行组合 正常使用极限状态设计时 为了简化极限状态方程 抗力是结构或结构构件承受作用的能力 结构的可靠指标宜根据基本变量和附加变量的平均值 在以综合作用效应或结构综合抗力作为基本变量时 根据结构设计预定的功能 基本组合应用于持久设计状况或短暂设计状况 它们一般是可量测的物理量 4.3.13 可采用作用的标准组合 可组成不同的功能函数 设计时应针对各种有关的极限状态进行必要的计算或验算 考虑永久作用和可变作用组合的效应 水工结构设计应根据在不同设计状况下 4.3.4 R——结构抗力 以及水工建筑物可靠性设计的历史传统 表示第一类破坏(延性破坏)可靠指标 在正常使用极限状态设计时 它与失效概率p 对混凝土结构的抗裂设计 短暂设计状况和偶然设计状况下 极限状态设计 工民建与港口工程结构持久设计状况承载能力极限状态的结构设计可靠指标β值 水工结构的基本变量有 式中 曾经对当年采用的《水工钢筋混凝土结构设计规范》SDJ 在每一种偶然组合中 2 两种偶然作用同时发生的概率更小 也可将结构的作用效应或结构抗力作为综合的基本变量 对有些偶然作用 4.3.3 为此 采用校准法确定总体可靠度水平时 1 4.3.12 在结构可靠度分析时 与结构的各种设计状况和极限状态相对应的结构可靠度设计水平应达到规定的目标可靠指标 式中 北欧建筑管理委员会(NKB)工作报告1999 因此采用可靠指标β作为统一的可靠度量度尺度 y 应采用标准组合或标准组合并考虑长期作用的影响 由于结构完成的功能不同 表7 压力钢管结构可靠度校准结果β值及目标可靠指标β 所谓标准组合 例如混凝土拱坝施工时 基本变量应作为随机变量 t 4.3.10 避免极限状态方程形成高次非线性 对正常使用极限状态设计 永久作用与可变作用的组合 结合水工建筑物各种作用的统计状况的特殊性 采用标准值作为作用代表值的组合 作用组合效应需通过结构计算求得 f 类别号1表示按太平湾水电站混凝土统计资料可靠度分析结果 土材料) 4.3.2 对于水工结构设计 c 施工 钢筋保护层厚度 计算模式不定性已在其中有所考虑 4.3.13 应按下列原则进行设计 偶然作用在设计基准期内出现的概率很小 4.3.12 目标可靠指标应根据现行各类水工结构设计规范可靠度校准结果 数值积分法 β 将计算模式不定性等作为附加变量 标准差及概率分布按本标准附录B.1进行计算 当仅有结构抗力和作用效应两个综合的基本变量时 作用组合的效应即可由各种作用效应叠加而得 5141-2001修订过程中 按下式计算 t 应进行正常使用极限状态设计 应按照实际可能同时发生的各种作用 施工条件复杂 并应采用各自的不利组合进行设计 短暂设计状况和偶然设计状况的目标可靠指标可低于持久设计状况的目标可靠指标 4.3.17 21-1978用校准法分析了代表性水工结构承载能力极限状态持久设计状况的总体可靠度水平 4.3.1 有些作用对一些结构是重要的 频遇组合或准永久组合 作用组合的效应值常比标准组合的效应值小 失效概率是结构或结构构件不能完成预定功能的概率 此外 因此 在每一种作用组合中还必须选取其中的最不利组合进行有关的极限状态设计 例如温度作用 2 附录B.1中主要推荐了在方法上比较成熟 土)的结构可靠性进行定量的比较 可以对不同结构类型 如截面尺寸 有如下关系 结构的可靠概率p 受气温 泥沙压力 s 的取值建议 可变作用的频遇值是指在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较小的作用值 作用组合效应为各种作用合成引起的内力 为此 各种作用 结构处于可靠状态 类别号3表示按全国合格水平混凝土统计资料可靠度分析结果 结合正常设计与施工的结构可靠度分析和运行经验 水工结构构件持久设计状况承载能力极限状态的目标可靠指标β 但对主要承载结构按偶然组合进行设计时 温度作用等 结构的几何尺寸 在进行结构可靠度分析或规范校准时 对持久设计状况 有时因有倒悬而引起不利应力 的取值 水压力与温升组合对结构的其他部位不利 围岩的物理力学性能 《水电站压力钢管设计规范》DL／T 对不同的设计状况应采用相应的作用组合 但是钢筋混凝土偏压构件的可靠指标却比前者大 对不同安全级别和破坏类型的结构或结构构件 t 结构可靠概率p 不应考虑其组合 表8 (·)——标准正态分布函数的反函数 对三种设计状况 也可采用构造措施来代替验算 可靠概率是结构或结构构件能够完成预定功能的概率值 在结构可靠度分析时 ——结构的失效概率 附加变量是反映计算模式不定性等的随机变量 常是一个很接近1的数值 可靠指标β与可靠概率p s p 保留原标准相关条文 具有的各种规定功能的可靠度 作用组合与效应按线性关系考虑时 4.3.11 保留原标准相关条文 对包括混凝土梁 t 以加权平均可靠指标代表总体可靠度水平 由于它们的计算公式中 对主要水工建筑物的主要承载结构 结构的极限状态应按下式表达的极限状态方程确定 取用的可靠指标值也都大致在上述我国规范取值范围内 表6是可靠指标β与可靠概率p 结构按极限状态设计应符合下式要求 为便于比较 破坏类型分别给出 可采用防护措施使主要承载建筑物不丧失承载能力 2 亦即按各作用效应的线性叠加 应符合下式要求 n)——基本变量和附加变量 表11 50153-2008反映可变作用的频遇值 ”由于可变作用标准值的长期组合系数ρ值在原标准中只提供了附录F“确定长期组合系数ρ的方法” 对拱坝是重要的 避免过大的生命 4.3.6 在持久设计状况 ——结构的可靠概率 可通过频遇值系数对作用标准值的折减来表示 可采用误差传递法来推求其统计参数 几何参数的标准值和各相应的分项系数构成的极限状态设计表达式进行设计 进行承载能力极限状态设计时 作用组合的效应即为各作用效应的组合 蒙特卡洛法等 是结构极限状态设计式中应予考虑的随机变量 结构构件宜根据规定的可靠指标 水工结构构件承载能力极限状态持久设计状况的目标可靠指标β 这种由若干基本变量组合的综合变量 后来的《碾压式土石坝设计规范》DL／T 水压力与温降组合对结构某些部位不利 如强度 或是位移 使算得的可靠指标更接近实际 目前 Z＝0时 如用“可按GB 但鉴于水工建筑物荷载统计的系统性和完整性均不完善 可靠指标是度量结构可靠性的一种数量指标 保留原标准相关条文 其结果如表9所示 它是标准正态分布反函数在可靠概率处的函数值 显然作用的频遇值和准永久值均小于标准值 与长期组合系数情况一样 而底板上浮力及渗透压力仍然存在 按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行作用组合 f 如强度 结构可靠度校准与目标可靠指标的确定可按本标准附录B.2进行 需要统一可靠指标的计算方法 本标准不再采用按长期组合设计考虑长期作用组合系数的规定 承载能力极限状态设计的目标可靠指标应按结构安全级别 如表7 可直接计算出结构或结构构件的可靠指标 只采用了作用的标准组合或标准组合并考虑长期作用的影响 采用的结构可靠指标可比持久设计状况时适当降低 50199的有关规定及工程经验取用”等说法 弯矩 如设置非常溢洪道 如0.00001等