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1、荷载与结构设计方法第十章第十章结构概率可靠度设计法结构概率可靠度设计法第十章 结构概率可靠度设计法本章内容本章内容第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则第三节第三节 结构概率可靠度直接设计法结构概率可靠度直接设计法第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展弹性理论弹性理论极限状态理论极限状态理论定值法定值法概率法概率法u设计理论设计理论u设计方法设计方法按材料进入塑性状态截面所能抵抗的内力建立公式按材
2、料进入塑性状态截面所能抵抗的内力建立公式缺点:采用总安全系数估计荷载与材料的离散性缺点:采用总安全系数估计荷载与材料的离散性截面应力截面应力材料容许应力材料容许应力一、容许应力设计法二、破损阶段设计法第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展即即(1)结构极限状态概念)结构极限状态概念(2)承载能力极限状态设计的多系数表达)承载能力极限状态设计的多系数表达三、多系数极限状态设计法特点:特点:规定承载能力、变形、裂缝出现和开展三种极限状态。规定承载能力、变形、裂缝出现和开展三种极限状态。以多个系数来分别反映荷载、材料性能及工作条件等方以多个系数来分别反映荷载、材料
3、性能及工作条件等方面随机因素的影响:面随机因素的影响:第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展(3)标准荷载和材料标准强度的统计取值标准荷载和材料标准强度的统计取值式中式中 qik 标准荷载或其效应;标准荷载或其效应;ni 相应荷载的超载系数;相应荷载的超载系数;m 结构构件的工作条件系数;结构构件的工作条件系数;fsk、fck 钢筋和混凝土的标准强度;钢筋和混凝土的标准强度;ks、kc 钢筋和混凝土的材料匀质系数;钢筋和混凝土的材料匀质系数;a 结构构件的截面几何特征。结构构件的截面几何特征。将荷载及材料强度作为随机变量,以数理统计手段统计确定。将荷载及材料
4、强度作为随机变量,以数理统计手段统计确定。第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展概率极限状态设计法:概率极限状态设计法:四、基于可靠性理论的概率极限状态设计法 以可靠性理论为基础,将影响结构可靠性的几乎所有参以可靠性理论为基础,将影响结构可靠性的几乎所有参数都作为随机变量,运用概率论和数理统计分析全部参数或数都作为随机变量,运用概率论和数理统计分析全部参数或部分参数,计算结构的可靠指标或失效概率,以此设计或校部分参数,计算结构的可靠指标或失效概率,以此设计或校核结构。核结构。第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展水准水准半
5、概率法半概率法 对效应和抗力的变量部分地进行数理统计分析,并引对效应和抗力的变量部分地进行数理统计分析,并引入某些经验系数,因而不能定量地估计结构的可靠性。入某些经验系数,因而不能定量地估计结构的可靠性。水准水准近似概率法近似概率法 以结构的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性,并以结构的失效概率或可靠指标来度量结构可靠性,并建立结构可靠度与结构极限状态方程之间的数学关系,设建立结构可靠度与结构极限状态方程之间的数学关系,设计时则采用分项系数的简便实用表达式。计时则采用分项系数的简便实用表达式。目前使用方法目前使用方法第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展该方
6、法目前不成熟,仍处于研究阶段该方法目前不成熟,仍处于研究阶段水准水准全概率法全概率法 对整个结构采用精确的概率分析,求得结构最优失对整个结构采用精确的概率分析,求得结构最优失效概率作为可靠度的直接度量。效概率作为可靠度的直接度量。第一节第一节 土木工程结构设计方法的演变发展土木工程结构设计方法的演变发展 在一定的经济条件下,赋予结构一定的可靠度,使在一定的经济条件下,赋予结构一定的可靠度,使得结构在规定的设计使用年限内能满足设计所预定的各得结构在规定的设计使用年限内能满足设计所预定的各种功能要求,即安全性、适用性和耐久性要求。种功能要求,即安全性、适用性和耐久性要求。工程结构设计的基本目标:工
7、程结构设计的基本目标:第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则u设计基准期:设计基准期:u设计使用年限:设计使用年限:我国工程结构我国工程结构一、结构的设计使用年限 确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。的时间参数。结构在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应结构在正常设计、正常施工、正常使用和维护下所应达到的使用年限。达到的使用年限。建筑结构建筑结构50年,桥梁结构年,桥梁结构100年,水泥混凝土路面结构不大年,水泥混凝土路面结构不大于于30年,沥青混凝土路面结构不大于年,沥青混凝土路面结构不大于15年。年。第
8、二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则类 别设计使用年限(年)示 例15 临时性结构225 易于替换的结构构件350 普通房屋和构筑物4100纪念性建筑和特别重要的建筑结构l结构可靠度与结构设计使用年限的关系结构可靠度与结构设计使用年限的关系 实际使用年限超过设计使用年限后,结构失效概率将实际使用年限超过设计使用年限后,结构失效概率将比设计预期值增大,并不意味结构立即丧失功能或报废。比设计预期值增大,并不意味结构立即丧失功能或报废。各类建筑结构设计使用年限见下表。各类建筑结构设计使用年限见下表。l设计使用年限设计使用年限设计基准期设计基准期第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设
9、计的目标和原则安全等级破坏后果建筑物类型一 级很严重重要的房屋(如核电站、影剧院、体育馆等)二 级严 重一般的房屋(如一般工业与民用建筑)三 级不严重次要的房屋(如临时仓库、车棚等)表a 建筑结构的安全等级二、结构的安全等级 根据结构破坏可能产生的各种后果(危及人的生命、造根据结构破坏可能产生的各种后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重程度,对不同的工程成经济损失、产生社会影响等)的严重程度,对不同的工程结构采用不同的安全等级。结构采用不同的安全等级。l我国将工程结构的安全等级划分为三级我国将工程结构的安全等级划分为三级第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则安
10、全等级路面结构桥涵结构一 级高速公路路面特大桥、重要大桥二 级一级公路路面大桥、中桥、重要小桥三 级二级公路路面小桥、涵洞表b 公路工程结构的安全等级l注意:注意:同一结构中各类构件的安全等级宜与整体结构同同一结构中各类构件的安全等级宜与整体结构同级,同一技术等级公路路面结构的安全等级也宜相同。级,同一技术等级公路路面结构的安全等级也宜相同。第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则三、结构的设计方法和设计状况u根据结构在施工和使用中的环境条件和影响,分三种状况:根据结构在施工和使用中的环境条件和影响,分三种状况:1.持久状况持久状况在结构使用过程中一定出现,其持续期很长在结构使用
11、过程中一定出现,其持续期很长的状况(如结构承受自重等的状况(如结构承受自重等););2.短暂状况短暂状况在结构施工和使用过程中出现概率较大,而在结构施工和使用过程中出现概率较大,而与设计使用年限相比,持续期很短的状况(如施工和维修等)与设计使用年限相比,持续期很短的状况(如施工和维修等);3.偶然状况偶然状况指在结构使用过程中出现的概率很小,且持指在结构使用过程中出现的概率很小,且持续期很短的状况(如火灾、爆炸、撞击等)。续期很短的状况(如火灾、爆炸、撞击等)。第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则三种设计状况应分别进行下列极限状态设计:三种设计状况应分别进行下列极限状态设计:
12、1.对三种设计状况,均应进行承载能力极限状态设计;对三种设计状况,均应进行承载能力极限状态设计;2.对持久状况,尚应进行正常使用极限状态设计;对持久状况,尚应进行正常使用极限状态设计;3.对短暂状况,可根据需要进行正常使用极限状态设计。对短暂状况,可根据需要进行正常使用极限状态设计。第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则目标可靠指标:目标可靠指标:四、结构的目标可靠指标预先给定作为结构设计依据的可靠指标,预先给定作为结构设计依据的可靠指标,表示结构设计应满足的可靠度要求。表示结构设计应满足的可靠度要求。综合各种因素优化确定:综合各种因素优化确定:(1)公众心理)公众心理对工程结
13、构,年失效概率小于对工程结构,年失效概率小于110-4较为安全,年失较为安全,年失效概率小于效概率小于110-5是安全的,而年失效概率小于是安全的,而年失效概率小于110-6则是则是很安全的。很安全的。第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则(2)结构重要性)结构重要性以一般结构的目标可靠指标为基准,对于重要结构或次以一般结构的目标可靠指标为基准,对于重要结构或次要结构分别使其失效概率减小或增加一个数量级。要结构分别使其失效概率减小或增加一个数量级。(3)结构破坏性质)结构破坏性质 按延性和脆性破坏确定可靠指标,脆性的要大于延性。按延性和脆性破坏确定可靠指标,脆性的要大于延性。(
14、4)极限状态)极限状态 承载能力极限状态失效后果严重,可靠度水准应高些。承载能力极限状态失效后果严重,可靠度水准应高些。(5)社会经济发展水平)社会经济发展水平 社会经济越发达,对工程结构可靠性的要求就越高。社会经济越发达,对工程结构可靠性的要求就越高。第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则破坏类型安全等级一 级二 级三 级延性破坏3.73.22.7脆性破坏4.23.73.2表a 建筑结构构件的目标可靠指标 值u承载能力极限状态设计:承载能力极限状态设计:我国标准的要求我国标准的要求 建筑和公路统一标准规定了目标可靠指标建筑和公路统一标准规定了目标可靠指标 值,值,见表见表a、
15、表、表b和表和表c。第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则破坏类型安全等级一 级二 级三 级延性破坏4.74.23.7脆性破坏5.24.74.2表b 公路桥梁结构的目标可靠指标 值安全等级一 级二 级三 级目标可靠指标1.641.281.04表c 公路路面结构的目标可靠指标 值第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则u正常使用极限状态设计:正常使用极限状态设计:建筑统一标准:建筑统一标准:宜按照结构构件作用效应的可逆程宜按照结构构件作用效应的可逆程度,在度,在01.5范围内选取。范围内选取。l可逆程度较高的结构构件可逆程度较高的结构构件取较低值取较低值l可逆程度较
16、低的结构构件可逆程度较低的结构构件取较高值取较高值可逆可逆产生超越正常使用极限状态的作用被移掉后,产生超越正常使用极限状态的作用被移掉后,将不再保持超越状态。将不再保持超越状态。第二节第二节 结构设计的目标和原则结构设计的目标和原则u可靠度复核:可靠度复核:u直接设计法:直接设计法:已知抗力和荷载效应的概率分布和统计参数,求解可靠已知抗力和荷载效应的概率分布和统计参数,求解可靠指标和各变量在验算点处的坐标值。指标和各变量在验算点处的坐标值。以目标可靠指标以目标可靠指标 及各基本变量的统计特征,反求构件及各基本变量的统计特征,反求构件抗力来设计构件截面。抗力来设计构件截面。第三节第三节 结构概率
17、可靠度直接设计法结构概率可靠度直接设计法(1)根据规定的可靠度,校准分项系数模式中的分项系根据规定的可靠度,校准分项系数模式中的分项系数;数;直接概率设计法主要应用于:直接概率设计法主要应用于:(2)在特定情况下,直接设计某些重要的工程(如核电在特定情况下,直接设计某些重要的工程(如核电站的安全壳、海上采油平台、大坝等);站的安全壳、海上采油平台、大坝等);(3)对不同设计条件下的结构可靠度进行一致性对比。对不同设计条件下的结构可靠度进行一致性对比。第三节第三节 结构概率可靠度直接设计法结构概率可靠度直接设计法u直接设计法的基本思路直接设计法的基本思路(1)极限状态方程为线性)极限状态方程为线
18、性R和和S均服从正态分布,则抗力平均值为均服从正态分布,则抗力平均值为给定可靠指标给定可靠指标,已知,已知R和和S的统计参数的统计参数kR、d dR、S 和和d dS,由上式,由上式可求得可求得 R,从而求出抗力标准值,从而求出抗力标准值Rk根据根据Rk进行截面设计。进行截面设计。第三节第三节 结构概率可靠度直接设计法结构概率可靠度直接设计法(2)极限状态方程为非线性,或含有非正态基本变量)极限状态方程为非线性,或含有非正态基本变量 需要利用验算点法联立求解某一变量需要利用验算点法联立求解某一变量Xi的平均值的平均值 Xi。在。在一般情况下,需进行非线性与非正态的双重迭代才能求出一般情况下,需
19、进行非线性与非正态的双重迭代才能求出 Xi值,计算比较复杂,可结合教材了解相关内容。值,计算比较复杂,可结合教材了解相关内容。第三节第三节 结构概率可靠度直接设计法结构概率可靠度直接设计法问题提出:问题提出:可靠度直接设计法能使设计的结构严格具有预可靠度直接设计法能使设计的结构严格具有预先设定的目标可靠指标。先设定的目标可靠指标。计算繁琐计算繁琐、量大,不易被广泛应用。、量大,不易被广泛应用。处理方法:处理方法:采用可靠度间接设计法。采用可靠度间接设计法。确定目标可靠指标确定目标可靠指标 后,通过一定变换,将后,通过一定变换,将 转化为单一安转化为单一安全系数或各种分项系数,采用方便实用的表达
20、式进行工程设全系数或各种分项系数,采用方便实用的表达式进行工程设计,而其具有的可靠度水平能与目标可靠指标基本一致或接计,而其具有的可靠度水平能与目标可靠指标基本一致或接近。近。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式一、单一系数设计表达式设计原则:设计原则:用安全系数用安全系数K0表示安全度,即要求表示安全度,即要求 常数常数K0应事先确定,使上式具有与目标可靠指标应事先确定,使上式具有与目标可靠指标 相同的可靠性水平。相同的可靠性水平。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式u简单示例简单示例R和和S相互独立,且服从正态分布
21、,根据定义相互独立,且服从正态分布,根据定义由上式解得由上式解得第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式nK0和和K之间的关系?之间的关系?工程设计习惯上采用表达式为工程设计习惯上采用表达式为式中式中 Sk、Rk 荷载效应与结构抗力的标准值;荷载效应与结构抗力的标准值;K相应的设计安全系数。相应的设计安全系数。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式荷载效应标准值与其平均值关系为荷载效应标准值与其平均值关系为抗力标准值与其平均值关系为抗力标准值与其平均值关系为式中式中 kS、kR 与荷载效应及结构抗力取值的保证率与荷载效应及结
22、构抗力取值的保证率有关的系数。有关的系数。由上式,有由上式,有第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式即即(1)安安全全系系数数还还与与R和和S的的变变异异性性有有关关,由由于于设设计计条条件件存存在在很很大大差差异异,R和和S的的变变异异性性很很大大,需需要要采采用用不不同同的的安安全全系系数,这给设计带来不便;数,这给设计带来不便;该方法不足之处:该方法不足之处:(2)当当S由由多多个个荷荷载载引引起起时时,单单一一安安全全系系数数无无法法反反映映各各种种荷载不同的统计特征。荷载不同的统计特征。比较得比较得第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概
23、率可靠度设计的实用表达式二、分项系数设计表达式 将安全系数分解为荷载分项系数和抗力分项系数,以将安全系数分解为荷载分项系数和抗力分项系数,以分项系数表达的设计式为分项系数表达的设计式为或或式中式中 0Si、0R与效应与效应Si及抗力及抗力R均值对应的分项系数;均值对应的分项系数;Si、R与效应与效应Si及抗力及抗力R标准值对应的分项系数。标准值对应的分项系数。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式n分项系数如何确定?分项系数如何确定?设功能函数为设功能函数为则分项系数设计表达式为则分项系数设计表达式为第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度
24、设计的实用表达式验算点坐标应满足验算点坐标应满足式中式中令令 i=cosq qXi,得出各分项系数如下,得出各分项系数如下第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式(1)能能反反映映影影响响结结构构可可靠靠度度的的各各种种因因素素,对对不不同同的的荷荷载载效效应应,采采用用不不同同的的荷荷载载分分项项系系数数,对对抗抗力力分分项项系系数数也也可可采采用用不同的数值;不同的数值;该方法的优点:该方法的优点:(2)在在分分项项系系数数确确定定的的情情况况下下,能能取取得得与与目目标标可可靠靠指指标标较较好的一致性结果。好的一致性结果。第四节第四节 结构概率可靠度设计
25、的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式三、现行规范设计表达式我国工程规范设计方法:我国工程规范设计方法:将以可靠指标将以可靠指标 表示的极限状态方程转化为以基本变量和相表示的极限状态方程转化为以基本变量和相应的分项系数表达的极限状态设计实用表达式。应的分项系数表达的极限状态设计实用表达式。(一)承载能力极限状态设计表达式(一)承载能力极限状态设计表达式荷载效应组合值荷载效应组合值S应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应应考虑荷载效应的基本组合,必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。考虑荷载效应的偶然组合。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式(a)(1)基本组
26、合)基本组合u建筑建筑荷载规范荷载规范:按下列极限状态设计表达式中的最不利值确定:按下列极限状态设计表达式中的最不利值确定:(b)第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式可变荷载控制可变荷载控制永久荷载控制永久荷载控制式中式中 0 结构重要性系数,对安全等级为一级、二级、三结构重要性系数,对安全等级为一级、二级、三级或设计使用年限为级或设计使用年限为100年及以上、年及以上、50年、年、5年的结构构件,年的结构构件,分别不应小于分别不应小于1.1、1.0、0.9;对设计使用年限为;对设计使用年限为25年的结构年的结构构件,各类材料结构设计规范根据各自情况而定;
27、构件,各类材料结构设计规范根据各自情况而定;Gj 第第j个永久荷载的分项系数,当其效应对结构个永久荷载的分项系数,当其效应对结构构件不利时,对式(构件不利时,对式(a)取)取1.2,对式(,对式(b)取)取1.35;当其效应;当其效应对结构构件有利时,不应大于对结构构件有利时,不应大于1.0;Qi第第i个可变荷载的分项系数,其中个可变荷载的分项系数,其中 Q1为主导可变为主导可变荷载荷载Q1的分项系数。当其效应对结构构件不利时,一般情况的分项系数。当其效应对结构构件不利时,一般情况下取下取1.4,对标准值大于,对标准值大于4 kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷的工业房屋楼面结构的活荷载,应取载
28、,应取1.3;第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式 Li第第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数,个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数,其中其中 L1为主导可变荷载为主导可变荷载Ql 考虑设计使用年限的调整系数;考考虑设计使用年限的调整系数;考虑设计使用年限的调整系数应按下列规定采用虑设计使用年限的调整系数应按下列规定采用:1 楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数应按楼面和屋面活荷载考虑设计使用年限的调整系数应按下表采用。下表采用。2 对雪荷载和风荷载,应取重现期为设计使用年限。对雪荷载和风荷载,应取重现期为设计使用年限。第四节第四节 结构概率可
29、靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式 SGjk按第按第j个永久荷载标准值个永久荷载标准值Gjk 计算的荷载效应计算的荷载效应值;值;SQik按第按第i个可变荷载标准值个可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值,计算的荷载效应值,其中其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者;为诸可变荷载效应中起控制作用者;ci 第第i个可变荷载个可变荷载Qi 的组合值系数,其值不应大的组合值系数,其值不应大于于1.0,具体见荷载规范;,具体见荷载规范;m参与组合的永久荷载数;参与组合的永久荷载数;n参与组合的可变荷载数。参与组合的可变荷载数。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度
30、设计的实用表达式R()结构构件的抗力函数;结构构件的抗力函数;R 结结构构构构件件抗抗力力的的分分项项系系数数,应应注注意意,R不不能能直直接接用用于于设设计计,需需要要将将其其转转化化为为材材料料性性能能的的分分项项系系数数 f来来表表达达,具体见各类结构设计规范的规定;具体见各类结构设计规范的规定;fk 材料性能的标准值;材料性能的标准值;ak 几几何何参参数数的的标标准准值值,当当其其变变异异性性对对结结构构性性能能有有明显影响时,可另增减一个附加值明显影响时,可另增减一个附加值 a,以考虑其不利影响。,以考虑其不利影响。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实
31、用表达式u公路公路统一标准统一标准:路面结构采用下式路面结构采用下式式中式中 0 结构重要性系数,对于公路桥梁,安全等级为一结构重要性系数,对于公路桥梁,安全等级为一级、二级和三级时,分别取级、二级和三级时,分别取1.1、1.0和和0.9;s 作用效应计算模式不定性系数,作用效应计算模式不定性系数,如已在作用分项如已在作用分项系数中体现,可取系数中体现,可取 s=1.0;第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式 R 结构或结构构件抗力计算模式不定性结构或结构构件抗力计算模式不定性系数,系数,如已如已在抗力分项系数中体现,可取在抗力分项系数中体现,可取 R=1.
32、0;Gi 第第i个永久作用的分项系数,对于恒荷载(结构个永久作用的分项系数,对于恒荷载(结构及附加物自重),取及附加物自重),取1.2;当其效应对结构承载能力有利时,;当其效应对结构承载能力有利时,应取不大于应取不大于1.0;Q1 汽车荷载分项系数,对于公路桥梁,根据作用效汽车荷载分项系数,对于公路桥梁,根据作用效应的组合情况取应的组合情况取1.4或或1.1;Qj 除汽车荷载外第除汽车荷载外第j个其他可变作用的分项系数;个其他可变作用的分项系数;SGik第第i个永久作用标准值的效应;个永久作用标准值的效应;第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式SQ1k含有冲
33、击系数的汽车荷载标准值的效应;含有冲击系数的汽车荷载标准值的效应;SQjk除汽车荷载外第除汽车荷载外第j个其他可变作用标准值的效应;个其他可变作用标准值的效应;c 除汽车荷载外其他可变作用效应的组合系数;除汽车荷载外其他可变作用效应的组合系数;f 结结构材料、岩土性能的分构材料、岩土性能的分项项系数;系数;fk 材料、岩石性能的标准值;材料、岩石性能的标准值;ak 结构或结构构件几何参数的标准值;结构或结构构件几何参数的标准值;SQik路面结构第路面结构第i个可变荷载标准值的效应;个可变荷载标准值的效应;r 路面结构的可靠度系数。路面结构的可靠度系数。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达
34、式结构概率可靠度设计的实用表达式(2)偶然组合)偶然组合1 用于承载能力极限状态计算的效应设计值,应按下式进用于承载能力极限状态计算的效应设计值,应按下式进行计算:行计算:荷载偶然组合的荷载偶然组合的效效应应设计值设计值Sd 可按下列规定采用:可按下列规定采用:第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式式中:式中:SAd按偶然荷载标准值按偶然荷载标准值Ad计算的荷载效应值;计算的荷载效应值;f1第第1个可变荷载的频遇值系数;个可变荷载的频遇值系数;qi 第第i个可变荷载的准永久值系数。个可变荷载的准永久值系数。u建筑建筑荷载规范荷载规范:2 用用于偶然事件发生后
35、受损结构整体稳固性验算的效应于偶然事件发生后受损结构整体稳固性验算的效应设计值,应按下式进行计算:设计值,应按下式进行计算:第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式 注:组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。注:组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况。(二)正常使用极限状态设计表达式(二)正常使用极限状态设计表达式u建筑建筑荷载规范荷载规范:应应根根据据不不同同的的设设计计要要求求,分分别别采采用用荷荷载载效效应应的的标标准准组组合合、频频遇遇组组合合和和准准永永久久组组合合进进行行设设计计,使使变变形形、裂裂缝缝等等荷荷载载效效应的设计
36、值应的设计值Sd不超过规定限值不超过规定限值C,即,即第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式标准组合(短期效应组合)标准组合(短期效应组合)频遇组合频遇组合准永久组合(长期效应组合)准永久组合(长期效应组合)式中式中 f1 在频遇组合中起控制作用的一个可变荷载频遇在频遇组合中起控制作用的一个可变荷载频遇值系数;值系数;qi 第第i个可变荷载的准永久值系数。个可变荷载的准永久值系数。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式u公路公路统一标准统一标准:应根据不同的设计要求,采用以下两种效应组合进行验算。应根据不同的设计要求,采用以下两种效应组合进行验算。短期效应组合短期效应组合式中式中 Ssd作用短期效应组合设计值;作用短期效应组合设计值;1i第第i个可变作用的频遇值系数。个可变作用的频遇值系数。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式长期效应组合长期效应组合式中式中 Sld作用长期效应组合设计值;作用长期效应组合设计值;2i第第i个可变作用的准永久值系数。个可变作用的准永久值系数。第四节第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式结构概率可靠度设计的实用表达式