可靠度结构概率可靠度设计法
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-- 结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性
一级、二级、三级
建筑物中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同
对部分结构构件的安全等级可调整,但不得低于三级
安全等级
破坏后果
建筑物类型
一级
很严重
重要的房屋
二级
严重
一般的房屋
三级
不严重
次要的房屋
建筑结构的安全等级
一、结构设计的目标
1、建筑结构的安全等级
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确定[ ]考虑的因素:
① 公众心理→ = ~
对工程结构,在设计基准期内,pf < 510-3 结构较安全
pf < 510-4 结构安全 pf < 510-5 结构很安全
② 结构重要性 — 结构的安全等级(一级、二级、三级)
③ 结构破坏性质 — 脆性结构的[ ]应高于延性结构的[ ]
延性破坏 — 结构构件在破坏前有明显的变形或其他预兆
脆性破坏 — 结构构件在破坏前无明显的变形或其他预兆
④ 社会经济承受力
2、目标可靠指标 [ ]
结构可靠 ——— 最佳平衡点 ——— 经济
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GB50068-2001 规定[ ]值
现有结构构件的可靠度分析(采用“校准法”),并考虑使用经验和经济因素等确定
~ 安全等级(一级、二级、三级)
破坏类型(延性破坏、脆性破坏)
破坏类型
安全等级
一级
二级
三级
延性破坏
脆性破坏
结构构件承载力极限状态的目标可靠指标[ ]
⑤
⑥
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结构构件正常使用极限状态的可靠指标,根据其作用效应的可逆程度宜取0~,可逆程度较高的结构构件取较低值,可逆程度较低的结构构件取较高值
不可逆极限状态 ~ 产生超越状态的作用被移掉后,仍将永久保持超越状态的一种极限状态
可逆极限状态 ~ 产生超越状态的作用被移掉后,将不再保持超越状态的一种极限状态
pf
10-3
10-4
10-4
10--5
可靠指标 与失效概率运算值 pf 的关系
《规范》GB50068以建筑结构安全等级为二级时延性破坏的[ ]值作为基准,
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二、结构概率可靠度的直接设计法
目标可靠指标[ ]
荷载效应Si (i = 1~n)的统计参数(Si、Si)及分布类型
结构抗力R的统计参数,服从对数正态分布
极限状态方程 g(SQ1,SQ2,SQ3,。。。,SQn,R) = 0
验算点法迭代计算
当R、S服从对数正态分布时
结构抗力R 的参数R
重要工程结构采用直接设计法;
大量一般性的结构构件采用间接设计法
当R、S服从正态分布时
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三、结构概率可靠度设计的实用表达式
1、单一系数设计表达式
不利于结构设计
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2、分项系数设计表达式
引入分离系数R、S(当R/S[1/3, 3]时,R = S = )
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◆ 图示分项系数表达法概念
R
S
f (Z)
0
S、R概率密度分布曲线
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3、规范设计表达式
(一)承载能力设计表达式
↓结构重要性系数
0 S R ←结构构件抗力设计值
↑作用效应组合设计值
结构重要性系数 0 —— 第一层次的分项系数
对安全等级为一级或设计使用年限为100年及以上的结构构件,不应小于 ,即0
对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件,不应小于 ,即0
对安全等级为三级或设计使用年限为5年的结构构件,不应小于 ,即0
考虑不同投资主体对建筑结构可靠度的要求可能不同,允许0 、、
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