工程結(jié)構(gòu)可靠度計(jì)算方法

第九章結(jié)構(gòu)可靠度分析內(nèi)容提要第一節(jié)結(jié)構(gòu)可靠度基本概念

一、結(jié)構(gòu)的功能要求二、極限狀態(tài)、極限狀態(tài)方程三、結(jié)構(gòu)的可靠度四、結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)

第二節(jié)結(jié)構(gòu)可靠度分析的實(shí)用方法

一、中心點(diǎn)法二、驗(yàn)算點(diǎn)法

第三節(jié)結(jié)構(gòu)體系的可靠度

一、基本概念二、結(jié)構(gòu)體系可靠度的上下界第一節(jié)結(jié)構(gòu)可靠度基本概念

一、結(jié)構(gòu)的功能要求

結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)應(yīng)滿足下列功能要求：1、在正常施工和正常使用時(shí)，能承受可能出現(xiàn)的各種作用2、在正常使用時(shí)具有良好的工作性能3、在正常維護(hù)下具有足夠的耐久性4、在設(shè)計(jì)規(guī)定的偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，仍能保持必要的整體穩(wěn)定性1項(xiàng)、4項(xiàng)

結(jié)構(gòu)安全性的要求

2項(xiàng)

結(jié)構(gòu)適用性的要求

3項(xiàng)

結(jié)構(gòu)耐久性的要求結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時(shí)間（設(shè)計(jì)使用年限）內(nèi)，在規(guī)定的條件下（正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用），完成預(yù)定功能的能力~結(jié)構(gòu)的可靠性，包括結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性(聯(lián)接)設(shè)計(jì)使用年限(designworkinglife)-設(shè)計(jì)規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)期目的使用的時(shí)期-即房屋結(jié)構(gòu)在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和正常維護(hù)下所應(yīng)達(dá)到的使用年限，如達(dá)不到這個(gè)年限則意味著在設(shè)計(jì)、施工、使用與維修的某一環(huán)節(jié)上出現(xiàn)了非正常情況，應(yīng)查找原因類別設(shè)計(jì)使用年限（年）示例15臨時(shí)性結(jié)構(gòu)225易于替換的結(jié)構(gòu)構(gòu)件350普通房屋和構(gòu)筑物4100紀(jì)念性建筑和特別重要的建筑結(jié)構(gòu)(返回)

GB50068—2001規(guī)定：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限分類設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期(designreferenceperiod)--為確定可變作用及時(shí)間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時(shí)間參數(shù)規(guī)范所采用的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期為50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期不等同于建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)使用年限足夠的耐久性--指結(jié)構(gòu)在規(guī)定的工作環(huán)境中，在預(yù)定時(shí)期內(nèi)，其材料性能的惡化不致導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不可接受的失效概率。從工程概念上講，足夠的耐久性就是指在正常維護(hù)條件下結(jié)構(gòu)能夠正常使用到規(guī)定的設(shè)計(jì)使用年限。整體穩(wěn)定性--指在偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，建筑結(jié)構(gòu)僅產(chǎn)生局部的損壞而不致發(fā)生連續(xù)倒塌(返回)二、革極限時(shí)狀態(tài)堅(jiān)、極倒限狀眨態(tài)方副程“極溫限狀賭態(tài)(l鞋im辛it士s面ta削te咬)”定義整爐個(gè)睛結(jié)筐構(gòu)助或孤結(jié)腎構(gòu)徐的年一鐮部福分櫻超用過匹某很一特定較狀態(tài)(達(dá)到思極限午承載出力；臥失穩(wěn)遭；變?yōu)跣?、間裂縫葉寬度添超過綠某一挨規(guī)定據(jù)限制通等)就議不己能膚滿互足淹設(shè)奏計(jì)腐規(guī)普定婦的改某推一熊功溜能增要倦求活，既此比特腐定末狀哨態(tài)采稱探為該功曠能的善極限固狀態(tài)結(jié)構(gòu)無的極這限狀裳態(tài)結(jié)由構(gòu)珠失窗效際的鼻臨素界患狀網(wǎng)態(tài)“極對(duì)限狀愚態(tài)”破分類承供載擊能暑力男極御限問狀硬態(tài)正汪常耗使考用炊極企限風(fēng)狀骨態(tài)承載巴能力感極限憶狀態(tài)--結(jié)秋構(gòu)盆或闊結(jié)周構(gòu)行構(gòu)圓件田達(dá)宗到麥最瓣大魄承神載休力或不毛適襪于方繼百續(xù)涉承巖載害的艇變平形承錢載拴能莊力航極愛限資狀判態(tài)旱標(biāo)祥志（1）基整襖個(gè)購結(jié)罩構(gòu)掘或俘結(jié)膝構(gòu)晚的諷一煎部閣分報(bào)作必為飛剛倦體憲失諸去暢平荷衡（2）踏結(jié)革構(gòu)符構(gòu)氣件麥或閥連材接老因睡超譽(yù)過辛材肚料巧強(qiáng)攻度宇而鉆破火壞(包括疲歐勞用破根壞)，清或因過券度變陽形而橫不適茂于繼塘續(xù)承叫載（3）結(jié)泊構(gòu)轉(zhuǎn)提變?yōu)闈矙C(jī)動(dòng)池機(jī)構(gòu)（4）結(jié)捉構(gòu)或服結(jié)構(gòu)看構(gòu)件殖喪失臺(tái)穩(wěn)定撞性(5秩)地基功喪失弟承載睜力而女破壞保不證臟結(jié)暗構(gòu)道或愚構(gòu)追件耕的勸安蚊全享性正伸常東使塵用殲極現(xiàn)限輝狀誤態(tài)-結(jié)翅構(gòu)撇或金結(jié)亡構(gòu)使構(gòu)犁件貌達(dá)障到說正姿常旅使嚴(yán)用或耐久候性的胳某項(xiàng)英規(guī)定罩限值正泳常銅使事用簡(jiǎn)極鐵限頑狀途態(tài)隙標(biāo)周志（1）影叫響正起常使是用或直外觀撞的變這形（2）率影交響寺正茂常惕使戴用貧或采耐盈久東性恩的串局嗚部崇破混壞(包括告裂縫)（3）火影陜響寫正為常經(jīng)使擴(kuò)用刪的鐮振這動(dòng)（4）影址響正刊常使密用的狹其它閉特定寶狀態(tài)倉（例砍：滲邊漏、秀腐蝕趕、凍摧害等)保些證縮慧結(jié)漿構(gòu)求或羊構(gòu)燈件饅的音適獎(jiǎng)用物性核、閃耐冠久束性結(jié)構(gòu)重的三鉛種設(shè)典計(jì)狀側(cè)態(tài)（它根虜據(jù)扇結(jié)編構(gòu)也在拾施搜工剛和寨使滔用幼中絕的吊環(huán)謎境賤條械件鉗和話影違響賓）1、持歲久短狀達(dá)況—在結(jié)社構(gòu)使媽用過應(yīng)程中版一定奸出現(xiàn)梨，其持續(xù)膨期很色長(zhǎng)(一禾般描與旅設(shè)春計(jì)逆使恒用近年登限溫為蘆同講一恒數(shù)巖量嚴(yán)級(jí))的氏狀選況必。2、短暫宋狀況—在結(jié)標(biāo)構(gòu)施瓜工和崗使用得過程句中出瞇現(xiàn)概甩率較適大，蒼而與急設(shè)計(jì)駁使用朵年限賤相比倡，持宣續(xù)期違很短盈的狀凡況。湖如施掠工和勢(shì)維修狡等。3、偶然子狀況—在巨結(jié)跑構(gòu)缺使盛用蜻過丹程呀中挺出植現(xiàn)啟概他率都很晝小工，緣瑞且聞持肉續(xù)間期澤很磁短舅的橋狀梅況循，市如戚火返災(zāi)欠、獎(jiǎng)爆木炸誕、寬撞斤擊頂?shù)萨f。建她筑媽結(jié)返構(gòu)疼的更三天種化設(shè)縱計(jì)朝狀航?jīng)r囑應(yīng)帆分棟別眾進(jìn)粥行紹承近載說力榮極余限釣狀戶態(tài)棕設(shè)領(lǐng)計(jì)1、咽對(duì)貼三垃種榮狀尤況我，均應(yīng)禿進(jìn)籮行描承紛載遍力寶極住限脆狀田態(tài)態(tài)設(shè)忘計(jì)2、揪對(duì)敏持波久異狀墻況疾，尚應(yīng)務(wù)進(jìn)減行構(gòu)正饞常議使課用劫極軟限魂?duì)畲u態(tài)卵設(shè)禾計(jì)3、對(duì)灑短暫射狀況壁，可麻根乞據(jù)姓需馳要進(jìn)港行躁正枝常爹使晴用胞極正限躍狀裝態(tài)囑設(shè)仙計(jì)極牌限諸狀筆態(tài)越方吹程基方本剛變留量:作綁用嘉效悠應(yīng)S、結(jié)構(gòu)雖抗力R經(jīng)-予-隨初機(jī)襯變亦量結(jié)云構(gòu)冠的態(tài)功申能懷函從數(shù)Z采=羊g(R,肆S)伙=R-體S極似限且狀仁態(tài)僑方法程Z=網(wǎng)g(R衣,斗S波)展=身R投-丘S=0SRZ=叢R-粒S=0Z>0可鮮靠盞區(qū)Z<0失禿效冤區(qū)0三、招結(jié)構(gòu)響的可犯靠度定義-握-結(jié)鬼構(gòu)蟲在城規(guī)熟定桑時(shí)惰間齒內(nèi)課，嘩在之規(guī)場(chǎng)定繳條祖件齊下湊完棄成鵝預(yù)忌定偵功磨能交的概趕率結(jié)構(gòu)衡可靠編性的叛概率幼度量結(jié)眨構(gòu)架可俊靠爸度惹是危以爸正部常錦設(shè)殘計(jì)僅、頃正蜻常猴施堅(jiān)工么、沸正暴常部使丸用惹為仍條即件乳的設(shè)，顛不搖考甚慮戴人輔為斗過蚊失低的勉影徑響懂。人為征過失都應(yīng)通本過其反他措濫施予腰以避縣免。結(jié)總構(gòu)傳可時(shí)靠絹度那的盤度歉量結(jié)構(gòu)懂可靠費(fèi)度滿混足：Z>鳴0具晶有凳相最當(dāng)遮大拐的耐概印率或Z<央0具符有爆相盛當(dāng)捎小就的黎概派率結(jié)亮構(gòu)異完厲成壤預(yù)遭定休功避能稼的閘概霜率Ps=P(Z0)--可靠毛概率結(jié)構(gòu)環(huán)不能妥完成噴預(yù)定割功能稿的概期率Pf=P(Z<0絨)--失練效閣概再率Ps+Pf=桌1→Pf=1徹-Ps采用失效倉概率Pf來百度蓋量肺結(jié)旋構(gòu)底的恢可綁靠伸度四嫌、擱結(jié)丸構(gòu)扁可垃靠琴指晶標(biāo)若R~呈N(R,R)，S~腎N(S,S)，且R、S相葵互圾獨(dú)貴立Z俱=船R賽-汪S桶~然N(z,z)，z=R-S，2z=2R+2S可行用羅結(jié)液構(gòu)襯可帶靠槽指事標(biāo)來度元量結(jié)漢構(gòu)的鼓可靠慈性↓Ps+Pf=肥1=z/zPfPs↑Pf=1律-()結(jié)色構(gòu)丹可閱靠筐指未標(biāo)第二浙節(jié)結(jié)構(gòu)識(shí)可靠菜度分穗析的映實(shí)用蘆方法中心妻點(diǎn)法~只適罩用于書基本鞏變量狗為正身態(tài)分社布、親功能遭函數(shù)返為線猾性的誦情況一、企中心序點(diǎn)法根鐵據(jù)醉概津率理論秤中衡心換極敲限釋定戀理蹄，駛當(dāng)n，Z近似管服從軟正態(tài)瘡分布=z/zPf=1往-()驗(yàn)量算瓣點(diǎn)鬼法較（JC騎SS建議柜）~能醋夠近考都慮譽(yù)非議正姐態(tài)夜基唐本勒變定量厭、邀非刃線溜性緊極腹限簡(jiǎn)狀具態(tài)盯方爐程=z/zPf=1遵-飲()將Z在各混變量浪的均粗值點(diǎn)墻處展眾開成泰鍛勒躬級(jí)脾數(shù)，呀并安取蘋線芝性綱項(xiàng)二、盤驗(yàn)算兆點(diǎn)法（章以塵兩烤個(gè)號(hào)正賤態(tài)照基盤本兆變色量R、S情況掉為例窮）多個(gè)蝴正態(tài)唐基本泄變量擊情況——自醫(yī)學(xué)多非個(gè)揪非喝正美態(tài)雀基氣本籃變殿量關(guān)情怨況——自棒學(xué)將映一股般正態(tài)燃分布N（,）標(biāo)鑒準(zhǔn)外正塵態(tài)頸分貌布N（0，1）坐標(biāo)男變換極喉限夕狀矩態(tài)版方建程束：極映限衫狀佛態(tài)格方男程肚：驗(yàn)算撥點(diǎn)第欠四畢節(jié)題結(jié)遇構(gòu)誓體妖系閉的凝可英靠羅度結(jié)構(gòu)費(fèi)構(gòu)件(包括惹連接棉）的盼可靠葵度結(jié)襯構(gòu)鹿體稿系矛可讓靠土度?一、古基本料概念1、結(jié)弟構(gòu)構(gòu)擋件的混失效鼠性質(zhì)（根肅據(jù)其姥材料扎和受豪力性肌質(zhì)不丹同）脆扶性巧構(gòu)者件-渾-一旦豎失效刺立即截完全澤喪失哄功能媽的構(gòu)兆件延性鎮(zhèn)構(gòu)件-割-失效逝后仍僚能維似持原徹有功預(yù)能的慰構(gòu)件構(gòu)騰件傍失叉效耽性發(fā)質(zhì)冊(cè)的魯不刻同堆，輛對(duì)賽結(jié)閣構(gòu)槐體觀系傍可抽靠壤度丘的叛影器響勻不罵同2、后結(jié)扣構(gòu)跟體帖系窗的徑失屋效右模說型組成紀(jì)結(jié)構(gòu)勁的方拆式（墾靜定礦、超盜靜定勝）構(gòu)件茶失效權(quán)性質(zhì)栗（脆孔性、喉延性切）串聯(lián)叉模型添、并好聯(lián)模仗型、眼串-并蘭聯(lián)呼模薄型（1）扣串拍聯(lián)宮模棒型若襲結(jié)弓構(gòu)戶中碰任暈一捆構(gòu)迎件取失汪效蓋，瞎則逢整底個(gè)絲式結(jié)途構(gòu)王也譽(yù)失習(xí)效蠢，斬這縫類綠結(jié)孤構(gòu)味系談統(tǒng)~串抵聯(lián)礙模歲型所有昆靜定亭結(jié)構(gòu)的罰失笨效棉分籠析~串聯(lián)珠模型由脆存性構(gòu)著件做肅成的遷超靜嗓定結(jié)劃構(gòu)的失州效分網(wǎng)析~串刺聯(lián)寶模逢型PPPSS桁期架惕桿偶件~若構(gòu)俱件中男有一遺個(gè)或盜一個(gè)鵲以上促的構(gòu)釀件失講效，甩剩余狂的構(gòu)里件或?yàn)E失效詞的延縮慧性構(gòu)射件，墊仍能盯維持基整體蠅結(jié)構(gòu)放的功祥能排架蔬柱所有瘡超靜棚定結(jié)乎構(gòu)的重失效估分析~并壩聯(lián)天模賤型（2）并語聯(lián)模仙型(屢3階)串—并聯(lián)敏模型在筑延怒性教構(gòu)蓮件蔬組素成央的間超鈴靜歌定漲結(jié)鞭構(gòu)寇中鍛，挖若豈結(jié)巡壽構(gòu)束的堪最墨終征失庸效階狀陵態(tài)踏不湊限聲于坦一關(guān)種誤，忍則隸這友類積結(jié)叔構(gòu)動(dòng)系繁統(tǒng)~串-并禾聯(lián)膨模篇型鋼構(gòu)鑰架截面望塑性許鉸元蘋件15234111555244433212451345234由拾脆杯性虧構(gòu)咬件罪組逃成社的朽超丘靜拔定勾結(jié)踐構(gòu)繼并籠聯(lián)貓子俗系意統(tǒng)強(qiáng)可貴簡(jiǎn)欠化變?yōu)槿跻换趥€(gè)薦單基元?串聯(lián)床模型（乞當(dāng)及一殺個(gè)浩元戰(zhàn)件謠發(fā)弟生捉破惹壞塵，殘就寸可撥近權(quán)似健認(rèn)芳為笑整斥個(gè)障結(jié)搖構(gòu)肌破限壞源）二、真結(jié)構(gòu)民體系聲可靠寺度的汪上下堂界同一通結(jié)構(gòu)覽中不熄同構(gòu)綁件的旺失效山有一駁定相粒關(guān)性各失買效形漫態(tài)間神存在眠相關(guān)肢性結(jié)構(gòu)充體系盤可靠課度的偶上、宣下界各跡構(gòu)竿件摸的欄工拐作帶狀日態(tài)Xi、失紅效分狀顆態(tài)Xi、各估構(gòu)課件疤失幻玉效近概裝率Pf欣i結(jié)閣構(gòu)扶系抬統(tǒng)礙失參效字概艇率Pf1、塞串予聯(lián)嬌系笨統(tǒng)