建设结构可靠度影响因素综述.pdfVIP

第30卷增刊 广西大学学报(自然科学版) V01．30，Sup． of SciEd) 2005年7月 JournalGuangxiUniversity(Nat July，2005 文章编号：100l一7445(2005)增-0160—04 建筑结构可靠度影响因素综述 李欣荣 (中建一局发展有限公司，北京100000) 摘要：简要概述了结构可靠度设计的基础、不确定因素和设计影响因素．初步比较了我国建筑结构设计可靠 度水平与美国等国水平的差异． 关键词：可靠度；建筑结构；影响因素 中图分类号：TU472 文献标识码：A 1 结构设计的可靠度基础 结构的可靠度分析与设计理论，主要是基于构件可靠度设计和体系可靠度设计理论． 1．1结构的构件可靠度设计 基于荷载和抗力随机性的统计分析和模型化，构件的功能函数通常是随机变量的函数，可以表示为 Z—g(X1，X2，…X。) (1) 其中Xi(i一1，2，…，咒)是荷载、抗力或它们的影响因素等随机变量． 功能函数可以方便地刻画构件的安全准则、极限状态和失效准则，它们分别相应于zo、Z—o和 Zo等三种状态．zO和zO满足的概率就是构件相应于函数Z描述的功能的可靠度和失效概率． 结构的可靠度设计就是要在规定的条件下，合理地确定结构形式、构件材料和尺寸，使所有的结构 构件可靠度满足期望的可靠度水平(或称目标可靠度)． Z的构件可靠度P5与可靠指标p有一一对应的关系，p表示为 p=优：／盯。 (2) (2)对于非线性功能函数、非正态随机变量的情况，总可以通过验算点法(或称t，c法)将其与卢对 应起来． 于是，结构的可靠度设计转化为用可靠指标表示的设计表达式：展≥[卢](i一1，2，…，m)式中卢。和 [卢]分别是构件的实际可靠指标和目标可靠指标．目前各国工程结构设计规范都是基于上述构件可靠 度设计理论编制的． 1．2结构的体系可靠度设计 结构设计不仅要满足构件的可靠度要求，更应该满足结构整体(或称体系)的可靠度要求，这是结构 设计发展的必然趋势．结构体系的可靠度分析是以结构的失效模式为基础的，结构的失效模式由若干构 —— H。一—— 件的失效组成，即@={n汐，)，式中汐产：{z，o)，是第歹个构件的失效事件．因此，形成结构失效模式的 l毫l Ⅳ一 失效构件形成一个并联子系统．结构体系的失效概率可以表示为P玎=P{n@)，同时满足结构构件和 是结构的体系可靠度；[P。]是相应的目标可靠度．结构的体系可靠度分析面临两个大的困难：其一是结 收稿日期：2005—04—20；修订日期：2005—05—11 作者简介：李欣荣(1973一)，男．湖南桃江人。中建一局发展有限公司工程师． 万方数据 增刊 李欣荣等：建筑结构可靠度影响因素综述 161 构的失效模式多，有哪些信誉好的足球投注网站困难；其二是各失效模式相关，给可靠度计算带来困难．目前，结构体系可靠度分 析还没有普遍认可的、简便实用的方法．因此，结构体系可靠度还没有象构件可靠度那样全面有效地进 入设计规范，但是，北美的一些规范规定了结构设计要进行主要失效模式、失效路径和冗余度分析和考 虑，这在一定程度上反映了对结构体系可靠度的要求． 2影响结构设计可靠度设计因素 对于只有两个基本变量——荷载效应S和抗力R的构件功能函数： Z—R—S， (3) 其中尺和5是互不相关的正态随机变量． 则构件的可靠指标为