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第10章 结构概率可靠度设计法 第一节 结构设计目标 一、建筑结构的安全等级 二、结构设计可靠指标 第二节 结构概率可靠度的直接设计法 第三节 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 二、分项系数设计表达式 三、规范设计表达式 第一节 结构设计目标 一、建筑结构的安全等级 -- 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。 ? 对其中部分结构构件的安全等级可进行调整，但不得低于三级。 ? 确定[?]考虑的因素： ① 公众心理--对危险率的心理承受力 事故类比法 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 经济优化法 ⑤ 不同的极限状态-承载能力极限状态下的目标可靠指标应高于正常使用极限状态下的目标可靠指标。 ① 事故类比法（公众心理） 赛车是危险的；飞机是安全的；电击雷击几乎不可能的 可接受危险率：胆大的人： 10-3/年；谨慎的人： 10-4/年； 10-5/年 一般人都不考虑其危险性 对工程结构，年失效概率10-4/年 较安全； 10-5/年 安全； 10-6/年 很安全 在设计基准期50年内，p f 5?10-3 结构较安全 p f 5?10-4 结构安全 p f 5?10-5 结构很安全 → ?=2.5-4.0 （P140表9-1） ② 经济优化法 结构目标可靠度水准：应综合考虑，平衡结构失效后果或损失与采 取措施降低失效概率所需费用，力求降低结构在其寿命期的总费用 Cfot=Cb+Cm+PfCf Cb：房屋成本；Cm：预期维护和拆除费用；Cf：失效费用； Pf：寿命期失效概率 ③ 经验校准法 采用本书可靠度分析方法对原结构设计规范(我国的七四系列结构设计规范)进行反演分析，以确定原结构设计规范隐含的可靠度水准。以此为基础，综合考虑确定目标可靠度水准. ?经验校准法提出的基本背景: 事故类比法以及经济优化法尚存在相当困难（计算失效概率与结构实际失效概率存在较大差异，后者相当多是人的过失造成的） ?经验校准法得以成立的基础: 1）已有工程实践失效概率极小，可靠度总体是合理的、可接受的.2）新旧规范继承性，不能太脱节 ? 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） ? 《公路工程结构可靠度设计统一标准》(GB/T50283—1999) ? 结构构件正常使用极限状态的可靠度指标，根据其作用效应的可逆程度宜取0-1.5，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（裂缝，渗漏） 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（变形，振动） 第二节 结构概率可靠度的直接设计法 第三节 结构概率可靠度设计的实用表达式 三、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 ? 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1.1，即?0 ? 1.1 ? 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1.0，即?0 ? 1.0 ? 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0.9，即?0 ? 0.9 ? 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 ? 1.1 、 1.0、 0.9 (2) 偶然组合 ? 指一种偶然作用与其他可变荷载相组合 ? 从安全与经济两方面考虑，偶然组合验算结构的承载力时，所采用的可靠指标允许比基本组合有所降低 ( 偶然作