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荷载与结构设计方法 第十章 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 第一节 土木工程结构设计方法的演变发展 第二节 结构设计的目标和原则 第三节 结构概率可靠度直接设计法 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 第一节 土木工程结构设计方法的演变发展 即 （1）安全系数还与R和S的变异性有关，由于设计条件存在很大差异，R和S的变异性很大，需要采用不同的安全系数，这给设计带来不便； 该方法不足之处： （2）当S由多个荷载引起时，单一安全系数无法反映各种荷载不同的统计特征。 比较得 第四节 结构概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，以分项系数表达的设计式为 或 式中 g0Si、 g0R——与效应Si及抗力R均值对应的分项系数； gSi、 gR——与效应Si及抗力R标准值对应的分项系数。 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 分项系数如何确定？ 设功能函数为 则分项系数设计表达式为 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 验算点坐标应满足 式中 令?i =cosqXi，得出各分项系数如下 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 （1）能反映影响结构可靠度的各种因素，对不同的荷载效应，采用不同的荷载分项系数，对抗力分项系数也可采用不同的数值； 该方法的优点： （2）在分项系数确定的情况下，能取得与目标可靠指标较好的一致性结果。 第四节 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： 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 荷载效应组合值S应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合。 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 （a） （1）基本组合 建筑《荷载规范》： 按下列极限状态设计表达式中的最不利值确定： （b） 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 可变荷载控制 永久荷载控制 式中 ?0 ——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100年及以上、50年、5年的结构构件，分别不应小于1.1、1.0、0.9；对设计使用年限为25年的结构构件，各类材料结构设计规范根据各自情况而定； ?Gj ——第j个永久荷载的分项系数，当其效应对结构构件不利时，对式（a）取1.2，对式（b）取1.35；当其效应对结构构件有利时，不应大于1.0； ?Qi——第i个可变荷载的分项系数，其中?Q1为主导可变荷载Q1的分项系数。当其效应对结构构件不利时，一般情况下取1.4，对标准值大于4 kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载，应取1.3； 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 ?Li——第i 个可变荷载考虑设计使用年限的调整系数，其中?L1为主导可变荷载Ql 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: 1 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。 2 对雪荷载和风荷载，应取重现期为设计使用年限。 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 SGjk——按第j个永久荷载标准值Gjk 计算的荷载效应值； SQik——按第i个可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中SQ1k为诸可变荷载效应中起控制作用者； ?ci ——第i个可变荷载Qi 的组合值系数，其值不应大于1.0，具体见《荷载规范》； m——参与组合的永久荷载数； n——参与组合的可变荷载数。 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 R（?）——结构构件的抗力函数； ?R ——结构构件抗力的分项系数，应注意，?R不能直接用于设计，需要将其转化为材料性能的分项系数?f来表达，具体见各类结构设计规范的规定； fk ——材料性能的标准值； ak ——几何参数的标准值，当其变异性对结构性能有明显影响时，可另增减一个附加值?a，以考虑其不利影响。 第四节 结构概率可靠度设计的实用表达式 公路《统一标准》： 路面结构采用下式 式中 ?0 ——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1.1、1.0和0.9； ?s ——作用效应计算模式不定性系数，如已在作用分项系数中体现，可取?s=1.0； 第四节 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系数，如已在抗力分项系数中体现，可取?R=1.0；