《建筑设计统一藤蔓标准》.docVIP

PAGE 1 PAGE 4 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001 我国建筑结构设计方法的演变过程 结构计算的目的在于保证所设计的结构和构件在施工和正常使用过程中能满足规定的功能，因此，结构设计准则应表述为结构由各种荷载所产生的效应（内力和变形）不大于结构（包括连接）由材料性能和几何因素等所决定的抗力或规定限值。假如影响结构功能的各种因素（如荷载大小、材料强度的高低、截面尺寸、计算模式、施工质量等）都是确定性的，则按上述准则进行结构设计计算是很容易的。但实际上上述影响结构功能的诸因素都具有不确定性，是随机变量，因此可能出现荷载效应大于结构抗力的情况，结构不可能百分之百地可靠，而只能对其作出一定的概率保证。在设计中如何对待上述问题就出现了不同的设计方法。 1．定值法 将影响结构设计的诸因素取为定值，用一个经验判定的安全系数来考虑设计诸因素变异的影响，包括容许应力法和最大荷载法。 定值法设计简单，但不能从定量上度量结构的可靠度，更不能使各类结构的可靠度达到同一水准。 定值法易引起概念混淆，使一些设计人员误以为采用了某一给定的安全系数，结构就百分之百的可靠，或认为安全系数大结构就更安全，其实不一定，如砌体结构的安全系数最大，但不能说明砌体结构比其它结构更安全。 2．半概率法 我国74规范采用了此设计法 考虑荷载和材料强度的不定性，用概率方法确定它们的取值。根据经验确定分项安全系数，形成一个“大K”，K=K1K2K3、 K1 —— 荷载系数 K2 —— 材料系数 K3 —— 调整系数 3．概率极限状态设计法 1984年颁布《建筑结构设计统一标准》（GBJ—68-84）规定有关建筑结构标准，规范须共同遵守本标准，之后修订的89系列规范均根据《标准》的要求采用了概率极限状态设计法。 二、概率统计的一些基本概念 1、确定性现象与随机事件的概率 确定性现象： 必然事件 （U）——在一定条件下，必然会发生的现象。 不可能事件（V）——在一定条件下，不可能发生的现象。 非确定性现象： 在一定条件下，其可能出现的结果不止一个，至于哪一种结果出现，事先无法确定的现象，亦称随机现象。 表示随机现象各种结果的变量称为随机变量。 随机变量就个体而言取值具有不确定性；但从总体来看取值位于某范围的概率是确定的。 f —— 事件A发生的频率 m —— 事件A发生的次数 n —— 试验的总次数 频率具有稳定性的事件叫做随机事件，频率的稳定值叫做该随机事件发生的概率。 记作P（A）=p 对随机事件A 0≤P（A）≤1 对必然事件U P（U）=1 对不可能事件V P（V）=0 随机现象所表现出的不确定性，是由于它内部有许多无法控制的因素影响着其结果的缘故，而随机事件的概率则揭示了其内在的规律性，因此，它被用作衡量随机事件发生的可能性大小的尺度。 当某一事件的概率和O非常接近时，这个事件在大量次数的试验中出现的频率非常小，这样的事件称为小概率事件，通常可以认为，在一次试验中，小概率事件几乎不会发生。 2．概率分布函数 如果我们把n次试验的立方体试块强度值，按一定的组距（如2N/mm2）排列分组，根据试块强度出现在每一组距内的个数m（频数）或频率（f=m/n），可画出立方体试块强度的频率直分图。（图1）为了消除组距大小的影响，可将竖轴用频率密度（频率/组距）来表示。由于各组频率之和为1，故图中各矩形面积之和为1。如果试验值数目n很大，而组距分得很小，则每组的频率趋于一个稳定值。这时的直方图的形状趋近于一条曲线，这就是频率密度分布曲线f（x）（图2），图中阴影面积代表随机变量X（试件立方体强度≤x（作为自变量的任意立方体强度）的概率，显然，概率（X≤x）是x的一个函数，称为X的分布函数，用F（x）表示，即 频率密度 f(x) 0.15 F(b)-F(a) 0.10 F(x) 0.05 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 Fcu(mpa) x a b 图1 直示图