§10.1结构设计的目标 二、目标可靠指标 1956 为了使结构设计既安全又经济合理,因此必须确定一个公众所能接受的 建筑结构的失效概率或可靠指标,这个失效概率或可靠指标就称为目标失效 概率(允许失效概率)或目标可靠指标(允许可靠指标),它代表了设计所要预 期达到的结构可靠度,是预先给定作为结构设计依据的可靠指标。 建筑结构或构件在设计基准期内,在规定的条件下,不能完成预定功能 的概率P低于目标失效概率(允许失效概率)[P],则有: P≤[P] (10-1) 式中,P 一一失效概率; [P]一一目标失效概率(允许失效概率)。 由于可靠指标与失效概率是一一对应的关系,则有: B≥[B] (10-2) 式中,B一一可靠指标; [B]一一目标可靠指标(允许可靠指标)。 目前可靠指标与工程造价、使用维护费用以及投资风险、工程破坏后果 等有关。如目标可靠指标定得较高,则相应的工程造价增大,而维修费用降 低,风险损失减小;反之,目标可靠指标定得较低,工程造价降低,但维修 费用及风险损失就会提高。因此,结构设计的目标可靠指标应综合考虑社会 公众对事接受程度、可能的投资水平、结构重要性、结构破坏性质及其 失效后果等因素,方法确定
7 §10.1 结构设计的目标 二、目标可靠指标 为了使结构设计既安全又经济合理,因此必须确定一个公众所能接受的 建筑结构的失效概率或可靠指标,这个失效概率或可靠指标就称为目标失效 概率(允许失效概率)或目标可靠指标(允许可靠指标),它代表了设计所要预 期达到的结构可靠度,是预先给定作为结构设计依据的可靠指标。 建筑结构或构件在设计基准期内,在规定的条件下,不能完成预定功能 的概率P低于目标失效概率(允许失效概率)[P],则有: P≤[P ] (10-1) 式中,P ——失效概率; [P]——目标失效概率(允许失效概率)。 由于可靠指标与失效概率是一一对应的关系,则有: β≥[β] (10-2) 式中,β——可靠指标; [β]——目标可靠指标(允许可靠指标)。 目前可靠指标与工程造价、使用维护费用以及投资风险、工程破坏后果 等有关。如目标可靠指标定得较高,则相应的工程造价增大,而维修费用降 低,风险损失减小;反之,目标可靠指标定得较低,工程造价降低,但维修 费用及风险损失就会提高。因此,结构设计的目标可靠指标应综合考虑社会 公众对事故的接受程度、可能的投资水平、结构重要性、结构破坏性质及其 失效后果等因素,以优化方法确定
§10.1结构设计的目标 1950 目标可靠指标[β]的确定应遵循下面几个原侧。 (1)建立在对原规范类比法或校准的基础上,运用近似概率法对原有各 类结构设计规范所设计的各种构件进行分析,反算出原规范在各种情况下相 应的可靠指标B。然后,在统计分析的基础上,针对不同情况作适当调整, 确定合理且统一的目标可靠指标[B]。 (2)[B]与结构安全等级有关。安全等级要求愈高,目标可靠指标就应 该愈大。 (3)[B]与结构破坏性质有关。延性破坏结构的目标可靠指标可稍低于 脆性破坏结构的目标可靠指标。因为延性破坏的构件在破坏前有明显的预兆: 如构件的裂缝过宽,变形较大等,破坏过程较缓慢。属于延性破坏的有钢筋 混凝土受拉、受弯等构件,而脆性破坏则带有突发的性质。构件在破坏前无 明显的预兆,一旦破坏,其承载力急剧降低甚至断裂,例如轴心受压、受剪、 受扭等构件。 (4)[B]与不同的极限状态有关。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。因为承载能力极限状态是关系 到结构构件是否安全的根本问题,而正常使用极限状态的验算则是在满足承 载能力股限态的前提下进行的,只影响到结构构件的正常适用性。 8
8 §10.1 结构设计的目标 目标可靠指标[β]的确定应遵循下面几个原则。 (1) 建立在对原规范类比法或校准的基础上,运用近似概率法对原有各 类结构设计规范所设计的各种构件进行分析,反算出原规范在各种情况下相 应的可靠指标 β。然后,在统计分析的基础上,针对不同情况作适当调整, 确定合理且统一的目标可靠指标[β]。 (2) [β]与结构安全等级有关。安全等级要求愈高,目标可靠指标就应 该愈大。 (3) [β]与结构破坏性质有关。延性破坏结构的目标可靠指标可稍低于 脆性破坏结构的目标可靠指标。因为延性破坏的构件在破坏前有明显的预兆, 如构件的裂缝过宽,变形较大等,破坏过程较缓慢。属于延性破坏的有钢筋 混凝土受拉、受弯等构件,而脆性破坏则带有突发的性质。构件在破坏前无 明显的预兆,一旦破坏,其承载力急剧降低甚至断裂,例如轴心受压、受剪、 受扭等构件。 (4) [β]与不同的极限状态有关。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。因为承载能力极限状态是关系 到结构构件是否安全的根本问题,而正常使用极限状态的验算则是在满足承 载能力极限状态的前提下进行的,只影响到结构构件的正常适用性
§10.1结构设计的目标 1958 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068一2001)和《公路工程结构 可靠度设计统一标准》(GB/T50283一1999)根据结构的安全等级和破坏类型, 在“校准法”的基础上,规定了承载能力极限状态设计时的目标可靠指标[β] 值,如表10-4、表10-5和表10-6所示。表中规定的[B]值是各类材料结构设 计规范应采用的最低[B]值。 表10-4建筑结构承载能力极限状态的目标可靠指标[B]值 安全等级 破坏类型 一级 二级 三级 延性破坏 3.7 3.2 2.7 脆性破坏 42 3.7 3.2 表10-5 公路桥梁结构承载能力极限状态的目标可靠指标[B]值 安全等级 破坏类型 一级 二级 三级 延性破坏 4.7 4.2 3.7 脆性破坏 5.2 4.7 4.2 表10-6公路路面结构的目标可靠指标[β]值 安全等级 一级 二级 三级 目标可靠指标 1.64 1.28 1.04 9
9 §10.1 结构设计的目标 《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068—2001)和《公路工程结构 可靠度设计统一标准》(GB/T50283—1999)根据结构的安全等级和破坏类型, 在“校准法”的基础上,规定了承载能力极限状态设计时的目标可靠指标[β] 值,如表10-4、表10-5和表10-6所示。表中规定的[β]值是各类材料结构设 计规范应采用的最低[β]值。 破坏类型 安全等级 一级 二级 三级 延性破坏 3.7 3.2 2.7 脆性破坏 4.2 3.7 3.2 表10-5 公路桥梁结构承载能力极限状态的目标可靠指标[β]值 破坏类型 安全等级 一级 二级 三级 延性破坏 4.7 4.2 3.7 脆性破坏 5.2 4.7 4.2 表10-6 公路路面结构的目标可靠指标[β]值 安全等级 一级 二级 三级 目标可靠指标 1.64 1.28 1.04 表10-4 建筑结构承载能力极限状态的目标可靠指标[β]值