概述结构设计规范可靠度设计方法
摘要:结构规范的可靠度可以理解为结构或是构建在允许的时间范围内,在条件范围内完成预先指定目标的成功率。而结构可靠度属于从数学角度出发,对这一成功率在不同条件影响下完成结果的定量表达。虽然是定量表达,但是与其它定量表达理论不同的是,结构可靠度定量表达的只是概率,并非固定的数量值,因此依旧存在波动性和不确定性。基于结构可靠度值的不确定性,当代概率论被引进到结构可靠度理论基础之中,并发挥了关键性的作用。
关键词:建筑结构;可靠度;设计;研究
随着我国基础建设的加快,建筑行业蓬勃发展,由此带来的行业内部发展良莠不齐的现象,需要用完善的专业评价体系去约束和保障工程质量,我国目前对结构可靠度的应用已经初具规模,其应用领域涉及设备的检验、耐久性分析、结构抵抗灾害性气象能力、建筑行业相关规程的制定以及设备缺陷诊断等,几乎涵盖了与建筑相关的所有领域。在现阶段,对建筑结构设计可靠度理论的深入研究具有重要意义。
一、建筑结构设计可靠度理论
建筑结构是由钢、木、砖石、混凝土及钢筋混凝土等建造的各种建筑物和构筑物。建筑物的安全性能关系着经济、社会发展,更关系着人身安全。特别是一些具有时代文化特征的重要建筑物,其安全性能更显得尤为重要。在土木工程领域,结构可靠度的分析计算受到荷载作用、环境作用、材料内部作用以及可能出现的超重荷载等诸多因素影响制约,无法科学地协调结构安全、适用经济等各项指标之间的矛盾,使它们达到合理的平衡。故建筑结构可靠度的研究显得尤为重要。近年来,可靠度理论日渐完善,计算方法也多种多样。选择合理的计算方法(中心点法、验算点法、Monte Carlo Method),也能使建筑结构可靠度的计算或者设计更精确。当前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、构件可靠度设计理论
以荷载和抵抗力的随机统计和数据建模进行分析,构件可靠度设计理论的函数为一组随机变量的统计函数,表达式为:
Z=g(X1,X2,X3,⋅⋅⋅Xn) (1)
其中Xi (i=1,2,3,…,n)是荷载、抵抗力或与之相关的其它随机变量。功能函数能够直观的表达出构件的安全范围、极限位置和失效范围,这三种状态分别对应Z > 0,Z = 0,Z 0和Z [Ps ](i =1, 2,⋅⋅⋅,m) ,并且Pss>[Pss ] ,式中Pss=1-Psf,是结构的体系可靠度;[Pss]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:一是结构的实效模式过多,想要详尽的罗列太多困难,二是各结构之间存在相互影响,在计算过程中难以进行定量的关
概述结构设计规范可靠度设计方法
摘要:结构规范的可靠度可以理解为结构或是构建在允许的时间范围内,在条件范围内完成预先指定目标的成功率。而结构可靠度属于从数学角度出发,对这一成功率在不同条件影响下完成结果的定量表达。虽然是定量表达,但是与其它定量表达理论不同的是,结构可靠度定量表达的只是概率,并非固定的数量值,因此依旧存在波动性和不确定性。基于结构可靠度值的不确定性,当代概率论被引进到结构可靠度理论基础之中,并发挥了关键性的作用。
关键词:建筑结构;可靠度;设计;研究
随着我国基础建设的加快,建筑行业蓬勃发展,由此带来的行业内部发展良莠不齐的现象,需要用完善的专业评价体系去约束和保障工程质量,我国目前对结构可靠度的应用已经初具规模,其应用领域涉及设备的检验、耐久性分析、结构抵抗灾害性气象能力、建筑行业相关规程的制定以及设备缺陷诊断等,几乎涵盖了与建筑相关的所有领域。在现阶段,对建筑结构设计可靠度理论的深入研究具有重要意义。
一、建筑结构设计可靠度理论
建筑结构是由钢、木、砖石、混凝土及钢筋混凝土等建造的各种建筑物和构筑物。建筑物的安全性能关系着经济、社会发展,更关系着人身安全。特别是一些具有时代文化特征的重要建筑物,其安全性能更显得尤为重要。在土木工程领域,结构可靠度的分析计算受到荷载作用、环境作用、材料内部作用以及可能出现的超重荷载等诸多因素影响制约,无法科学地协调结构安全、适用经济等各项指标之间的矛盾,使它们达到合理的平衡。故建筑结构可靠度的研究显得尤为重要。近年来,可靠度理论日渐完善,计算方法也多种多样。选择合理的计算方法(中心点法、验算点法、Monte Carlo Method),也能使建筑结构可靠度的计算或者设计更精确。当前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、构件可靠度设计理论
以荷载和抵抗力的随机统计和数据建模进行分析,构件可靠度设计理论的函数为一组随机变量的统计函数,表达式为:
Z=g(X1,X2,X3,⋅⋅⋅Xn) (1)
其中Xi (i=1,2,3,…,n)是荷载、抵抗力或与之相关的其它随机变量。功能函数能够直观的表达出构件的安全范围、极限位置和失效范围,这三种状态分别对应Z > 0,Z = 0,Z 0和Z [Ps ](i =1, 2,⋅⋅⋅,m) ,并且Pss>[Pss ] ,式中Pss=1-Psf,是结构的体系可靠度;[Pss]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:一是结构的实效模式过多,想要详尽的罗列太多困难,二是各结构之间存在相互影响,在计算过程中难以进行定量的关