GB50199－94水利水电工程结构可靠度设计统计一标准.pdf

中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中中华人民共和国国家标准 水利水电工程结构可靠度 设计统计一标准 发布实施 国 家 技 术 监 督 局 中华人民共和国建设部 联合发布 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中华人民共和国国家标准 水利水电工程结构可靠度 设计统一标准 主编部门中华人民共和国原能源部 中华人民共和国水利部 批准部门中华人民共和国建设部 施行日期年月日 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 关于发布国家标准水利水电工程结构 可靠度设计统一标准的通知 建标号 根据国家计委计综号文的要求 由原能源部 水 利部会同有关部门共同制订的水利水电工程结构可靠度设计统 一标准已经有关部门会审现批准水利水电工程结构可靠度 设计统一标准为强制性国家标准 自年 月日起施行 本标准由电力部负责管理具体解释等工作由电力部水利水 电规划设计总院负责出版发行由建设部标准定额研究所负责组 织 中华人民共和国建设部 年月日 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 目次 总则 基本符号 结构可靠度 作用和作用效应 材料性能和几何参数 分项系数极限状态设计式 数学符号 极限状态设计原则 一般规定 基本变量 极限状态方程 结构的可靠指标 结构上的作用 作用的分类 作用的随机特性 作用的代表值 作用效应的组合 材料地基围岩性能和几何参数 材料地基围岩性能的随机特性 材料地基围岩性能的标准值 几何参数的随机特性和标准值 结构分析 分项系数极限状态设计方法 质量控制 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录水工建筑物级别 附录随机变量的统计参数和概率分布 附录可靠指标的计算方法和目标可靠指标 附录作用的统计参数和概率分布 附录结构抗力的统计参数和概率分布 附录确定长期组合系数的方法 附录结构系数的计算方法 附录本标准用词说明 附加说明 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 总则 为了统一水利水电工程结构可靠度设计的基本原则和设 计标准使水工建筑物的结构设计符合安全适用经济合理技 术先进的要求制定本标准 本标准是制定各类水工结构设计规范所应共同遵守的准 则各类水工结构设计规范均应按本标准制定相应的规定 水利水电工程的勘测试验施工验收及运行等规范中凡 与结构可靠度有关的规定应与本标准协调一致 本标准适用于各种材料组成的各类水工建筑物的结构及 结构构件和地基在运行施工包括制作运输安装和检修 期的结构设计 本标准采用概率极限状态设计原则 以分项系数极限状态 设计为实用设计方法 级壅水建筑物结构的设计基准期应采用年 其它永 久性建筑物结构应采用年 临时建筑物结构的设计基准期应根 据预定的使用年限及可能滞后的时间确定 特大工程壅水建筑物结构的设计基准期应经专门研究确定 水工结构在设计基准期内应满足下列各项功能要求 在正常施工和正常使用时 能承受可能出现的各种作 用 在正常使用时具有设计规定的工作性能 在正常维护下具有设计规定的耐久性 在出现预定的偶然作用时 主体结构仍能保持必需的稳 定性 水工建筑物的结构安全级别应根据水工建筑物的重要 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 性及其破坏可能产生的后果危及人的生命造成经济损失及产 生社会影响等的严重性对应水工建筑物级别按表划 分为三级水工建筑物级别应按本标准附录的规定划分 水工建筑物结构安全级别表 水工建筑物的结构安全级别水工建筑物级别 对有特殊安全要求的水工建筑物其结构安全级别应经专门 研究确定 结构及结构构件的结构安全级别 可根据其在水工建筑物 中的部位本身破坏对水工建筑物安全影响的大小采用与水工 建筑物的结构安全级别相同或降低一级地基的结构安全级别应 与水工建筑物的结构安全级别相同 为了保证各类水工结构的可靠度水平 在编制各类水工结 构设计规范时应对计算分析细部构造设计材料性能施工 质量运行条件及维护等提出相应的规定 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 基本符号 结构可靠度 编号符号涵义 结构的设计基准期 结构的抗力 结构的作用效应 结构的功能函数 抗力的平均值 抗力的标准差 抗力的变异系数 作用效应的平均值 作用效应的标准差 作用效应的变异系数 结构的可靠概率 结构的失效概率 结构的可靠指标 结构的目标可靠指标 第 种结构的权系数 第 个随机变量包括基本变量和附加变量 随机变量的平均值 随机变量的标准差 随机变量的设计验算点 随机变量的当量正态分布平均值 随机变量的当量正态分布标准差 随机变量的敏度系数 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 作用和作用效应 编号符号涵义 作用 永久作用 可变作用 偶然作用 作用的标准值 作用的设计值 作用的平均值 永久作用的平均值 可变作用的平均值 作用的标准差 作用的变异系数 材料性能和几何参数 编号符号涵义 材料性能的标准值 材料性能的设计值 结构中材料的性能值 试件中材料的性能值 材料性能的平均值 材料性能的标准差 材料性能的变异系数 几何参数 几何参数的标准值 几何参数的平值 几何参数的变异系数 反映结构材料性能与试件性能差别的一个影响 系数 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 分项系数极限状态设计式 编号符号涵义 结构的重要性系数 设计状况系数 偶然作用的代表值 作用的分项系数 材料性能的分项系数 永久作用的分项系数 可变作用的分项系数 结构系数 承载能力极限状态基本组合的结构系数 承载能力极限状态偶然组合的结构系数 正常使用极限状态短期组合的结构系数 正常使用极限状态长期组合的结构系数 永久作用的标准值 可变作用的标准值 长期组合系数 结构的功能限值 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 数学符号 编号符号涵义 标准正态分布函数 标准正态分布的概率密度函数 标准正态分布的反函数 随机变量的概率分布函数 随机变量的概率分布函数的反函数 随机变量的概率密度函数 随机变量的数学期望 随机变量的方差 指数函数 作用效应函数 结构抗力函数 结构功能函数 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 极限状态设计原则 一般规定 水工结构应按承载能力极限状态及正常使用极限状态设 计 水工结构设计应对结构的各种极限状态规定明确的标志 及限值 当结构或结构构件出现下列状态之一时 应认为超过了承 载能力极限状态 整个结构或结构的一部分失去刚体平衡 结构构件因超过材料强度而破坏 包括疲劳破坏或 因过度的塑性变形而不适于继续承载 结构或结构构件丧失弹性稳定 整个结构或结构的一部分转变为机动体系 土石结构或地基围岩产生渗透失稳等 结构或结构构件达到影响正常使用或耐久性的限值 且结 构出现下列状态之一时应认为超过了正常使用极限状态 影响结构正常使用或外观的变形 对运行人员或设备仪表等有不良影响的振动 对结构外形 耐久性以及防渗结构抗渗能力有不良影 响的局部损坏 影响正常使用的其它特定状态 结构按正常使用极限状态设计的功能限值 应由各类水工 结构设计规范根据各种功能要求提出 水工结构的破坏可分为下列两类 其中第二类破坏的结构 的可靠度应高于第一类 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 第一类破坏 非突发性的破坏 破坏前能见到明显征 兆破坏过程缓慢 第二类破坏突发性的破坏破坏前无明显征兆或 结构一旦发生事故难于补救或修复 结构设计时应根据结构在施工安装运行检修不同 时期可能出现的不同作用结构体系和环境条件按以下三种设 计状况设计 持久状况 短暂状况 偶然状况 对三种设计状况均应按承载能力极限状态进行设计 对持 久状况尚应按正常使用极限状态设计对短暂状况可根据需 要按正常使用极限状态设计对偶然状况可不按正常使用极限 状态设计 对于偶然状况应按下列原则进行设计 对主要水工建筑物的主要承载结构 应按作用效应的 偶然组合进行设计 或采取防护措施 使其不致丧失承载能力 对次要水工建筑物及主要水工建筑物的非主要承载 结构允许产生局部破坏但不得影响主要水工建筑物的主要承 载结构的安全 基本变量 在结构可靠度分析时应将作用和材料地基围岩的性 能及结构的几何参数等作为基本变量应将计算模式不定性等作 为附加变量 基本变量及附加变量应作为随机变量 其统计参数和概率 分布模型可按本标准附录确定 在结构可靠度分析时 也可将若干个基本变量和附加变量 组合为一个综合变量 如结构的综合作用效应和结构的综合抗力 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 极限状态方程 结构的功能函数可采用下列表达式 式中结构功能函数 基本变量和附加变量 结构的极限状态应采用下列极限状态方程表达 结构按极限状态设计应符合下式要求 当仅有结构抗力和作用效应两个综合变量时可表达 为 结构的可靠指标 结构的可靠度宜采用可靠指标度量 式中标准正态分布的反函数 结构的失效概率 结构的失效概率按下式计算 结构的可靠概率按下式计算 结构的可靠指标宜根据基本变量和附加变量的平均值 标 准差及概率分布模型按本标准附录中一次二阶矩法进行计 算 当结构极限状态方程只有作用效应和结构抗力两个相 互独立综合变量且均为正态分布时结构的可靠指标可按下式 计算 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式中抗力的平均值 抗力的标准差 作用效应的平均值 作用效应的标准差 对应结构的各种设计状况和极限状态 结构可靠度设计水 平应达到规定的目标可靠指标结构目标可靠指标宜根据对现行 各类水工结构设计规范可靠度校准结果结合对正常设计与施工 的结构的可靠度分析和运行经验经安全与经济的综合分析按本 标准附录确定 对承载能力极限状态 其目标可靠指标应分别按结构安全 级别 设计状况 破坏类型给出 对同一结构安全级别的结构 短 暂设计状况和偶然设计状况的目标可靠指标应低于持久设计状况 的目标可靠指标 对正常使用极限状态 结构的目标可靠指标可根据不同结 构的特点和工程经验确定 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 结构上的作用 作用的分类 结构上的各种作用当在时间上或空间上基本互相独立 每一种作用可作为单独的作用当某些作用相关密切且经常以 它们的不利值同时出现可将它们按一种随机作用考虑 作用按随时间的变异可按下列分类 永久作用 可变作用 偶然作用 水工结构若干作用随时间变异的分类可按本标准附录进 行 作用按空间位置的变异可按下列分类 固定作用 可动作用 作用按对结构引起的反应可按下列分类 静态作用 动态作用 作用的随机特性 结构上的永久作用宜作为随机变量当其变异性不大时 可作为常量 结构上的可变作用是随时间变化的随机过程 可采用可变 作用在设计基准期或年时段内的最大小值作为随机变量 来处理可变作用的概率分布模型可按本标准附录确定 在结构可靠度分析中作用的统计参数和概率分布模型 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 可根据实际观测或试验数据按本标准附录统计方法确定统计 数据应有代表性当统计资料不充分时可结合工程经验综合分 析判断确定 当结构上有些作用是根据多个随机变量用公式计算确定 时其统计参数可采用本标准附录的方法确定或合理规定 作用的代表值 采用分项系数极限状态设计方法时 永久作用和可变作用 的代表值应采用作用的标准值偶然作用的代表值按有关规范确 定 永久作用的标准值 可采用概率分布的较不利的某个分位 值也可以根据传统方法或某种显著特征确定 可变作用的标准值可按年或时段内最大小值概率 分布较不利的某个分位值确定 对那些有传统的取值或有显著特征的以及难以依靠统计资 料按概率分布的分位值确定其标准值的可变作用可采用定义形 式规定其标准值 有明确额定限值的可变作用应规定该额定限值为标准值 作用效应的组合 水工结构设计应根据在不同设计状况下 对可能同时出现 的作用按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行作用 效应的组合并采用各自的不利组合进行设计对相互排斥的作 用不考虑其效应组合 对承载能力极限状态 应按作用效应的基本组合和偶然组 合设计偶然组合中只考虑一个偶然作用 在作用效应基本组合中 对概率极限状态设计 一个主要 可变作用可采用设计基准期的概率分布模型及其参数其它可变 作用应采用年或时段的概率分布模型及其参数 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 对正常使用极限状态 应按相应于持久设计状况的长期组 合和短期组合设计根据需要也可考虑相应于短暂状况的短期组 合 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 材料地基围岩性能和几何参数 材料地基围岩性能的随机特性 材料和地基 围岩的物理力学特性和其它性能 应按有关 标准经试验确定 材料 地基 围岩的各种试件性能宜采用随机变量概率分 布模型描述统计参数和概率分布模型宜采用本标准附录的方 法确定 当确定概率分布模型所需的统计资料不充分时人工材料性 能可采用正态分布岩土材料地基和围岩性能可采用对数正 态分布或其它分布 岩 土材料和地基 围岩试件性能的统计参数与概率分布 模型应按每个工程现场取样或现场试验数据确定当数据较少 时可按照岩土分类并结合其它工程同类试验数据进行统计分 析确定 按试件确定的材料地基围岩的性能应通过换算系数 或函数转换为结构中材料和现场地基围岩的性能结构中材料 和现场地基围岩的性能的不定性应由试件性能的不定性和换 算系数或函数的不定性两部分组成按本标准附录的方法计 算 材料地基围岩性能的标准值 采用分项系数极限状态设计方法时材料地基围岩性 能的标准值应根据符合规定质量的材料试样现场取样现场试 件的试验性能的概率分布的某一分位值确定 人工材料不包括大体积混凝土的强度标准值可采用 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 概率分布的分位值水工结构大体积混凝土的强度和岩基 围岩强度标准值可采用概率分布的分位值岩土材料和土 基强度的标准值可采用概率分布的分位值 材料地基围岩的变形模量泊桑比以及物理性能的标 准值一般可采用概率分布的分位值 设计上有特殊要求时 经 专门论证可按概率分布较不利的分位值确定 水工结构材料和地基 围岩 长期在有害介质或其它不良 环境的影响下 其性能可能恶化时 在确定其标准值时应予折减 几何参数的随机特性和标准值 结构截面及轮廓尺寸等几何参数 可作为随机变量 几何 参数的各种统计参数应根据正常生产情况下结构几何尺寸的测 试数据用数理统计方法确定当测试数据不充分时可根据有 关标准规定的公差经分析判断确定几何参数的概率分布模型 可采用正态分布 当结构几何参数的变异性对结构抗力作用效应及其它性能 影响很小时几何参数可作为常量 结构及结构构件的几何参数的标准值一般可采用设计文 件规定的尺寸 地基 围岩中地质软弱面的几何参数 可根据勘测资料统 计对地质条件判断和工程分析确定其标准值可采用地质建议 值 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 结构分析 结构分析应包括下列内容 确定结构的作用效应 确定结构抗力和其它性能 作用效应和结构抗力应由作用 结构材料性能 几何参数 计算模式等因素通过结构分析确定 结构分析可采用多种计算模式 可靠度分析所采用的极限 状态方程应以有关规范规定的计算模式为基础 结构分析采用的计算模式和基本假定 应能体现结构在极 限状态下的反应以减少计算模式和基本假定引起的不定性 在结构可靠度分析中 作用效应和结构抗力计算模式的不 定性可用附加变量反映其统计参数可通过规范规定的计算模 式的计算结果与较精确计算模式的计算结果或与模型试验原 型试验原型观测等结果相比较经统计分析或根据工程经验综 合判断确定 在分项系数极限状态设计方法中计算模式不定性可在结构 系数中反映 当结构承受可动作用时 应分析其可能的空间位置 选用 对结构最不利的分布图形 整个结构或结构的一部分可用模型试验 原型试验或原型 观测进行分析在采用试验成果时应考虑其不定性 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 分项系数极限状态设计方法 在分项系数极限状态设计式中 应以分项系数和基本变量 的代表值反映功能函数中基本变量的不定性并与规定的目标可 靠指标相联系 分项系数应按下列原则确定 同一种作用 在不同水工结构中宜采用相同的分项系 数 同一种材料性能 在不同水工结构中宜采用相同的分 项系数 应优选一组分项系数 使水工结构设计的计算可靠指 标逼近目标可靠指标 在分项系数极限状态设计式中宜采用下列分项系数 结构重要性系数对应结构安全级别为级 级级的结构或结构构件可分别取 作用分项系数考虑作用对其标准值的不利变异 按下式计算 式中作用的标准值 作用的设计值 材料性能分项系数考虑材料性能对其标准值的不 利变异按下式计算 式中材料性能的标准值 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 材料性能的设计值 设计状况系数反映结构不同设计状况应有不同目 标可靠指标对应持久状况短暂状况偶然状况设计状况系 数应分别取不同数值 结构系数反映作用效应计算模式不定性和抗力计 算模式不定性以及上述分项系数未能反映的其它不定性 承载能力极限状态基本组合应采用下列设计表达式 式中作用效应函数 结构抗力函数 永久作用的标准值 永久作用的分项系数 可变作用的标准值 可变作用的分项系数 几何参数的标准值 承载能力极限状态基本组合的结构系数 承载能力极限状态偶然组合应采用下列设计表达式 式中偶然作用的代表值 可变作用的标准值与偶然作用同时出现的某 些可变作用其标准值也可根据观测资料和工 程经验适当折减 承载能力极限状态偶然组合的结构系数 对正常使用极限状态作用效应的短期组合作用分项系 数材料性能分项系数可采用并可采用下列设计表达式 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式中结构的功能限值 正常使用极限状态短期组合的结构系数 对正常使用极限状态作用效应的长期组合 作用分项系数 材 料性能分项系数可采用可变作用的标准值应乘以小于 的长期组合系数并可采用下列设计表达式 式中正常使用极限状态长期组合的结构系数 长期组合系数按本标准附录的方法确定 作用分项系数可根据作用的概率分布模型 分别按下列公 式计算 正态分布 对数正态分布 极值型分布 式中作用的变异系数 分别为相应于作用的设计值标准值在标准正 态分布上的概率宜在其设计验算点附近选 用 材料地基围岩性能分项系数可根据它们的概率分布 模型分别按下列公式计算 正态分布 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 对数正态分布 式中材料性能的变异系数 分别为相应于材料性能的设计值标准值在标 准正态分布上的概率宜在其设计验算点附 近选用 结构系数应由各类水工结构设计规范根据目标可靠指标 和上述已定的分项系数按本标准附录确定 偶然作用的分项系数可采用在偶然状况下可考虑 偶然作用对结构抗力的影响 当永久作用效应对结构构件的承载能力有利时作用分 项系数应采用小于或等于 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 质 量 控 制 水利水电工程各类规范应明确提出对勘测设计施工 验收及运行的质量标准和要求以保证结构在设计基准期内具有 规定的可靠度 质量控制主要环节应包括下列内容 收集各类反映质量的信息和数据 对收集的信息和数据进行统计分析和判断 根据质量标准作出评价及处理意见 设计质量控制 应通过建立明确的责任制和检查校核制度 予以保证 设计基本资料完备数据可靠 设计采用的基本假定计算模式合理 设计文件 图纸及计算符合有关规范规定 正确无误 结构材料 制品和施工质量的合格质量水平 应根据规定 的目标可靠指标制定质量控制的内容步骤和方法应在有关 生产施工和验收等规范中明确规定 各类结构设计规范和设计文件应明确规定结构的运用条 件和维护要求提出正常运用的标准并应进行监测和检查当 结构使用条件与设计预定条件不符时 应进行专门的验算和分析 论证根据需要还应采取适当的保证措施 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录水工建筑物级别 水利水电工程等别划分 应根据其工程规模 效益和在国 民经济中的重要性按表确定 水利水电工程等别划分表 工 程 等 别 水库 总库容 防洪排涝灌溉供水水力发电 保护城镇 及 工业区 保护农田 面积 排涝面积 灌溉面积 供给城镇 及 矿区 装机容量 一特别重要特别重要 二重要重要 三中等中等 四一般一般 五 注总库容指校核洪水位下的静库容 灌溉面积及排涝面积系指设计面积 挡潮工程的等别参照防洪工程规定在潮灾特别严重地区其工程等别可适当 提高 供水工程的重要性应根据城市及工矿区和生活区供水规模经济效益和社会 效益分析确定 水工建筑物的级别应根据其所属工程等别及其在工程 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 中的作用和重要性按表确定 水工建筑物级别表 工程 等级 永久性建筑物级别 主要建筑物次要建筑物 临时性建筑物 级别 一 二 三 四 五 注永久性建筑物指工程运行期间使用的建筑物根据其重要性分为 主要建筑物 指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物 如堤坝 水闸电站厂房及泵站等 次要建筑物指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的 建筑物如挡土墙导流墙及护岸等 临时性建筑物指工程施工期间使用的建筑物如导流建筑物施工围堰等 等别为二至五等的工程及临时工程 遇下述情况 经论证 可提高或降低其建筑物的级别 工程位置特别重要 失事后将造成重大灾害者 可提 高一级 当水工建筑物的工程地质条件特别复杂或采用实践 经验较少的新型结构时可提高一级 临时性水工建筑物如一旦失事将造成严重灾害或对 施工有严重影响时可提高一到二级 对失事后影响不大的工程经论证其建筑物级别可 适当降低 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录随机变量的统计参数和概率分布 随机变量的统计参数 已知随机变量的个试验值和观测值 其样本均值标准差变异系数可按以下公式计算 概率分布模型的检验 卡平方检验宜按下列步骤进行 将观测子样排序根据子样范 围划分个等距区间使子样全部落入区间范围内计算子样落 入区间内的频数以表示子样 落入该区间内的频率 建立假设假设分布函数 计算在区间内的概率 子样频率与假设分布计算概率间的总偏差统 计量为 根据显著性水平 一般取自由度为 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 分布中用子样估计的参数个数查分布表得检验临 界值若则原假设成立 柯尔莫哥洛夫斯米尔洛夫检验宜按下列步骤 进行 将观测子样排序计算其经验分 布 用子样经验分布和假设分布建立统计 量 根据显著性水平 一般取查检验临界值 表得若则假设被接受 概率分布函数密度函数及其数字特征 常用的概率分布函数密度函数数学期望 方差宜按下列公式计算 正态分布 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式中的平均值 的标准差 对数正态分布 式中的平均值 的标准差 极值型分布 简化的概率密度函数概率分布函数数学 期望变异系数按下列公式确定 均匀分布 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式中的下限 的上限 等腰三角形分布 式中的下限 的上限 的中点 递减直角三角形分布 式中的下限 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 的上限 递增直角三角形分布 式中的下限 的上限 综合变量的分布参数 综合变量是独立随机变量的线性 函数可按下式计算 式中为常量 综合变量的均值和标准差可按下式计算 式中均值 的标准差 综合变量是独立的随机变量的幂 函数可按下式计算 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式中为常量 随机变量均符合对数正态分布则综合 变量的均值和变异系数可按下式计算 综合变量是独立随机变量的任意 函数可按下式计算 的均值和标准差的近似式为 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录可靠指标的计算方法和 目标可靠指标 结构可靠指标的计算方法一次二阶矩法 结构的基本变量服从正态分布且相 互独立当结构的极限状态方程为线性时可按下式计算 基本变量的平均值和标准差分别为和则结构的可靠指标 可按下式计算 濎濚 结构的基本变量服从正态分布且相 互独立当极限状态方程符合下式 且设计验算点就在失效边界上结构的可靠指标可由下列方程 组计算 濎濚 式中的设计验算点 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 的敏度系数 结构的基本变量任意分布且相互独 立时可按式和将任意分布的基本变 量在验算点处当量正态化结构可靠指标按式 计算 濎濚 式中随机变量的当量正态分布平均值 随机变量的当量正态分布标准差 结构可靠度指标迭代计算框图如图 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 图可靠指标计算框图 目标可靠指标的确定 用校准法确定目标可靠指标的步骤宜符合下列规定 根据目标可靠指标的适用范围按各类水工结构设 计规范选出各种典型结构或结构构件作为 校准法 的计算对象 按结构安全级别分为三组 在每一组结构或结构构件中按它们在工程中用量 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 多少造价大小并结合工程经验判断确定其加权系数同一组 内的加权系数总和为即 以现行设计规范的安全系数或允许应力为约束条 件以材料用量最少为目标对上述典型结构或结构构件进行优 化设计 确定上述设计优化后的结构或结构构件的作用效应 和抗力的统计参数和概率模型 分别计算出各种典型结构或结构构件的可靠指标 求出结构安全级别相同的一组结构或结构构件的加 权平均可靠指标即为该结构安全级别按规范校准的可靠指 标 对已建成的若干典型水工结构或结构构件也按结 构 安全级别分组每组内的加权系数同前重复 款步骤计算出每一组实际水工结构或结构构件的加权 可靠指标 根据综合考虑安全与经济的最佳平衡 确定 不同结构安全级别的目标可靠指标 水工结构目标可靠指标可按下列规定确定 经过对 混凝土重力坝设计规范和 水工钢筋混 凝土结构设计规范的校准和专家判定 这两种结构持 久状况承载能力极限状态的目标可靠指标见表 其它各类水工结构的目标可靠指标值 可根据各自的可靠 指标校准分析结果参考表确定 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 目标可靠指标 持久状况结构承载能力极限状态表 结构安全级别级级级 破 坏 类 型 一类破坏 二类破坏 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录作用的统计参数和概率分布 水工结构上若干作用随时间变异的分类可按表进行 可变作用在设计基准期内最大值的概率分布 对于风 雪 压力以及天然河道 湖泊的静水压力等无人为控制的可变作用 在 设计基准期内最大值的概率分布可用极值统计方法确定具体步 骤宜符合下列要求 将设计基准期分为个时段时段的选择 宜使每时段的作用最大值相互独立 对时段内的作用最大值进行调查统计每个时 段选一个作用最大值取得的数据样本 对的样本进行统计分析计算统计参数估计值作 出样本的频数直方图估计概率分布模型并经概率分在模型的 优度拟合检验选定时段内的作用最大值概率分布函数 根据时段概率分布按下式计算设计基准期内 作用最大值的概率分布 由时段概率分布的统计参数推求设 计基准期内作用最大值的统计参数 当符合极值型分布时也符合极值型 分布其统计参数为 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 作用的标准值可按下列公式计算 作用为正态分布 作用为极值型分布 水工结构若干作用随时间变异的分类表 作 用 类 型 结 构 类 型 建 筑 物 设 备 自 重 土 压 力 围 岩 压 力 地 应 力 预 应 力 静 水 压 力 浪 压 力 渗 透 压 力 浮 托 力 水 流 冲 击 力 脉 动 压 力 温 度 作 用 温 度 作 用 泥 沙 压 力 孔 隙 水 压 力 风 荷 载 雪 荷 载 冰 压 力 冻 胀 作 用 灌 浆 压 力 水 击 压 力 冲 击 碰 撞 制 动 力 人 群 堆 放 物 品 荷 载 外 坟 力 地 震 作 用 混凝土坝水闸 土石坝堤 溢洪道闸墩 水电站厂房 泵站 隧洞调压井 地下结构 引水泄水明管 或埋管 水工闸门 塔式进水口 护坦消能工 挡土结构护岩 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 续表 作 用 类 型 结 构 类 型 建 筑 物 设 备 自 重 土 压 力 围 岩 压 力 地 应 力 预 应 力 静 水 压 力 浪 压 力 渗 透 压 力 浮 托 力 水 流 冲 击 力 脉 动 压 力 温 度 作 用 温 度 作 用 泥 沙 压 力 孔 隙 水 压 力 风 荷 载 雪 荷 载 冰 压 力 冻 胀 作 用 灌 浆 压 力 水 击 压 力 冲 击 碰 撞 制 动 力 人 群 堆 放 物 品 荷 载 外 坟 力 地 震 作 用 渠道桥梁渡漕 码头船闸闸墙 升船机塔架 注永久作用 可变作用 偶然作用 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录结构抗力的统计参数和概率分布 影响结构抗力不定性的因素应包括结构材料 岩 土 地 基等的性能几何参数和计算模式等的不定性等 结构材料岩土和地基性能 结构材料 岩 土和地基性能不定性应按下列公 式确定 式中结构中材料岩土和地基试件的性能值 材料岩土和地基试件的性能值 考虑材料缺陷 施工质量 尺寸效应 加荷速度 试 验方法时间效应等因素影响的系数 结构材料 岩 土和地基性能不定性的均值和变异系 数应按下列公式确定 式中的均值 的变异系数 试件材料岩土和地基强度性能的标准值 当概率分布模型为正态分布时 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 式中见式 当概率分布模型为对数正态分布时 结构几何参数 结构几何参数的不定性反映结构实际尺寸与其标准值的差 异几何参数的不定性用表示应按下列公式计算 式中分别为结构的几何参数实际值及其标准值 几何参数不定性的均值和变异系数为 式中分别为结构几何参数实际值的均值及变异系数 当结构截面最小尺寸大于时其制作尺寸偏差与截面尺 寸相比可忽略不计故其几何参数可视作常量 结构抗力的统计参数和概率分布模型 综合抗力不定性附加变量的表示式为 或 式中结构构件或结构的真实抗力 以规范规定的材料性能和几何参数标准值及抗力 计算公式求得的综合抗力值 结构抗力计算不定性附加变量 可按工程经验判断 确定 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 单一材料的结构或结构构件综合抗力不定性附加变量的 均值及其变异系数可表示为 式中的均值 的变异系数 复合材料的结构或结构构件及非线性函数表示的综合抗力可 用误差传递方法计算 结构综合抗力的概率分布模型可假定为对数正态 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录确定长期组合系数的方法 选择足够长的观测期对可变作用进行连续观测得出可 变作用的量值随时间的变化如图所示 长期组合系数按可变作用超过的总的持续时 间与整个观测期的比值确定 图可变作用的量值随时间变化图 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录结构系数的计算方法 结构系数的计算条件和计算步骤 已知条件 结构的分项系数极限状态设计式和分项系数 作用的概率分布模型均值变异系数以及作用效应计 算模式不定性的统计参数和作用的标准值及分项系数 结构材料性能的概率分布模型均值变异系数以及抗 力的计算模式不定性的统计参数和材料性能的标准值及分项系 数 结构目标可靠指标 计算步骤 假设结构系数的初始值利用已知的作用和材料性 能的标准值分项系数根据分项系数极限状态设计式计算出结 构几何尺寸 利用求得的结构几何尺寸作用和结构材料性能的统计 参数和作用效应与抗力的计算模式不定性统计参数计算出抗力 和作用效应的相应参数依据概率极限状态方程按附录的方法 计算 将算得的可靠指标与目标可靠指标比较 如果式不满足若则设重复 各步骤若则设重复 各步骤 如果式满足则假定的即为所求 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 选定规范采用的结构系数的方法和步骤 对于同类结构根据影响结构系数计算的各种因素 对工程造价大小的影响程度确定各种因素的加权系数 根据目标可靠指标相应的结构重要性系数材 料性能分项系数作用分项系数设计状况系数按分项 系数设计式计算各种设计情况下的结构系数 根据各种因素的加权系数对结构系数加权平均 求得也可以从各种设计情况下算得的一系列中综合分析 选出一个 利用上述得出的结构系数值和相应的各种其它 分项系数进行试设计根据试设计成果和工程设计经验分析判 断最终确定规范选用的值 中国建筑资讯网 WWW.SINOAEC.COM 工程建设标准全文信息系统 工程建设标准全文信息系统 附录本标准用词说明 为便于在执行本标准条文时区别对待对要求严格程度 不同的用词说明如下 表示很严格非这样做不可的 正面词采用必须 反面词采用严禁 表示严格在正常情况下均应这样做的 正面词采用应 反面词采用不应或不得 对表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的 正面词采用宜或可 反面词采用不宜 条文中指定应按其它有关标准 规范执行时 写法为 应 符合的规定 中国建筑资讯网