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4。3 極限狀態(tài)設(shè)計(jì)4、3.1、持久設(shè)計(jì)狀況是貫穿結(jié)構(gòu)全壽命周期的設(shè)計(jì)情況,要滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求,承受重復(fù)荷載作用的構(gòu)件或構(gòu)造細(xì)節(jié).還應(yīng)考慮疲勞極限狀態(tài)、短暫狀況在結(jié)構(gòu)施工和使用過(guò)程中一定出現(xiàn)。根據(jù)性能要求不同考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。偶然狀況主要涉及偶然事件。只進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)驗(yàn)算。主要承載結(jié)構(gòu)應(yīng)采用下列原則之一進(jìn)行設(shè)計(jì)、1，按作用效應(yīng)的偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì)或采取保護(hù)措施，使主要承載結(jié)構(gòu)不致因偶然事件而喪失承載能力。2.允許主要承載結(jié)構(gòu)因偶然事件而局部破壞。但結(jié)構(gòu)的剩余部分仍應(yīng)具有在一段時(shí)間內(nèi)不發(fā)生繼發(fā)性破壞的可靠性。地震狀況按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì) 使主要承載結(jié)構(gòu)不致因出現(xiàn)設(shè)計(jì)的地震狀況而喪失承載力，按照多遇地震設(shè)計(jì)的工程結(jié)構(gòu)。還需要滿足正常使用極限狀態(tài)要求 4.3。2、4 3 3,承載能力極限狀態(tài)的荷載組合有基本組合.偶然組合和地震組合.分別對(duì)應(yīng)持久設(shè)計(jì)和短暫設(shè)計(jì)狀況 偶然設(shè)計(jì)狀況和地震設(shè)計(jì)狀況、當(dāng)考慮偶然事件產(chǎn)生的作用、如列車脫軌,時(shí),此時(shí)采用的結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)適當(dāng)降低，正常使用極限狀態(tài)分為不可逆極限狀態(tài)和可逆極限狀態(tài).荷載組合有標(biāo)準(zhǔn)組合。頻遇組合和準(zhǔn)永久組合.標(biāo)準(zhǔn)組合用于不可逆正常使用極限狀態(tài)，當(dāng)超越極限狀態(tài)時(shí)將產(chǎn)生永久性不可逆損壞、如有抗裂要求的構(gòu)件。一旦產(chǎn)生裂縫會(huì)造成不可逆的損壞、頻遇組合用于可逆正常使用極限狀態(tài).如構(gòu)件的變形.振動(dòng)等情況。準(zhǔn)永久組合用于當(dāng)長(zhǎng)期效應(yīng)為決定性因素的正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)、4，3。5 4。3,6。極限狀態(tài)方程是當(dāng)結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)時(shí)各有關(guān)基本變量的關(guān)系式 當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題中僅包含兩個(gè)基本變量時(shí).在以基本變量為坐標(biāo)的平面上 極限狀態(tài)方程為直線 線性問(wèn)題，或曲線，非線性問(wèn)題,當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題中包含多個(gè)基本變量時(shí)、在以基本變量為坐標(biāo)的空間中.極限狀態(tài)方程為平面、線性問(wèn)題.或曲面。非線性問(wèn)題，功能函數(shù)g,R。S，描述結(jié)構(gòu)某一功能所處的狀態(tài)、g R,S.0表示結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài).g、R S,0表示結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài),g、R.S。0表示結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)，計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度就是計(jì)算功能函數(shù)g R、S。0的概率、結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程中的基本變量包括作用.環(huán)境影響、材料和巖土性能，結(jié)構(gòu)幾何參數(shù),計(jì)算模式不定性等隨機(jī)變量，若將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題中基本變量歸結(jié)為抗力和作用項(xiàng)。進(jìn)行極限狀態(tài)設(shè)計(jì)即要求抗力不小于作用、即g，R.S,0.結(jié)構(gòu)功能函數(shù)中主要基本變量可用設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)概率分布函數(shù)的最大值,最小值。隨機(jī)變量描述,其他基本變量可用任意時(shí)點(diǎn)分布函數(shù)的隨機(jī)變量描述。4，3,7，為了統(tǒng)一我國(guó)鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的基本原則 促進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展。本標(biāo)準(zhǔn)采用了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，以往采用的半概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法、僅在荷載和材料強(qiáng)度的設(shè)計(jì)取值上考慮了各自的統(tǒng)計(jì)變異性。沒有對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的可靠度給出科學(xué)的定量描述、這種方法常常使人誤認(rèn)為只要設(shè)計(jì)中采用了某一給定安全系數(shù)、結(jié)構(gòu)就能百分之百的可靠 將設(shè)計(jì)安全系數(shù)與結(jié)構(gòu)可靠度簡(jiǎn)單地進(jìn)行等同、而以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法則是以結(jié)構(gòu)失效概率來(lái)定義結(jié)構(gòu)可靠度、并以與結(jié)構(gòu)失效概率Pf相對(duì)應(yīng)的可靠指標(biāo)β 來(lái)度量結(jié)構(gòu)可靠度，從而能較好地反映結(jié)構(gòu)可靠度的實(shí)質(zhì)、使設(shè)計(jì)概念更為科學(xué)和明確 表3為可靠指標(biāo)β與失效概率Pf的對(duì)應(yīng)關(guān)系，表3.可靠指標(biāo)β與失效概率Pf對(duì)照表 表3中可靠指標(biāo)β與失效概率Pf的對(duì)應(yīng)關(guān)系是在功能函數(shù)服從正態(tài)分布情況下而來(lái)。當(dāng)功能函數(shù)不服從正態(tài)分布時(shí) 要先轉(zhuǎn)化為正態(tài)分布再進(jìn)行計(jì)算。4，3、8。根據(jù)極限狀態(tài)方程是否為線性方程以及綜合基本變量R和S概率分布的不同,根據(jù) 鐵路工程結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)通用方法及專業(yè)參數(shù)處理分析研究.合同編號(hào)。鐵建科字,2009、2、的科研成果，推薦了計(jì)算可靠指標(biāo)的JC法、JC法也是國(guó)際結(jié)構(gòu)安全度聯(lián)合委員會(huì)。JCSS，推薦的方法、分位值法是原國(guó)家,鐵路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，GB、50216.94中推薦使用的方法.JC法和分位值法都屬于一次二階矩法，兩者皆能考慮非正態(tài)隨機(jī)變量.巖土工程領(lǐng)域采用蒙特卡羅法相對(duì)較多，因此本標(biāo)準(zhǔn)推薦JC法 分位值法.蒙特卡羅法計(jì)算可靠指標(biāo)。根據(jù)具體情況不同，可靠指標(biāo)的計(jì)算也可選用數(shù)值積分法.響應(yīng)面法等其他方法、4、3,9 鐵路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要保證結(jié)構(gòu)的計(jì)算可靠指標(biāo)不小于目標(biāo)可靠指標(biāo)，只有這樣 才能保證結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限的安全性和可靠性,即目標(biāo)可靠指標(biāo)與設(shè)計(jì)使用年限是緊密相關(guān)的。根據(jù)規(guī)范科研 鐵路工程結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠指標(biāo)制定研究。專項(xiàng)編制2012、02.的研究成果，給出了鐵路工程結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)法轉(zhuǎn)軌時(shí)目標(biāo)可靠指標(biāo)的參考.1。橋梁結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠度指標(biāo)建議值,承載能力極限狀態(tài)，按結(jié)構(gòu)安全等級(jí)不同,延性破壞為4。2。4,7。5,2,脆性破壞為4.7。5、2、5。7，正常使用極限狀態(tài)為1.5、3。0.2，鐵路隧道二次襯砌 明洞目標(biāo)可靠度指標(biāo)建議值.承載能力極限狀態(tài)，按結(jié)構(gòu)安全等級(jí)不同，延性破壞為3。2。3.7。4,2,脆性破壞為3,7。4、2，4，7，正常使用極限狀態(tài)為1，0,2,5，3，鐵路路基目標(biāo)可靠度指標(biāo)建議值.承載能力極限狀態(tài) 抗滑。傾覆和地基應(yīng)力按結(jié)構(gòu)安全等級(jí)不同分為2。7。3，2 3，7.正常使用極限狀態(tài)為1 0，2、5。4。軌道目標(biāo)可靠度指標(biāo)建議值，承載能力極限狀態(tài),按結(jié)構(gòu)安全等級(jí)不同、延性破壞為3 2,3.7 4,2,脆性破壞為3.7,4 2，4、7 正常使用極限狀態(tài)為1。0、2,5,4 3。10、針對(duì)承載能力極限狀態(tài),不同安全等級(jí)和失效模式的可靠指標(biāo)要適當(dāng)拉開檔次,國(guó)外計(jì)算分析表明,由于重要性系數(shù)取值不同 相鄰安全等級(jí)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可靠指標(biāo)有0、5的級(jí)差、基于此.參照國(guó)內(nèi)外目標(biāo)可靠指標(biāo)的分級(jí),規(guī)定安全等級(jí)每相差一級(jí).可靠指標(biāo)取值宜相差0，5.安全等級(jí)相同,脆性破壞結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)與延性破壞相差0,5，當(dāng)然.也可以根據(jù)實(shí)際綜合分析確定,4,3 11.為照顧原有設(shè)計(jì)習(xí)慣.結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)是通過(guò)多個(gè)分項(xiàng)系數(shù)組成的表達(dá)式來(lái)實(shí)現(xiàn) 而分項(xiàng)系數(shù)的獲取則是通過(guò)結(jié)構(gòu)的計(jì)算可靠指標(biāo)與目標(biāo)可靠指標(biāo)最佳一致性優(yōu)化而定、概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式中的分項(xiàng)系數(shù)不同于多系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法中的分項(xiàng)系數(shù),前者是通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析優(yōu)化而得。后者是簡(jiǎn)單地將單一安全系數(shù)K分解為多個(gè)系數(shù) 沒有涉及結(jié)構(gòu)的可靠性,當(dāng)統(tǒng)計(jì)資料足夠多或者社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)條件發(fā)生大的飛躍時(shí).可以適當(dāng)調(diào)整分項(xiàng)系數(shù)，體現(xiàn)概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法的生命力。