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4,3,極限狀態(tài)設(shè)計(jì)4 3 1,4、3,2、工程結(jié)構(gòu)按照極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),對不同的設(shè)計(jì)狀況應(yīng)采用相應(yīng)的作用組合,在每一種作用組合中還必須選取其中的最不利組合進(jìn)行有關(guān)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對各種有關(guān)的極限狀態(tài)進(jìn)行必要的計(jì)算或驗(yàn)算，當(dāng)有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)時(shí) 也可采用構(gòu)造措施來代替驗(yàn)算.當(dāng)考慮偶然事件的作用時(shí).主要承載結(jié)構(gòu)可僅按承載能力極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì),采用的結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)可比持久設(shè)計(jì)狀況時(shí)適當(dāng)降低.但對主要承載結(jié)構(gòu)按偶然組合進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使其不喪失承載能力，且能在局部結(jié)構(gòu)破壞后不發(fā)生連續(xù)倒塌。避免過大的生命、財(cái)產(chǎn)的損失，對有些偶然作用,可采用防護(hù)措施使主要承載建筑物不喪失承載能力、如設(shè)置非常溢洪道.防止洪水漫頂?shù)?作用組合效應(yīng)為各種作用合成引起的內(nèi)力，變形等.如軸力、彎矩,剪力等，或是位移。變形，裂縫等,作用組合效應(yīng)需通過結(jié)構(gòu)計(jì)算求得、當(dāng)作用與其效應(yīng)按線性關(guān)系考慮時(shí)，作用組合的效應(yīng)是結(jié)構(gòu)上幾種同時(shí)出現(xiàn)的作用分別產(chǎn)生的作用效應(yīng)的疊加,各種水工結(jié)構(gòu)上作用效應(yīng)的組合，應(yīng)按照實(shí)際可能同時(shí)發(fā)生的各種作用 以它們的效應(yīng)進(jìn)行組合.有些作用對一些結(jié)構(gòu)是重要的。而對另一些結(jié)構(gòu)可能不重要，例如溫度作用，對拱壩是重要的,必須考慮它對拱壩整體應(yīng)力的影響 而對分段式混凝土重力壩，一般主要考慮其對壩體施工期應(yīng)力的影響，又如冰壓力與浪壓力不同時(shí)發(fā)生 不應(yīng)考慮其組合，對于拱壩.水壓力與溫降組合對結(jié)構(gòu)某些部位不利、水壓力與溫升組合對結(jié)構(gòu)的其他部位不利 因此、應(yīng)取各部位的最不利情況進(jìn)行組合,4，3、3 保留原標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文,基本組合是按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，永久作用與可變作用的組合 當(dāng)作用與效應(yīng)按線性關(guān)系考慮時(shí)，作用組合的效應(yīng)即為各作用效應(yīng)的組合.亦即按各作用效應(yīng)的線性疊加,偶然作用是按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),永久作用、可變作用與一種偶然作用的組合,同樣 作用組合與效應(yīng)按線性關(guān)系考慮時(shí)、作用組合的效應(yīng)即可由各種作用效應(yīng)疊加而得、水工建筑物的偶然作用。通?？紤]校核洪水位下的水壓力和地震作用,大型水利水電工程的擋水建筑物,除按一般水利水電工程那樣考慮設(shè)計(jì)地震作用外.還應(yīng)保證校核地震作用下的安全性、設(shè)計(jì)地震作用和校核地震作用均屬偶然作用,水利水電工程的工程量一般均較大。施工條件復(fù)雜 受氣溫,洪水等影響大 工期長,結(jié)構(gòu)物常常在施工的過程中尚未形成整體就要承受一定的作用、例如混凝土拱壩施工時(shí).常分成縱。橫縫澆筑,在未進(jìn)行接縫灌漿形成整體前要分塊擋水。壩體自重直接傳至基巖，有時(shí)因有倒懸而引起不利應(yīng)力，鋼筋混凝土護(hù)坦，當(dāng)檢修時(shí).護(hù)坦上的水全部抽干,而底板上浮力及滲透壓力仍然存在，這樣對抗浮穩(wěn)定不利,施工,檢修應(yīng)作為短暫設(shè)計(jì)狀況 考慮永久作用和可變作用組合的效應(yīng)。偶然作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)出現(xiàn)的概率很小、兩種偶然作用同時(shí)發(fā)生的概率更小，因此，偶然組合只考慮一種偶然作用與永久作用和可變作用進(jìn)行組合。4 3，5.對正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì),原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。應(yīng)按相應(yīng)于持久設(shè)計(jì)狀況的長期組合和短期組合設(shè)計(jì).由于可變作用標(biāo)準(zhǔn)值的長期組合系數(shù)ρ值在原標(biāo)準(zhǔn)中只提供了附錄F、確定長期組合系數(shù)ρ的方法，但鑒于水工建筑物荷載統(tǒng)計(jì)的系統(tǒng)性和完整性均不完善 相關(guān)規(guī)范均難以給出ρ值,使作用效應(yīng)的長期組合,或準(zhǔn)永久組合 難以計(jì)算、為此,一些規(guī)范只能以籠統(tǒng)說法不作具體規(guī)定，如用。可按GB、50199的有關(guān)規(guī)定及工程經(jīng)驗(yàn)取用。等說法 如、水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范，DL.T.5141,2001等、一些規(guī)范則索性規(guī)定采用ρ、1,0 如.混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范，DL。5108 1999和，水工隧洞設(shè)計(jì)規(guī)范 DL,T.5195,2004等，因此,本標(biāo)準(zhǔn)不再采用按長期組合設(shè)計(jì)考慮長期作用組合系數(shù)的規(guī)定，工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn).GB,50153，2008規(guī)定，正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí).可采用標(biāo)準(zhǔn)組合。頻遇組合、準(zhǔn)永久組合三種組合情況 將作用組合效應(yīng)的名稱與作用代表值的名稱相對應(yīng).方便設(shè)計(jì)人員應(yīng)用、所謂標(biāo)準(zhǔn)組合，是指正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)值作為作用代表值的組合.一般用于不可逆正常使用極限狀態(tài)、同樣 頻遇組合或準(zhǔn)永久組合。是指將頻遇值或準(zhǔn)永久值作為作用代表值的組合 頻遇組合宜用于可逆正常使用極限狀態(tài).而準(zhǔn)永久組合，則用于長期效應(yīng)是決定性因素時(shí)的正常使用極限狀態(tài)，可變作用的頻遇值是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)被超越的總時(shí)間占設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比率較小的作用值.或被超越的頻率限值在規(guī)定頻率內(nèi)的作用值、可通過頻遇值系數(shù)對作用標(biāo)準(zhǔn)值的折減來表示、可變作用的準(zhǔn)永久值是指在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)被超越的總時(shí)間占設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比率相對較大的作用值.可通過準(zhǔn)永久值系數(shù)對作用標(biāo)準(zhǔn)值的折減來表示、與長期組合系數(shù)情況一樣。如果要按，工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、GB 50153 2008反映可變作用的頻遇值,頻遇值系數(shù)也難以進(jìn)行計(jì)算，由于頻遇值系數(shù)和準(zhǔn)永久值系數(shù)均小于1。0，顯然作用的頻遇值和準(zhǔn)永久值均小于標(biāo)準(zhǔn)值。作用組合的效應(yīng)值常比標(biāo)準(zhǔn)組合的效應(yīng)值小，在正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí),往往不是控制條件,因此.結(jié)合水工建筑物各種作用的統(tǒng)計(jì)狀況的特殊性.以及水工建筑物可靠性設(shè)計(jì)的歷史傳統(tǒng),本次修訂時(shí),只采用了作用的標(biāo)準(zhǔn)組合或標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用的影響，例如 對混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂設(shè)計(jì) 可采用作用的標(biāo)準(zhǔn)組合、對混凝土結(jié)構(gòu)的限裂和撓度控制設(shè)計(jì)。由于它們的計(jì)算公式中、本身就涉及初始應(yīng)力或長期剛度和短期剛度內(nèi)容,因此也就是屬于標(biāo)準(zhǔn)組合并考慮長期作用的影響 4.3.6 保留原標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文.基本變量是影響結(jié)構(gòu)可靠度的各種主要隨機(jī)變量 它們一般是可量測的物理量、附加變量是反映計(jì)算模式不定性等的隨機(jī)變量。水工結(jié)構(gòu)的基本變量有 各種作用.如水壓力。滲透水壓力、外水壓力 泥沙壓力 地震作用、溫度作用等.各種材料,包括人工材料。巖,土材料，地基，圍巖的物理力學(xué)性能,如強(qiáng)度、彈性模量 容重 泊松比等，結(jié)構(gòu)的幾何尺寸，如截面尺寸，鋼筋保護(hù)層厚度 鋼筋斷面積等.計(jì)算模式不定性對結(jié)構(gòu)可靠度有所影響 是結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)式中應(yīng)予考慮的隨機(jī)變量 在以綜合作用效應(yīng)或結(jié)構(gòu)綜合抗力作為基本變量時(shí).計(jì)算模式不定性已在其中有所考慮、4,3。8.抗力是結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受作用的能力，如強(qiáng)度、剛度.抗裂度等，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠度分析或規(guī)范校準(zhǔn)時(shí),為了簡化極限狀態(tài)方程,避免極限狀態(tài)方程形成高次非線性.可采用綜合抗力和綜合作用效應(yīng)，這種由若干基本變量組合的綜合變量、可采用誤差傳遞法來推求其統(tǒng)計(jì)參數(shù),當(dāng)其概率分布為正態(tài)或?qū)?shù)正態(tài)時(shí)。可直接計(jì)算出結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠指標(biāo).4。3 9.保留原標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文。功能函數(shù)是描述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)功能的基本變量。包括附加變量.的函數(shù)、根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)預(yù)定的功能、由作用.結(jié)構(gòu)材料,包括人工材料和巖,土材料.地基，圍巖性能，幾何參數(shù)，計(jì)算模式不定性等建立可以計(jì)算結(jié)構(gòu)功能的函數(shù)、當(dāng)Z。0時(shí)。結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)。Z 0時(shí)，結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài),Z.0時(shí).結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài).由于結(jié)構(gòu)完成的功能不同,可組成不同的功能函數(shù)，從而也可以有許多不同的極限狀態(tài)方程 4。3.10,極限狀態(tài)方程是以各有關(guān)基本變量。包括附加變量。為參數(shù)、表現(xiàn)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件處于極限狀態(tài)時(shí)的關(guān)系式.4.3。12、保留原標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)條文?？煽恐笜?biāo)是度量結(jié)構(gòu)可靠性的一種數(shù)量指標(biāo),它是標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布反函數(shù)在可靠概率處的函數(shù)值，可靠概率是結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件能夠完成預(yù)定功能的概率值，失效概率是結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不能完成預(yù)定功能的概率 本標(biāo)準(zhǔn)中所指的結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)。在持久設(shè)計(jì)狀況.短暫設(shè)計(jì)狀況和偶然設(shè)計(jì)狀況下,具有的各種規(guī)定功能的可靠度 結(jié)構(gòu)可靠概率ps常是一個(gè)很接近1的數(shù)值.如0、99999或0、999等,而結(jié)構(gòu)失效概率pf又是一個(gè)很小的數(shù)值.如0 00001等，使用很不方便。因此以,可靠指標(biāo)。作為評價(jià)或衡量結(jié)構(gòu)可靠度水平的定量依據(jù),并以符號(hào)β表示.它與失效概率pf有如下關(guān)系。表6是可靠指標(biāo)β與可靠概率ps。失效概率pf的對照表、表6.可靠指標(biāo)β與可靠概率ps 失效概率pf的對照表,過去的安全系數(shù)不能確切地反映結(jié)構(gòu)可靠度大小 如磚石結(jié)構(gòu)偏壓構(gòu)件的安全系數(shù)K為2。3、鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的安全系數(shù)K為1、55、但是鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件的可靠指標(biāo)卻比前者大，因此采用可靠指標(biāo)β作為統(tǒng)一的可靠度量度尺度.可以對不同結(jié)構(gòu)類型 不同材料,包括巖，土,的結(jié)構(gòu)可靠性進(jìn)行定量的比較,4。3 13.計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)β的方法很多,如JC法、數(shù)值積分法。JC，數(shù)值聯(lián)合法.分位值法，蒙特卡洛法等，為便于比較 需要統(tǒng)一可靠指標(biāo)的計(jì)算方法.為此.附錄B，1中主要推薦了在方法上比較成熟。運(yùn)算上比較簡單,國際標(biāo)準(zhǔn)和國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)均普遍采用的一次二階矩法,一次可靠度法 目前.對于水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 有些基本變量如作用,材料性能等統(tǒng)計(jì)資料仍然不很完善?；咀兞康慕y(tǒng)計(jì)參數(shù)和概率分布模型仍需根據(jù)現(xiàn)有的統(tǒng)計(jì)資料、結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)判斷而定、隨著統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不斷積累?？蛇M(jìn)一步修訂這些參數(shù)、使算得的可靠指標(biāo)更接近實(shí)際 4，3.14、4、3 17。目標(biāo)可靠指標(biāo)是規(guī)范規(guī)定結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的可靠指標(biāo) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中 應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)安全級別對不同設(shè)計(jì)狀況下的各種極限狀態(tài)的不同破壞類型制定適當(dāng)?shù)哪繕?biāo)可靠指標(biāo)。以保證結(jié)構(gòu)在安全和經(jīng)濟(jì)上趨于最佳平衡,目前,確定目標(biāo)可靠指標(biāo)的方法有校準(zhǔn)法，風(fēng)險(xiǎn)分析法，最佳經(jīng)濟(jì)效益法等,考慮到統(tǒng)計(jì)資料仍然不夠充分，還需繼承已有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn).本次修訂仍然推薦校準(zhǔn)法作為選定結(jié)構(gòu)目標(biāo)可靠指標(biāo)的方法，校準(zhǔn)法就是對原有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，正常設(shè)計(jì)和施工的水工結(jié)構(gòu)進(jìn)行反演分析。得出設(shè)計(jì)隱含的總體可靠度水平。采用校準(zhǔn)法確定總體可靠度水平時(shí)，還應(yīng)該調(diào)查分析影響結(jié)構(gòu)可靠度的各種因素對可靠度影響的權(quán)重。以加權(quán)平均可靠指標(biāo)代表總體可靠度水平，早期為了配合原標(biāo)準(zhǔn)的編制、曾經(jīng)對當(dāng)年采用的。水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、SDJ,20,1978以及,混凝土重力壩設(shè)計(jì)規(guī)范。SDJ、21、1978用校準(zhǔn)法分析了代表性水工結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)持久設(shè)計(jì)狀況的總體可靠度水平 如表7，表8所示,表7 水工鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)可靠度分析結(jié)果匯總及目標(biāo)可靠指標(biāo)βt建議值、注.類別號(hào)1表示按太平灣水電站混凝土統(tǒng)計(jì)資料可靠度分析結(jié)果 類別號(hào)2表示按全國混凝土覆蓋80。批點(diǎn)數(shù)據(jù)可靠度分析結(jié)果.類別號(hào)3表示按全國合格水平混凝土統(tǒng)計(jì)資料可靠度分析結(jié)果，βy表示第一類破壞,延性破壞 可靠指標(biāo) βc表示第二類破壞.脆性破壞?？煽恐笜?biāo)、βz表示總體可靠指標(biāo).表8、混凝土重力壩壩基抗滑穩(wěn)定和抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)可靠度分析結(jié)果匯總及目標(biāo)可靠指標(biāo)βt建議值。此外。后來的,碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范.DL，T。5395,2007修訂過程中也對壩坡抗滑穩(wěn)定可靠度進(jìn)行了校準(zhǔn)分析 其結(jié)果如表9所示.表9,碾壓式土石壩壩坡抗滑穩(wěn)定可靠度校準(zhǔn)分析結(jié)果及目標(biāo)可靠指標(biāo)βt的取值建議,注、βi 0為假定滑楔之間的作用力為水平 βi。0為假定滑楔之間的作用力平行于坡面或坡面與楔體斜面的平均坡度。水電站壓力鋼管設(shè)計(jì)規(guī)范，DL,T,5141，2001修訂過程中、對 級結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可靠度校準(zhǔn)分析，結(jié)果如表10所示 表10、壓力鋼管結(jié)構(gòu)可靠度校準(zhǔn)結(jié)果β值及目標(biāo)可靠指標(biāo)βt的取值,我國工民建與港口工程結(jié)構(gòu)持久設(shè)計(jì)狀況承載能力極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)如表11所示,表11，工民建與港口工程結(jié)構(gòu)持久設(shè)計(jì)狀況承載能力極限狀態(tài)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)β值、另外、國外一些工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范.采用分項(xiàng)系數(shù)極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法。取用的可靠指標(biāo)值也都大致在上述我國規(guī)范取值范圍內(nèi).北美加拿大公路橋梁設(shè)計(jì)規(guī)范。CHBDC 1997年第4版規(guī)定.承載能力極限狀態(tài)可靠指標(biāo)β、3，5 正常使用極限狀態(tài)可靠指標(biāo)β 1 0、北歐建筑管理委員會(huì),NKB 工作報(bào)告1999。01E、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)建議，對包括混凝土梁,柱和鋼梁、柱以及木梁.柱的設(shè)計(jì)基本情況,取β,4、7。綜合分析上述資料 對不同安全級別和破壞類型的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)采用不同的可靠指標(biāo) 水工結(jié)構(gòu)構(gòu)件持久設(shè)計(jì)狀況承載能力極限狀態(tài)的目標(biāo)可靠指標(biāo)如表4,3、16所示，