工程結(jié)構(gòu)可靠度ppt課件

1、工程構(gòu)造可靠度.課程內(nèi)容引見(jiàn)工程構(gòu)造可靠度、平安度實(shí)際和規(guī)范設(shè)計(jì)方法；引見(jiàn)以概率實(shí)際為根底的極限形狀設(shè)計(jì)法一次二階矩實(shí)際；引見(jiàn)荷載和抗力的統(tǒng)計(jì)分析方法；引見(jiàn)資料性能的質(zhì)量控制；引見(jiàn)可靠度研討的動(dòng)向。.1 緒 論工程構(gòu)造的設(shè)計(jì)的兩個(gè)步驟：1.構(gòu)造選型：包括構(gòu)造總體布置、構(gòu)造方案和型式的選擇；2.構(gòu)造計(jì)算：根據(jù)選定的構(gòu)外型式，設(shè)計(jì)構(gòu)造各構(gòu)件的截面和可行的施工方案。主要包括構(gòu)造或構(gòu)件截面內(nèi)力或應(yīng)力的分析，以及根據(jù)截面的內(nèi)力或應(yīng)力，選擇截面尺寸，確定資料用量等。.兩種水準(zhǔn)的構(gòu)造設(shè)計(jì)方法構(gòu)造設(shè)計(jì)參數(shù)中的荷載及資料強(qiáng)度是經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)取值而確定的，再取用適當(dāng)?shù)摹⒍ㄖ档?、由閱歷確定的單一平安系數(shù)或分項(xiàng)系數(shù)來(lái)保證構(gòu)

2、造的平安性或可靠性，通常稱為水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方法，即半閱歷半概率設(shè)計(jì)法。將設(shè)計(jì)中的各參數(shù)視為隨機(jī)變量，利用近似的可靠度方法按照規(guī)定的目的可靠目確實(shí)定設(shè)計(jì)表達(dá)式中的分項(xiàng)系數(shù)，該設(shè)計(jì)方法為水準(zhǔn)方法。.11 影響工程構(gòu)造可靠性的三種不確定性111 事物的隨機(jī)性。研討方法：概率論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)和隨機(jī)過(guò)程。112 事物的模糊性。研討和處置模糊性的數(shù)學(xué)方法主要是1965年美國(guó)自動(dòng)控制專家查德(LAZadeh)教授開(kāi)創(chuàng)的“模糊數(shù)學(xué)。113 事物知識(shí)的不完善性。白色系統(tǒng)、黑色系統(tǒng)和灰色系統(tǒng)。.12 構(gòu)造可靠度實(shí)際的開(kāi)展歷史及工程運(yùn)用近年來(lái)我國(guó)可靠性實(shí)際以及運(yùn)用成果：(1)構(gòu)造可靠性普通實(shí)際的假設(shè)干問(wèn)題(2)構(gòu)造體系可靠

3、性問(wèn)題。(3)構(gòu)造動(dòng)力可靠性問(wèn)題。(4)構(gòu)造疲勞可靠性問(wèn)題。(5)巖土工程的可靠性問(wèn)題。(6)已有工程構(gòu)造的可靠性鑒定問(wèn)題。是研討成果的綜合表達(dá)。.13 方案工程專題及國(guó)家自然科學(xué)基金工程的研討內(nèi)容131 構(gòu)造可靠性根本實(shí)際132 構(gòu)造模糊可靠度133 構(gòu)造體系可靠度。包括：尋覓構(gòu)造主要失效方式、構(gòu)造體系失效概率計(jì)算、并聯(lián)構(gòu)造體系可靠度的計(jì)算。1.34 構(gòu)造可靠度分析的蒙特卡羅方法135 隨機(jī)有限元與構(gòu)造動(dòng)力可靠度136 構(gòu)造抗震可靠度137 基于可靠度的構(gòu)造優(yōu)化設(shè)計(jì)138 構(gòu)造荷載效應(yīng)組合。139 構(gòu)造施工期和老化期可靠度.見(jiàn)趙國(guó)藩2004.2 構(gòu)造隨機(jī)可靠度分析的根本概念和原理21 構(gòu)造設(shè)

4、計(jì)中的變量22 構(gòu)造的極限形狀23 構(gòu)造可靠度24 構(gòu)造可靠目的25 構(gòu)造可靠目的與中心平安系數(shù)的關(guān)系.3 構(gòu)造可靠度分析的一次二階矩方法隨機(jī)變量相互獨(dú)立時(shí)的四種近似方法，即中心點(diǎn)法、驗(yàn)算點(diǎn)法(JC法)、映射變換法和適用分析法：由于用這些方法計(jì)算可靠目的只需求隨機(jī)變量的前一階矩和二階矩(驗(yàn)算點(diǎn)法、映射變換法和適用分析法尚需思索隨機(jī)變量的分布概型)，而且只需思索功能函數(shù)泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式的常數(shù)項(xiàng)和一次項(xiàng)，因此統(tǒng)稱為一次二階矩方法。.31 中心點(diǎn)法中心點(diǎn)法是構(gòu)造可靠度研討初期提出的一種方法，其根本思想是首先將非線性功能函數(shù)在隨機(jī)變量的平均值(中心點(diǎn))處作泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)并保管至一次項(xiàng)，然后近似計(jì)算功能函數(shù)

5、的平均值和規(guī)范差?？煽磕康闹苯佑霉δ芎瘮?shù)的平均值和規(guī)范差表示。中心點(diǎn)法計(jì)算的結(jié)果比較粗糙，普通常用于構(gòu)造可靠度要求不高的情況，如鋼筋混凝土構(gòu)造正常運(yùn)用極限形狀的可靠度分析。.中心點(diǎn)法的特點(diǎn)將功能函數(shù)Z在隨機(jī)變量的平均值處展開(kāi)為泰勒級(jí)數(shù)并保管至一次項(xiàng)，即ZL的平均值和方差為構(gòu)造可靠目的為.中心點(diǎn)法的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：計(jì)算簡(jiǎn)便?？梢灾苯咏o出可靠目的與隨機(jī)變量統(tǒng)計(jì)參數(shù)之間的關(guān)系，對(duì)于l2的正常運(yùn)用極限形狀可靠度的分析，較為適用。缺陷：不能思索隨機(jī)變量的分布概型，只是直接取用隨機(jī)變量的前一階矩和二階矩；將非線性功能函數(shù)在隨機(jī)變量的平均值處展開(kāi)不合理，由于隨機(jī)變量的平均值不在極限形狀曲面上，展開(kāi)后的線性極限形狀

6、平面能夠會(huì)較大程度地偏離原來(lái)的極限形狀曲面；對(duì)有一樣力學(xué)含義但數(shù)學(xué)表達(dá)式不同的極限形狀方程，求得的構(gòu)造可靠目的值不同。.32 驗(yàn)算點(diǎn)法(JC法)它的特點(diǎn)是可以思索非正態(tài)的隨機(jī)變量，在計(jì)算任務(wù)量添加不多的條件下，可對(duì)可靠目的進(jìn)展精度較高的近似計(jì)算，求得滿足極限形狀方程的“驗(yàn)算點(diǎn)設(shè)計(jì)值，便于根據(jù)規(guī)范給出的規(guī)范值計(jì)算分項(xiàng)系數(shù)，以利于設(shè)計(jì)人員采用慣用的多系數(shù)設(shè)計(jì)表達(dá)式。.3.2.1 兩個(gè)正態(tài)隨機(jī)變量的情況.3.2.2 多個(gè)正態(tài)隨機(jī)變量的情況極限形狀方程可變荷載效應(yīng)Q/永久荷載效應(yīng)G/類似于兩個(gè)正態(tài)隨機(jī)變量的情況，此時(shí)可靠目的是規(guī)范正態(tài)坐標(biāo)系中原點(diǎn)o到極限形狀曲面的最短間隔，也就是P*點(diǎn)沿其極限形狀曲面

7、的切平面的法線方向至原點(diǎn)0的長(zhǎng)度。圖32所示為三個(gè)正態(tài)隨機(jī)變量的情況，與兩個(gè)正態(tài)隨機(jī)變量情況一樣，法線的垂足P* 。為“設(shè)計(jì)驗(yàn)算點(diǎn)。.323 非正態(tài)隨機(jī)變量的情況永久荷載普通服從正態(tài)分布，截面抗力普通服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，但是，諸如風(fēng)壓、雪載、樓面活荷載等，普通服從其他類型(如極值I型等)的分布。包含非正態(tài)分布的根本變量極限形狀方程的可靠度分析中，普通要把非正態(tài)隨機(jī)變量當(dāng)量化或變換為正態(tài)隨機(jī)變量。將非正態(tài)隨機(jī)變量當(dāng)量化或變換為正態(tài)隨機(jī)變量的三種方法：即當(dāng)量正態(tài)化法 JC法，映射變換法和適用分析法。.JC法當(dāng)量正態(tài)化法是國(guó)際構(gòu)造平安度結(jié)合委員會(huì)(JCSS)引薦的方法，故簡(jiǎn)稱JC法。.3.3 映射變換

8、法采用數(shù)學(xué)變換的方法將非正態(tài)隨機(jī)變量變換為正態(tài)隨機(jī)變量，然后運(yùn)用正態(tài)隨機(jī)變量可靠度的計(jì)算方法計(jì)算構(gòu)造的可靠目的。.34 適用分析法.4 廣義隨機(jī)空間內(nèi)構(gòu)造可靠度分析的二次二階矩方法 一次二階矩方法(Jc法、映射變換方法、適用分析法)以其計(jì)算簡(jiǎn)便、在大多數(shù)情況下計(jì)算精度能滿足工程運(yùn)用要求而為工程界所接受;當(dāng)構(gòu)造功能函數(shù)在驗(yàn)算點(diǎn)附近的非線性程度較高時(shí)，一次二階矩方法的計(jì)算結(jié)果與準(zhǔn)確解相差過(guò)大。對(duì)于特別重要的構(gòu)造，如核電站的維護(hù)殼等，一次二階矩方法難于滿足工程運(yùn)用要求，因此有必要研討計(jì)算精度更高的可靠度分析方法。.映射變換方法中：一次二階矩方法的誤差來(lái)源于將非線性功能函數(shù)展開(kāi)為線性功能函數(shù)，略去了函

9、數(shù)的非線性項(xiàng)。.5 構(gòu)造體系可靠度分析前幾章引見(jiàn)的構(gòu)造可靠度分析方法，包括Jc法、映射變換法、適用分析法及廣義隨機(jī)空間內(nèi)的可靠度方法，計(jì)算的是構(gòu)造一種失效方式、一個(gè)構(gòu)件或一個(gè)截面的可靠度，在此種情況下構(gòu)造的形狀只用一個(gè)功能函數(shù)描畫。然而，在實(shí)踐工程中，構(gòu)造的形狀是復(fù)雜的。體系可靠度研討的是多個(gè)功能函數(shù)的構(gòu)造可靠度問(wèn)題，是多個(gè)極限形狀時(shí)的失效域和可靠域。.構(gòu)造體系的失效方式按構(gòu)造體系可靠度問(wèn)題：分為串聯(lián)構(gòu)造體系和并聯(lián)構(gòu)造體系兩個(gè)根本類型。串聯(lián)構(gòu)造體系是指構(gòu)造中有一種或一個(gè)失效方式出現(xiàn)那么整個(gè)構(gòu)造失效的構(gòu)造體系；并聯(lián)構(gòu)造體系是指構(gòu)造中全部失效方式出現(xiàn)時(shí)構(gòu)造才失效的構(gòu)造體系。在實(shí)踐工程設(shè)計(jì)和分析中，

10、經(jīng)常遇到的是串聯(lián)構(gòu)造體系可靠度問(wèn)題，而并聯(lián)構(gòu)造體系可靠度問(wèn)相對(duì)較少。.構(gòu)造體系可靠度分析的內(nèi)容構(gòu)造體系可靠度的分析主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：一是尋覓主要的失效方式；另一是計(jì)算構(gòu)造體系的失效概率。.51 構(gòu)造主要失效方式的識(shí)別是構(gòu)造體系可靠度分析的中心問(wèn)題之一。研討方法：如網(wǎng)絡(luò)搜索法、荷載增量法、約界法、截止枚舉法、優(yōu)化準(zhǔn)那么法等。.附錄A 國(guó)際規(guī)范IS02394：1998 簡(jiǎn)介 國(guó)際規(guī)范IS02394：1998，是由國(guó)際規(guī)范化組織ISOTC 98技術(shù)委員會(huì)(構(gòu)造設(shè)計(jì)根底)分委員會(huì)SC2(構(gòu)造可靠性)編制完成的，取代了曾經(jīng)在技術(shù)上修訂過(guò)的第一版國(guó)際規(guī)范(1S02394：1986)。.IS02394

11、：1998以及1996年的草案和1986年的第一版等文件曾對(duì)我國(guó)編制以隨機(jī)可靠度為根底的建筑、鐵路、公路、水利水電工程、港口工程各專業(yè)工程構(gòu)造可靠度設(shè)計(jì)一致規(guī)范起了重要的參考作用，并且據(jù)該規(guī)范引見(jiàn)，該國(guó)際規(guī)范也將為其他國(guó)際規(guī)范(例如，歐洲試行規(guī)范ENvl9911，歐洲規(guī)范Ecl)關(guān)于承載構(gòu)造的設(shè)計(jì)提供一個(gè)共同的根底。.邵卓民:構(gòu)造概率極限形狀設(shè)計(jì)法的進(jìn)展。建筑構(gòu)造1998，(7)一(11)詳盡引見(jiàn)了ISO23941996年草案內(nèi)容和歐洲規(guī)范的運(yùn)用情況。.1999年3月在泰國(guó)普吉市舉行的國(guó)際橋梁及構(gòu)造工程學(xué)會(huì)(IABSE)主辦的討論會(huì)上，美國(guó)混凝土學(xué)會(huì)ACI送出1998年2月投票的ISOTC71

12、SC4編制的(Performance and Assessment Requirements forSbucturalConcrete)的草案，其中第三章“規(guī)定(Requirement)中，對(duì)3.1. 3條平安水準(zhǔn)(Safety Level)提出“平安水準(zhǔn)的選定應(yīng)思索失效的后果，設(shè)備的功能，所期望失效方式的延性，構(gòu)造的超靜定程度，以及對(duì)建成的構(gòu)造在運(yùn)用過(guò)程中進(jìn)展檢測(cè)和維護(hù)的才干。.在3.1.3條的闡明中，提出在3.1.2條規(guī)定的設(shè)計(jì)壽命(Design Life)內(nèi)，對(duì)于普通建筑構(gòu)造(設(shè)計(jì)壽命為50年)，用對(duì)數(shù)正態(tài)分布、一次二階矩法計(jì)算時(shí)，取3.0 ；對(duì)于脆性構(gòu)造、單一傳力途徑的構(gòu)造以及難以檢測(cè)

13、和維護(hù)的構(gòu)造，平安水準(zhǔn)應(yīng)予提高。與我國(guó)一致規(guī)范相比，這份文件所規(guī)定的可靠目的的特點(diǎn)是：(1)該文件取3.0的詳細(xì)根據(jù)尚需作進(jìn)一步了解；(2)分析可靠度的概率模型為對(duì)數(shù)正態(tài)分布，而我國(guó)那么分不同情況取用了正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布和極值I型分布；(3)對(duì)可靠目的的選用，尚需思索建成的構(gòu)造能否具有可檢測(cè)和維修的才干。.有關(guān)政府或?qū)W術(shù)團(tuán)體在援用或部分援用IS02394的根本方法制定以分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)的極限形狀設(shè)計(jì)的適用設(shè)計(jì)規(guī)范時(shí)，通常只是列出有關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)值、規(guī)范值及有關(guān)的分項(xiàng)系數(shù)值，在規(guī)范中不給出論證這些參數(shù)所援用的可靠度設(shè)計(jì)實(shí)際、選用的可靠目的值，由于這是規(guī)范編制組的任務(wù)，而工程技術(shù)人員實(shí)踐上用的那么是

14、他們慣用的分項(xiàng)系數(shù)的極限形狀設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)方法。.A2 國(guó)際規(guī)范ISO 2394：1998的適用范圍該規(guī)范適用于各種整體構(gòu)造，如房屋建筑、各種橋梁、工業(yè)構(gòu)筑物等，以及組成構(gòu)造的各種構(gòu)造構(gòu)件和根底的設(shè)計(jì)；適用于施工中的各個(gè)階段，即構(gòu)造構(gòu)件的制造、運(yùn)輸和裝匈、安裝和全部現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，以及構(gòu)造在設(shè)計(jì)任務(wù)壽命期的運(yùn)用及維修；允許不同國(guó)家之間在實(shí)踐設(shè)計(jì)中有所差別，詳細(xì)到某個(gè)國(guó)家，其國(guó)家規(guī)范和適用規(guī)范與該國(guó)際規(guī)范相比可以略作簡(jiǎn)化，或在某些方面更加詳細(xì)一些。對(duì)已有工程構(gòu)造的鑒定或變卦用途的評(píng)定，該標(biāo)淮同樣適用，并在專門章節(jié)作了較為詳細(xì)的論述。.A3 國(guó)際規(guī)范ISO 2394：1998內(nèi)容簡(jiǎn)介A31 要求和概念A(yù)3

15、1. l 根本要求：構(gòu)造和構(gòu)造構(gòu)件的設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)應(yīng)使其在設(shè)計(jì)任務(wù)壽命期內(nèi)適用并且經(jīng)濟(jì)特別是要求它們必需具有適當(dāng)?shù)目煽慷纫詽M足以下各項(xiàng)要求，平安性、適用性和耐久性。.A312 構(gòu)造可靠度設(shè)定構(gòu)造和構(gòu)造構(gòu)件可靠度的設(shè)定要思索以下幾個(gè)方面：(1)失效的緣由和方式。(2)能夠的失效后果。(3)減小失效風(fēng)險(xiǎn)所需求的人力、物力和財(cái)力。(4)特定地域的社會(huì)和環(huán)境條件。.A.3.1. 3 構(gòu)造設(shè)計(jì) 構(gòu)造設(shè)計(jì)的目的是盡量減小構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件的失效概率，保證其可靠度。在設(shè)計(jì)中應(yīng)該思索到能夠引起構(gòu)造失效的各種緣由，其中包括：(1)正常運(yùn)用情況下各種作用、資料性能、幾何量的最不利組合：(2)可以預(yù)見(jiàn)的各種異常作用效

16、應(yīng)或環(huán)境影響，如碰撞或極端氣候條件(3)錯(cuò)誤呵斥的后果，如缺乏資料、脫漏、誤解和短少聯(lián)絡(luò)、疏漏、錯(cuò)用等(4)不可預(yù)見(jiàn)的影響。.對(duì)于可以預(yù)見(jiàn)的損壞，根本要求中規(guī)定其不應(yīng)到達(dá)與原因不相稱的程度，即構(gòu)造在某種作用下，不該當(dāng)發(fā)生延續(xù)性破壞。相應(yīng)的預(yù)防措施主要有： (1)根據(jù)正常運(yùn)用條件下的各項(xiàng)規(guī)那么，進(jìn)展構(gòu)造設(shè)計(jì)和維護(hù)； (2)對(duì)構(gòu)造的主要承載構(gòu)件進(jìn)展異常作用下的設(shè)計(jì)，對(duì)于關(guān)鍵構(gòu)件的設(shè)計(jì)要思索它們?cè)谡麄€(gè)構(gòu)造體系中所起的重要作用，.(3)預(yù)防可以預(yù)見(jiàn)的作用以及減少人為錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)中仔細(xì)檢查，在構(gòu)造布置上保證不含內(nèi)在的薄弱環(huán)節(jié)，使構(gòu)造荷載平安地傳送到根底上，采取防護(hù)措施防止車輛撞擊等偶爾作用以及采取適當(dāng)?shù)馁|(zhì)

17、量保證和質(zhì)量控制措施來(lái)減小設(shè)計(jì)和施工錯(cuò)誤的概率等； (4)構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)做到除關(guān)鍵的構(gòu)造構(gòu)件外，部分損壞不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)構(gòu)造或其重要部分立刻倒塌。當(dāng)非關(guān)鍵構(gòu)件損傷后，對(duì)于剩余構(gòu)造該當(dāng)可以接受比正常情況低的可靠度，以使構(gòu)造在損壞后的短時(shí)期內(nèi)經(jīng)維修到達(dá)正常的可靠度標(biāo)難。.A314 質(zhì)量控制質(zhì)量合格的定義是：己開(kāi)工的工程滿足規(guī)定的各項(xiàng)質(zhì)量要求，特別是各項(xiàng)根本要求。在工程壽命期的各階段中，質(zhì)量應(yīng)由有關(guān)管理機(jī)構(gòu)采取和執(zhí)行適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量政策加以保證。質(zhì)量政策包括對(duì)各種質(zhì)量的要求、在構(gòu)造的設(shè)計(jì)與制造各階段以及運(yùn)用和維護(hù)期間采取的各種擰制措施。為確保質(zhì)量政策的合理執(zhí)行，質(zhì)量管理應(yīng)思索構(gòu)造的類型和運(yùn)用、質(zhì)量缺陷的后果以及相

18、應(yīng)機(jī)構(gòu)的管理素質(zhì)。.在構(gòu)造設(shè)計(jì)中，可靠性是保證質(zhì)量的最重要方面，可經(jīng)過(guò)以下條件獲得較高的可靠性：(1)提出可靠性的各項(xiàng)要求；(2)規(guī)定驗(yàn)證可靠性滿足要求的規(guī)那么；(3)規(guī)定構(gòu)造設(shè)計(jì)和相關(guān)條件的各項(xiàng)規(guī)那么。 這些條件涉及到構(gòu)造體系的選擇、制造工藝程度和維護(hù)制度，同時(shí)亦思索了各種資料性能的變異性、質(zhì)量控制和資料驗(yàn)收準(zhǔn)那么。.A.3.1.5 耐久性和維護(hù)構(gòu)造與構(gòu)造構(gòu)件的耐久性是指在其任務(wù)壽命期內(nèi)、在適當(dāng)?shù)木S護(hù)條件下在其所處環(huán)境中堅(jiān)持正常任務(wù)的才干。 關(guān)于構(gòu)造設(shè)計(jì)的時(shí)間概念，該國(guó)際規(guī)范的一個(gè)重要突破是對(duì)構(gòu)造設(shè)計(jì)基淮期與設(shè)計(jì)任務(wù)壽命作了區(qū)分。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期指的是一個(gè)選定的時(shí)間段，可以用來(lái)作為評(píng)定各種可變作用

19、取值以及與時(shí)間有關(guān)的資料性能取值的根底；設(shè)計(jì)任務(wù)壽命指的是構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件不需求大的維修而可以按預(yù)定目的運(yùn)用的時(shí)間段。設(shè)計(jì)任務(wù)壽命可以與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期一樣，也可以不同。表A1為構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件設(shè)計(jì)任務(wù)壽命的一個(gè)例子。. 維護(hù)是指為使構(gòu)造滿足耐久性要求而在構(gòu)造運(yùn)用壽命期間采取的一系列措施，包括常規(guī)檢查、特殊檢查、防護(hù)系統(tǒng)的改良以及構(gòu)造構(gòu)件的維修等。為保證耐久性，要采取一些措施，如制定一套維護(hù)制度，使構(gòu)造在延續(xù)檢測(cè)之間性能無(wú)明顯的退化；在當(dāng)無(wú)法對(duì)構(gòu)造或不需對(duì)構(gòu)造進(jìn)展維護(hù)時(shí)要將其設(shè)計(jì)成即使性能退化也不會(huì)失效。另外，在設(shè)計(jì)中還應(yīng)該留意一些相關(guān)要素的影響，如構(gòu)造預(yù)期用途、要求的性能、環(huán)境條件、資料性能、構(gòu)造體系

20、、構(gòu)件外形、構(gòu)造細(xì)部構(gòu)造、工藝質(zhì)量和控制程度、專門的防護(hù)措施以及在設(shè)計(jì)任務(wù)壽命期內(nèi)的維護(hù)等。.A.32 極限形狀設(shè)計(jì)原那么A321 極限形狀定義和分類： 除了承載才干和正常運(yùn)用極限形狀兩種劃分方法外，根據(jù)構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件超越后的情況又將極限形狀劃分為： (1)不可逆極限形狀：引起超越的作用撤除后仍將長(zhǎng)期堅(jiān)持超越效應(yīng)的極限形狀，亦即因超越極限形狀而引起的損壞和功能失常不能自動(dòng)恢復(fù)。 (2)可逆極限形狀：引起超越的作用撤除后，將不再堅(jiān)持超越效應(yīng)的極限形狀，即構(gòu)造本身能由不期望形狀轉(zhuǎn)變?yōu)槠谕螤睢?超越承載才干極限形狀的過(guò)程普通是不可逆的，一旦出現(xiàn)將會(huì)引起構(gòu)造失效；超越正常運(yùn)用極限形狀的過(guò)程普通是可逆

21、的，但有些情況下也是不可逆的，如永久性的部分損壞和永久性的不可接受變形。.A.3.2.2 設(shè)計(jì)原那么 設(shè)計(jì)計(jì)算(或原型設(shè)計(jì))的目的是為了保證構(gòu)造具有足夠的可靠度?？刹捎脙煞N設(shè)計(jì)計(jì)算方式：分項(xiàng)系數(shù)方式和概率方式。通常所采用的設(shè)計(jì)計(jì)算方式是分項(xiàng)系數(shù)方式，而對(duì)特殊的設(shè)計(jì)問(wèn)題那么采用概率方式能夠更為方便些，對(duì)分項(xiàng)系數(shù)方式的校難也可以采用概率方式。除設(shè)計(jì)計(jì)算外，細(xì)部構(gòu)造措施也是保證構(gòu)造具有充分可靠性的重要方面。.A33 根本變量A331 普通概念根本變量，包含各種作用、環(huán)境影響、資料與土壤的性能及幾何參數(shù)等。多數(shù)情況下，根本變量的概率分布函數(shù)可以用一些主要的分布參數(shù)來(lái)表征，如平均值、規(guī)范差、偏度和多維分

22、布中的相關(guān)系數(shù)等。概率模型應(yīng)該以有效數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析為根據(jù)，并在能夠的條件下對(duì)一切數(shù)據(jù)進(jìn)展校核，以消除量測(cè)誤差、尺寸效應(yīng)的影響。各根本變量的概率模型可以直接用于概率方式的設(shè)計(jì)，而分項(xiàng)系數(shù)設(shè)計(jì)方式中各根本變量的設(shè)計(jì)值可按其概率模型來(lái)確定。.A332 作用(1)定義：作用是施加于構(gòu)造上集中或分布的機(jī)械力(直接作用)或外加于構(gòu)造上或約束于構(gòu)造使構(gòu)造變形的緣由(間接作用)。(2)分類：按時(shí)間與空間上能否是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立分類。.A333 環(huán)境影響構(gòu)造處于不同的環(huán)境之牛，環(huán)境條件對(duì)構(gòu)造性能的影響是顯著的。環(huán)境影響能夠具有機(jī)械、物理、化學(xué)或生物學(xué)的性質(zhì)，可以便構(gòu)造資料性能退化，從而影響平安性、適用性和耐久性。環(huán)境影

23、響在許多方面與作用類似，并且可以按與之一樣的方式分類，尤其是按時(shí)間的變異性同樣可以分為永久、可變和偶爾的環(huán)境影響。環(huán)境影響與資料性能是親密相關(guān)的，影響的程度應(yīng)根據(jù)每種資料的類型加以確定。在大多數(shù)涉及到化學(xué)和生物的損傷中，潮濕是一個(gè)重要要素。.A33. 4 資料和土的性能A335 幾何參數(shù).A34 模型A341 根本概念 模型是根據(jù)實(shí)驗(yàn)建立的模擬各種作用、資料性能、構(gòu)造性能等要素的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)表達(dá)式。計(jì)算模型應(yīng)可以根據(jù)作用和環(huán)境影響描畫構(gòu)造及其性能和所思索的極限形狀。各種模型應(yīng)該根據(jù)主要要素和次要要素進(jìn)展簡(jiǎn)化。常用的模型主要有：作用模型、構(gòu)造模型和抗力模型等。模型的選擇要與設(shè)計(jì)情況相順應(yīng)，這取決于荷

24、載的特征、資料性能和構(gòu)造的幾何外形。模型應(yīng)建立于對(duì)作用與作用效應(yīng)以及作用效應(yīng)與抗力之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證根底之上。.A342 模型類別(1)作用模型(2)描畫構(gòu)造幾何性能的模型幾何非線性和二階效應(yīng)(3)描畫資料性能和靜態(tài)反響的模型.。當(dāng)作用效應(yīng)模型和抗力模型分別運(yùn)用于設(shè)計(jì)中時(shí)，這兩種模型在原那么上應(yīng)該堅(jiān)持一致。但在有些情況中可以簡(jiǎn)化和修正，如延續(xù)梁中的彎短(作用效應(yīng))是按彈性實(shí)際計(jì)算的，而其抗力那么根據(jù)塑性實(shí)際計(jì)算。在普通情況下，特別是思索二階效應(yīng)和其他非線性效應(yīng)時(shí)，除非采取了專門處置措施，否那么這樣的計(jì)算是不合理的。.(4)動(dòng)態(tài)反響模型動(dòng)態(tài)反響分析模型包括：剛度模型、阻尼模型和慣性模型。剛度模型

25、根本上與靜態(tài)分析的一樣。雖然循環(huán)作用能夠?qū)е聞偠认陆?，但由于?dòng)態(tài)反響的影響，也能夠引起剛度增大；阻尼是由于資料本身或構(gòu)造與環(huán)境相互作用等機(jī)制呵斥的，主要有：資料阻尼、摩擦阻尼、幾何阻尼以及流體阻尼等，在有些情況下，某些阻尼能夠是負(fù)值，導(dǎo)致從環(huán)境到構(gòu)造的能量流動(dòng)；慣性力是由構(gòu)造質(zhì)量、非構(gòu)造質(zhì)量以及周圍流質(zhì)、空氣或土的附加質(zhì)量的加速度引起的，來(lái)源于構(gòu)造與環(huán)境的相互作用，當(dāng)思索不同質(zhì)量的影響時(shí)，那么有必要進(jìn)展動(dòng)態(tài)分析。 普通情況下，在實(shí)踐設(shè)計(jì)中并不要求進(jìn)展全面的動(dòng)態(tài)反響分析，最常用的方法是計(jì)算其準(zhǔn)靜態(tài)反響并乘以動(dòng)態(tài)放大系數(shù)，以代表構(gòu)造的動(dòng)態(tài)反響，該系數(shù)是固有頻率和阻尼的函數(shù)。.(5)疲勞模型接受反復(fù)

26、荷載作用的構(gòu)造，在荷載程度遠(yuǎn)低于正常失效荷載時(shí)有能夠發(fā)生疲勞失效。假設(shè)疲勞失效是由裂痕擴(kuò)展引起的，那么失效過(guò)程可分為三個(gè)階段：初始階段：裂痕引發(fā)；開(kāi)展階段：在每一荷載循環(huán)下均發(fā)生穩(wěn)定的裂痕擴(kuò)展；失效階段：由于脆性斷裂或延性撕裂引起不穩(wěn)定的裂痕擴(kuò)展或由于塑性變形導(dǎo)致截面減少而破壞。在低周疲勞情況下，裂痕擴(kuò)展會(huì)出現(xiàn)較大的塑性區(qū)，經(jīng)較少次數(shù)的荷載循環(huán)即發(fā)生失效，而在高周疲勞的情況下，塑性區(qū)那么很小。.A344 基于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)基于實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷脑O(shè)計(jì)是指以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析為根據(jù)的設(shè)計(jì)方法，在以下情況下，當(dāng)無(wú)適用的計(jì)算模型時(shí)，其部分設(shè)計(jì)方法可以經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?shí)現(xiàn)。 1)缺乏實(shí)際模型或足夠的數(shù)據(jù)，不能按現(xiàn)行

27、規(guī)范的方法處置； 2)供計(jì)算用的數(shù)據(jù)不能正常反映實(shí)踐條件，如特殊的制造方法； 3)現(xiàn)有設(shè)計(jì)公式能夠?qū)е路浅１Ｊ氐慕Y(jié)果，而采取直接的極限形狀檢驗(yàn)有望獲得更為經(jīng)濟(jì)的效果； 4)推導(dǎo)新的設(shè)計(jì)公式。.(2)構(gòu)造實(shí)踐條件與實(shí)驗(yàn)條件差別的思索構(gòu)造的實(shí)驗(yàn)條件能夠與實(shí)踐條件有所不同，這些差別應(yīng)由合理的換算系數(shù)來(lái)處置。換算系數(shù)應(yīng)根據(jù)實(shí)際分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)確定，有時(shí)髦需求一定程度的判別。確定時(shí)應(yīng)思索以下要素： 1)尺寸效應(yīng)。 2)時(shí)間效應(yīng)。最好用原型尺寸；實(shí)驗(yàn)通常在短期加載下進(jìn)展，而許多構(gòu)造的承載力和變形取決于長(zhǎng)期效應(yīng)3)邊境條件。自在或嵌固等4)影響資料性能的濕度條件 5)工藝條件。以實(shí)驗(yàn)條件替代實(shí)踐條件，能夠在

28、相當(dāng)程度上影響構(gòu)造性能，例如裝配式節(jié)點(diǎn)的性能。.A35 基于可靠度的設(shè)計(jì)原那么體系可靠性與構(gòu)件可靠性從概率觀念，構(gòu)件可靠性指具有單一控制失效方式的構(gòu)件的可靠性；體系可靠性指具有多于一個(gè)失效方式的構(gòu)件的可靠性和兩個(gè)或兩個(gè)以上相關(guān)構(gòu)件組成的構(gòu)造的可靠性。鑒于構(gòu)造體系可靠性評(píng)價(jià)的重要性，有必要確定構(gòu)造破壞的整體特征以及在偶爾事件作用下構(gòu)造的整體性，對(duì)構(gòu)件可靠性的各種要求應(yīng)取決于體系的各種特征。進(jìn)展體系可靠性分析應(yīng)該明確構(gòu)造個(gè)同的承載途徑，即贅余度，根據(jù)構(gòu)造的形狀和復(fù)雜性，建立多種失效方式。由于目前的體系可靠性分析方法的不完善，在運(yùn)用時(shí)要小心謹(jǐn)慎。.A36 分項(xiàng)系數(shù)方式.A37 已有構(gòu)造的評(píng)價(jià)A371

29、 需求評(píng)價(jià)的緣由在以下情況下需求對(duì)已有構(gòu)造的可靠性進(jìn)展評(píng)價(jià)：(1)對(duì)已有構(gòu)造進(jìn)展修復(fù)，修復(fù)時(shí)新的構(gòu)造構(gòu)件添加到已有的承載體系上；(2)在擬改動(dòng)運(yùn)用用途或延伸設(shè)計(jì)任務(wù)壽命時(shí)判別構(gòu)造能否能抵抗已變化了的各種(3)由于環(huán)境影響而引起老化或偶爾作用的損壞(4)對(duì)構(gòu)造的可靠性持疑心態(tài)度。.A372 評(píng)價(jià)原那么對(duì)已有構(gòu)造的評(píng)價(jià)必需符合A.3lA.3.6節(jié)中的規(guī)定。構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí)運(yùn)用的舊規(guī)范只能作為參考性文件。 對(duì)不受構(gòu)造變化、修復(fù)、修繕、改動(dòng)用途影響以及沒(méi)有明顯損壞或?qū)煽啃詿o(wú)疑心構(gòu)造的部分，可以不進(jìn)展可靠性評(píng)定。.A373 根本變量為符合可靠度要求，各根本變量必需按以下原那么采用： (1)已有構(gòu)造的尺寸必需在適當(dāng)范圍內(nèi)進(jìn)展驗(yàn)證，苦符合原始設(shè)計(jì)要求，那么在分析中應(yīng)與原設(shè)計(jì)相一致； (2)荷載特征值必需符合實(shí)踐情況。假設(shè)在構(gòu)造的運(yùn)用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)有超載情況，那么在評(píng)價(jià)時(shí)可以適當(dāng)增大荷載代表值；苦某些荷載曾經(jīng)減小或全部卸載，那么荷載代表值可以適當(dāng)折減或?qū)Ψ猪?xiàng)系數(shù)進(jìn)展調(diào)整； (3)各種資料性能必需按構(gòu)造實(shí)踐形狀思索，假設(shè)有原始設(shè)計(jì)文件，構(gòu)造資料沒(méi)有嚴(yán)重退化，也沒(méi)有設(shè)計(jì)、施工錯(cuò)誤，那么可以運(yùn)用原設(shè)計(jì)中關(guān)于