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《工程结构可靠性设计统一标准[附条文说明]》GB 50153-2008
住房和城乡建设部
实施时间:2009-07-01
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前言
1 总则
2 术语、符号
2.1 术语
2.2 符号
3 基本规定
3.1 基本要求
3.2 安全等级和可靠度
3.3 设计使用年限和耐久性
3.4 可靠性管理
4 极限状态设计原则
4.1 极限状态
4.2 设计状况
4.3 极限状态设计
5 结构上的作用和环境影响
5.1 一般规定
5.2 结构上的作用
5.3 环境影响
6 材料和岩土的性能及几何参数
6.1 材料和岩土的性能
6.2 几何参数
7 结构分析和试验辅助设计
7.1 一般规定
7.2 结构模型
7.3 作用模型
7.4 分析方法
7.5 试验辅助设计
8 分项系数设计方法
8.1 一般规定
8.2 承载能力极限状态
8.3 正常使用极限状态
附录A各类工程结构的专门规定
A.1房屋建筑结构的专门规定
A.2铁路桥涵结构的专门规定
A.3公路桥涵结构的专门规定
A.4港口工程结构的专门规定
附录B质量管理
B.1质量控制要求
B.2设计审查及施工检查
附录C作用举例及可变作用代表值的确定原则
C.1作用举例
C.2可变作用代表值的确定原则
附录D试验辅助设计
D.1一般规定
D.2试验结果的统计评估原则
D.3单项性能指标设计值的统计评估
附录E结构可靠度分析基础和可靠度设计方法
E.1一般规定
E.2结构可靠指标计算
E.3结构可靠度校准
E.4基于可靠指标的设计
E.5分项系数的确定方法
E.6组合值系数的确定方法
附录F结构疲劳可靠性验算方法
F.1一般规定
F.2疲劳作用
F.3疲劳抗力
F.4疲劳可靠性验算方法
附录G既有结构的可靠性评定
G.1一般规定
G.2安全性评定
G.3适用性评定
G.4耐久性评定
G.5抗灾害能力评定
本标准用词说明
自2022年1月1日起废止的条文
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C.2可变作用代表值的确定原则

C.2  可变作用代表值的确定原则

C.2.1  可变作用标准值可按下述原则确定:

   1  当可变作用采用平稳二项随机过程模型时,设计基准期T内可变作用最大值的概率分布函数可按下式计算:

         (C.2.1-1)

   式中——可变作用随机过程的截口概率分布函数;

       m——可变作用在设计基准期T内的平均出现次数。

   当截口概率分布为极值I型分布时(如年最大风压):

         (C.2.1-2)

   其最大值概率分布函数为:

    (C.2.1-3)

   2  可变作用的标准值可由可变作用在设计基准期T内最大值概率分布的统计特征值确定,最常用的统计特征值有平均值、中值和众值,也可采用其他的指定概率的分位值,即:

         (C.2.1-4)

   此时,对标准值在设计基准期内最大值分布上的超越概率为l-p。

   3  在很多情况下,特别是对自然作用,采用重现期来表达可变作用的标准值比较方便,重现期是指连续两次超过作用值的平均间隔时间,的关系如下:

         (C.2.1-5)

   重现期、概率和确定标准值的设计基准期T还存在下述近似关系:

         (C.2.1-6)

▼ 展开条文说明

C.2.2  可变作用频遇值可按下述原则确定:

   1  按作用值被超越的总持续时间与设计基准期的规定比率确定频遇值。

   在可变作用的随机过程的分析中,将作用值超过某水平的总持续时间与设计基准期T的比率来表征频遇值作用的短暂程度(图C.2.2-1a)。图C.2.2-1b给出的是可变作用Q在非零时域内任意时点作用值的概率分布函数,超过水平的概率可按下式确定:

   图C.2.2-1 以作用值超过某水平的总持续时间与设计基准期T的比率定义可变作用频遇值对各态历经的随机过程,存在下列关系式:

         (C.2.2-2)

   式中q——作用Q的非零概率。

   为规定值时,相应的作用水平可按下式确定:

         (C.2.2-3)

   对与时间有关联的正常使用极限状态,作用的频遇值可考虑按这种方式取值,当允许某些极限状态在一个较短的持续时间内被超越,或在总体上不长的时间内被超越,就可采用较小的值(不大于0.1),按式(C.2.2-3)计算作用的频遇值

   2  按作用值被超越的总频数或单位时间平均超越次数(跨阈率)确定频遇值。

   在可变作用的随机过程的分析中,将作用值超过某水平的次数或单位时间内的平均超越次数(跨阈率)来表征频遇值出现的疏密程度(图C.2.2-2)。

图C.2.2-2 以跨阈率定义可变作用频遇值

   跨阈率可通过直接观察确定,一般也可应用随机过程的某些特性(如谱密度函数)间接确定。当其任意时点作用的均值及其跨阈率为已知,而且作用是高斯平稳各态历经的随机过程,则对应于跨阈率的作用水平可按下式确定:

         (C.2.2-4)

   式中——-任意时点作用的标准差。

   对与作用超越次数有关联的正常使用极限状态,作用的频遇值可考虑按这种方式取值,当结构振动时涉及人的舒适性、影响非结构构件的性能和设备的使用功能等的极限状态,都可采用频遇值来衡量结构的正常性。

▼ 展开条文说明

C.2.3  可变作用准永久值可按下述原则确定:

   1  对在结构上经常出现的部分可变作用,可将其出现部分的均值作为准永久值采用。

   2  对不易判别的可变作用,可以按作用值被超越的总持续时间与设计基准期的规定比率确定,此时比率可取0.5。当可变作用可认为是各态历经的随机过程时,准永久值可直接按式(C.2.2-3)确定。

▼ 展开条文说明

C.2.4  可变作用组合值可按下述原则确定

   1  可变作用近似采用等时段荷载组合模型,假设所有作用的随机过程Q(t)都是由相等时段组成的矩形波平稳各态历经过程(图C.2.4)。

图C.2.4 等时段矩形波随机过程

   2  根据各个作用在设计基准期内的时段数r的大小将作用按序排列,在诸作用的组合中必然有一个作用取其最大作用,.而其他作用则分别取各自的时段最大作用或任意时点作用,统称为组合作用

   3  按设计值方法的原理,该最大作用的设计值和组合作用各为:

   对极值I型的作用,还给出相应的公式:

   式中——作用最大值的变异系数。

   4  组合值系数也可作为伴随作用的分项系数,按附录E.5和E.6的有关内容确定。

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