結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)(ppt53)-經(jīng)營(yíng)管理-文庫(kù)吧資料
2024-08-22 18:14本頁(yè)面
【正文】 鋼筋混凝土軸心受壓短柱，已知恒載產(chǎn)生的軸向力 NG為正態(tài)分布，活載產(chǎn)生的軸向力 NL為極值 Ⅰ 型分布，截面承載能力（抗力） R為對(duì)數(shù)正態(tài)分布，統(tǒng)計(jì)參數(shù)分別為 mNG＝636kN， VNG＝ ， mNL＝ 840kN， VNL＝ ， VR＝ ，極限狀態(tài)方程為 Z＝ g(R, NG, NL)=R－ NG－ NL＝ 0， 試求目標(biāo)可靠指標(biāo) b=mR 。 截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核 一、截面設(shè)計(jì) 工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常遇到兩類(lèi)問(wèn)題 ， 一是按規(guī)范規(guī)定的可靠度進(jìn)行設(shè)計(jì) ， 二是已知截面及配筋 ，進(jìn)行截面復(fù)核 ， 也即截面是否滿足規(guī)范規(guī)定的可靠度要求 。 不可逆極限狀態(tài)指產(chǎn)生超越狀態(tài)的作用被移掉后 ， 仍將永久保持超越狀態(tài)的一種極限狀態(tài) 。 對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用極限狀態(tài)的可靠指標(biāo) ， 需根據(jù)其可逆程度取 0～ 。 延性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前有明顯的變形或其它征兆，脆性破壞是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在破壞前無(wú)明顯的變形或其它征兆。對(duì)不影響整個(gè)結(jié)構(gòu)安全性的次要構(gòu)件可將其安全等級(jí)降低一級(jí)，但不得低于三級(jí)。 當(dāng)安全等級(jí)為一級(jí)或三級(jí)的結(jié)構(gòu) ， 其 bK值可相應(yīng)增減 。 隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng) ， 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的可靠度會(huì)逐步提高 。 再如對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) ，受剪時(shí) ， 安全系數(shù)為 ,受彎時(shí)為 ，也不是后者的可靠性低 。 3． 材料強(qiáng)度取值原則不統(tǒng)一 對(duì)鋼筋和混凝土等雖然都是按照數(shù)理統(tǒng)計(jì)來(lái)取值的 ， 但是保證率并不同 ， 從 50%到%,99%都有 ， 導(dǎo)致了同一種材料在不同結(jié)構(gòu)上取用不同的設(shè)計(jì)強(qiáng)度值 。 2． 荷載系數(shù)取值不統(tǒng)一 荷載系數(shù)即對(duì)荷載標(biāo)準(zhǔn)值考慮偶然不利因素影響而給出的安全系數(shù) 。 有的設(shè)計(jì)表達(dá)式采用單一安全系數(shù) ， 有的采用多系數(shù)形式 。 這反映了我國(guó)老規(guī)范規(guī)定的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度的一般水準(zhǔn) 。 最后將所求得的這些 b值 ， 經(jīng)加權(quán)平均及綜合分析調(diào)整 ，即可定出新規(guī)范的鋼筋混凝土軸心受壓短柱的設(shè)計(jì)可靠指標(biāo) bK值 。 例： 〔 解 〕 (1)設(shè) NGk＝ 5， 因 r＝ 2， 故 NLk＝ 10。 又從極限狀態(tài)方程知 ， Ｒ與 SQK＋ SGK按同一比例增減 ， 所以荷載效應(yīng)絕對(duì)值的大小不影響 b的計(jì)算結(jié)果 ， 所以在校核 b時(shí) ，可以?xún)H以荷載效應(yīng)比 r為參變量 ， 而不管 Sk和 RK具體取值 。 老規(guī)范的強(qiáng)度表達(dá)式一般可歸結(jié)為 ? ?為結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力標(biāo)準(zhǔn)值 為活載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 為恒載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)值 為老規(guī)范的安全系數(shù)式中： KQKGKKQKGKRSSKRSSK ??為活載為恒載為抗力 均為隨機(jī)變量式中 態(tài)方程為按可靠度理論，極限狀QGQGQGSSRSSRSSR,0 ???。 我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)可靠指標(biāo) ，就是通過(guò)對(duì)老規(guī)范中的 14種具有代表性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件 ， 進(jìn)行所謂 校準(zhǔn) 并 經(jīng)適當(dāng)調(diào)整 而制定的 。 這種方法實(shí)質(zhì)上充分考慮了工程建設(shè)常年積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn) ， 繼承了現(xiàn)行規(guī)范中暗含的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可靠度水準(zhǔn) ， 所以從總體上來(lái)講它是合理的 ， 并且也是為絕大部分人所接受的 ， 是一種切實(shí)可行的確定設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)的方法 。 修改規(guī)范 ， 就需要采用校準(zhǔn)法來(lái)分析原有規(guī)范的可靠度水平 ， 同時(shí)根據(jù)本國(guó)的實(shí)際經(jīng)濟(jì)和科技情況確定新規(guī)范的目標(biāo)可靠度水平 （ 可靠指標(biāo) ） ， 這個(gè)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)更為合理 ， 但是又不能偏離原規(guī)范太遠(yuǎn) 。 但是在采用可靠指標(biāo)之前 ， 并沒(méi)有一種簡(jiǎn)易可行的校準(zhǔn)法 。規(guī)范修訂所導(dǎo)致的安全度水平的變化若大于 10%， 就常常會(huì)大得使實(shí)際工作者們恐慌 ， 從而拒絕接受 ” 。 而規(guī)范體系本身也是需要 “ 設(shè)計(jì) ” 的 ， 修改規(guī)范的最重要之處就在于規(guī)定恰當(dāng)?shù)目煽慷人?， 同時(shí)在每一個(gè)具體的步驟中貫徹它 。 加拿大的林德曾經(jīng)說(shuō)： “ 規(guī)范無(wú)非是有代表性的專(zhuān)家對(duì)結(jié)構(gòu)的一種權(quán)衡 ” 。 同一個(gè)時(shí)期 ， 世界上可以同時(shí)存在幾十種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范 ， 根據(jù)它們?cè)O(shè)計(jì)建筑物 ，一般來(lái)講都是安全的 。 所謂校準(zhǔn)法 ， 就是通過(guò)對(duì)現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范安全度的校核 （ 反演計(jì)算 ） ， 找出隱含于現(xiàn)行規(guī)范中的可靠指標(biāo) ， 再經(jīng)過(guò)綜合分析和調(diào)整 ， 據(jù)以制定今后設(shè)計(jì) （ 規(guī)范 ） 采用的目標(biāo)可靠指標(biāo) 。當(dāng)功效函數(shù)為正態(tài)分布時(shí)，相當(dāng)于可靠指標(biāo) b＝ 。105,大致相當(dāng)于房屋在正常使用年限 50年的失效概率為 5180。107。105；暴風(fēng)為 4180。105。汽車(chē)失事為180。 例如根據(jù)美國(guó)和德國(guó)對(duì)人們參加各種活動(dòng)所面臨的風(fēng)險(xiǎn)水平作的統(tǒng)計(jì)分析，一些事故的年死亡率為：賽車(chē)為 5180。 一、類(lèi)比法或協(xié)商給定法 目前一般采用類(lèi)比法或校準(zhǔn)法來(lái)確定設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)。 例如考慮失效概率、直接造價(jià)、維修費(fèi)用和投資風(fēng)險(xiǎn)之間的關(guān)系。結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)須解決的問(wèn)題： ? 結(jié)構(gòu)的失效標(biāo)準(zhǔn)和失效模型 （理論基礎(chǔ)：中心點(diǎn)法和驗(yàn)算點(diǎn)法） ? 確定結(jié)構(gòu)的（目標(biāo)）設(shè)計(jì)可靠指標(biāo) ? 各有關(guān)參量的統(tǒng)計(jì)參數(shù)（ R和 S） ? 設(shè)計(jì)表達(dá)式（與現(xiàn)行設(shè)計(jì)規(guī)范相一致） 確定設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)的方法 設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)是設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的作為設(shè)計(jì)依據(jù)的可靠指標(biāo)，它表示設(shè)計(jì)所預(yù)期達(dá)到的結(jié)構(gòu)可靠度。 如何選擇結(jié)構(gòu)的最優(yōu)失效概率或設(shè)計(jì)可靠指標(biāo)是關(guān)系到社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)、生命財(cái)產(chǎn)等一系列方面的重要問(wèn)題。 Pf小，則造價(jià)高、維修費(fèi)和投資風(fēng)
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