公路工程结构可靠性设计统一标准.docx
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公路工程结构可靠性设计统一标准.docx
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公路工程结构可靠性设计统一标准
目次
7.3作用分析模型23
7.4分析方法24
7.5试验辅助设计24
8分项系数设计方法25
8.1一般规定25
8.2承载能力极限状态26
8.3正常使用极限状态29
附录A作用代表值的确定方法31
A.1永久作用的标准值31
A.2可变作用的标准值31
A.3可变作用的组合值32
A.4可变作用的频遇值34
A.5可变作用的准永久值35
附录B试验辅助设计37
B.1基本要求37
B.2试验结果的统计评估原则37
附录C分项系数确定方法38
C.1一般规定38
C.2可靠指标计算38
C.3可靠度校准40
C.4分项系数确定40
本标准用词用语说明44
条文说明45
1总则
1.1.1为统一公路工程结构设计的基本原则、基本要求和基本方法,使公路工程结构符合可持续发展、安全可靠、适用耐久、经济合理、技术先进的要求,制定本标准。
1.1.2本标准适用于公路桥涵结构及构件、公路隧道结构及构件、公路路面结构、地基基础的设计。
1.1.3公路工程结构、构件设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法;不具备条件时,可根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行,也可采用容许应力或安全系数等方法。
1.1.4各类公路工程结构设计规范应遵守本标准规定的基本准则,并应制定相应的具体规定。
1.1.5公路工程结构设计除应符合本标准的规定外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2术语和符号
2.1术语
2.1.1可靠性reliability
结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力;包括结构的安全性、适用性和耐久性等。
2.1.2安全性safety
结构在正常施工和正常使用条件下,承受可能出现的各种作用的能力,以及在偶然作用发生时和发生后,仍保持必要的整体稳定性的能力。
2.1.3适用性serviceability
结构在正常使用条件下,保持良好使用性能的能力。
2.1.4耐久性durability
在设计确定的环境作用和养护、使用条件下,结构及其构件在设计使用年限内保持其安全性和适用性的能力。
2.1.5可靠度degreeofreliability(reliability)
结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的概率。
2.1.6失效概率probabilityoffailure
结构不能完成预定功能的概率。
2.1.7可靠指标reliabilityindex
度量结构可靠度的数值指标,可靠指标β与失效概率pf的关系为β=
–(pf),其中Φ-1(⋅)为标准正态分布函数的反函数。
标准规定的作为结构设计依据的可靠指标称为目标可靠指标。
2.1.8基本变量basicvariables
代表物理量的一组规定的变量,用于表示作用和环境影响、材料和岩土的性能以及几何参量的特征。
2.1.9设计基准期designreferenceperiod
为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。
2.1.10设计使用年限designworking/servicelife
在正常设计、正常施工、正常使用和正常养护条件下,路面、桥涵、隧道
结构或构件不需进行大修或更换,即可按其预定目的使用的年限。
2.1.11重现期returnperiod
大于或等于某一规定值的作用可能出现一次的平均间隔时间。
2.1.12安全等级safetyclasses
为使结构具有合理的安全性,根据工程结构破坏所产生后果的严重程度而划分的设计等级。
2.1.13设计状况designsituations
代表一定时段内实际情况的一组设计条件,设计时应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态。
2.1.14持久设计状况persistentdesignsituation
在结构使用过程中一定出现,且持续时间很长的设计状况,其持续期一般与设计使用年限为同一数量级。
2.1.15短暂设计状况transientdesignsituation
在结构施工和使用过程中出现概率较大,而与设计使用年限相比,其持续期很短的状况。
2.1.16偶然设计状况accidentaldesignsituation
在结构使用过程中出现概率很小,且持续期很短的设计状况。
2.1.17地震设计状况seismicdesignsituation
结构遭受地震时的设计状况。
2.1.18极限状态limitstates
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态为该功能的极限状态。
2.1.19极限状态方程limitstateequation
在结构或构件处于极限状态时,各有关基本变量的关系式。
2.1.20承载能力极限状态ultimatelimitstates
对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形的状态。
2.1.21正常使用极限状态serviceabilitylimitstates
对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。
2.1.22结构功能函数functionofstructuralperformance
关于基本变量的函数,该函数表征一种结构功能。
2.1.23校准法calibrationmethod
通过对现存结构或以往设计规范隐含可靠度水平的反演分析,以确定结构设计时采用的目标可靠指标的方法。
2.1.24随机过程stochasticprocess
随连续时间参数变化的随机变量。
可用随机过程概率模型来描述。
2.1.25概率分布probabilitydistribution
随机变量取值的统计规律,一般用概率密度函数或概率分布函数表示。
2.1.26统计参数statisticalparameter
在概率分布中用来表示随机变量取值的平均水平和离散程度的数字特征。
2.1.27分位值fractile
与随机变量概率分布函数的某一概率相对应的值。
2.1.28名义值nominalvalue
用非统计方法确定的值。
2.1.29作用action
施加在结构上的集中力或分布力(直接作用,也称为荷载)和引起结构外加变形或约束变形的原因(间接作用)。
2.1.30作用效应effectofaction
由作用引起的结构或构件的反应。
2.1.31作用的代表值representativevalueofanaction
极限状态设计所采用的作用值;可取作用的标准值或可变作用的伴随值。
2.1.32作用的标准值characteristicvalueofanaction
作用的主要代表值,可根据对观测数据的统计、作用的自然界限或工程经验确定。
2.1.33可变作用的组合值combinationvalueofavariableaction
使组合后的作用效应的超越概率与该作用单独出现时其标准值作用效应的超越概率趋于一致的作用值;或组合后使结构具有规定可靠指标的作用值。
可通过组合值系数对作用标准值的折减来表示。
2.1.34可变作用的频遇值frequentvalueofavariableaction
在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较小的作用值;或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。
可通过频遇值系数对作用标准值的折减来表示。
2.1.35可变作用的准永久值quasi-permanentvalueofavariableaction
在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较大的作用值;可通过准永久值系数对作用标准值的折减来表示。
2.1.36可变作用的伴随值accompanyingvalueofavariableaction
在作用组合中,伴随主导作用的可变作用值;可以取组合值、频遇值或准永久值。
2.1.37作用的设计值designvalueofanaction
作用的代表值与作用分项系数的乘积。
2.1.38作用组合(荷载组合)combinationofactions(loadcombination)
在不同作用的同时影响下,为验证某一极限状态的结构可靠度而采用的一组作用设计值。
2.1.39永久作用permanentaction
在设计基准期内始终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用,或其变化是单调的并趋于某个限值的作用。
2.1.40可变作用variableaction
在设计基准期内其量值随时间而变化,且变化值与平均值相比不可忽略不计的作用。
2.1.41偶然作用accidentaction
在设计基准期内不一定出现,而一旦出现其量值很大,且持续时间很短的作用。
2.1.42地震作用seismicaction
地震对结构所产生的作用。
2.1.43固定作用fixedaction
在结构空间上具有固定空间分布的作用;当固定作用在某一点上的大小和方向确定后,在整个结构上的该作用即得以确定。
2.1.44自由作用freeaction
在结构上给定的范围内具有任意空间分布的作用。
2.1.45静态作用staticaction
使结构产生的加速度可以忽略不计的作用。
2.1.46动态作用dynamicaction
使结构上产生的加速度不可忽略不计的作用。
2.1.47环境作用environmentalaction
环境对结构产生的各种机械的、物理的、化学的或生物的不利作用。
环境作用会引起结构材料性能的劣化,降低结构的安全性或适用性,影响结构的耐久性。
2.1.48材料性能的标准值characteristicvalueofamaterialproperty
符合规定质量的材料性能概率分布的某一分位值或材料性能的名义值。
2.1.49材料性能的设计值designvalueofamaterialproperty
材料性能的标准值除以材料性能分项系数所得的值。
2.1.50几何参量的标准值characteristicvalueofageometricalparameter
设计规定的几何参量公称值或几何参量概率分布的某一分位值。
2.1.51几何参量的设计值designvalueofageometricalparameter
几何参量的标准值增加或减少一个几何参量的附加量所得的值。
2.1.52抗力resistance
结构或构件承受作用效应的能力。
2.1.53分项系数partialsafetyfactor
用概率极限状态设计法设计时,为保证所设计的结构具有规定的可靠度,在设计表达式中采用的系数;分为作用分项系数和抗力分项系数两类。
2.1.54结构重要性系数factorforimportanceofstructure
对不同安全等级的结构,为使其具有规定的可靠度而采用的分项系数。
2.1.55可靠度系数reliabilitycoefficient
路面结构设计时,为保证所设计的结构具有规定的可靠度,而在设计表达式中采用的单一综合系数。
2.1.56设计使用年限荷载调整系数regulationfactorofdesignworkinglife
设计使用年限与结构设计基准期不等时,采用的荷载调整系数。
2.1.57脆性破坏brittlefailure
结构或构件在破坏前无预兆的破坏。
2.1.58延性破坏ductilefailure
结构或构件在破坏前有预
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- 关 键 词:
- 公路工程 结构 可靠性 设计 统一标准