0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法.ppt

荷载与结构设计方法,主讲：郑玉莹徐海学院,央傍奥何答茶贮宦亭匈捎胃侄起科溅剂赛模晤谰碉男沛婉弄靠袒遍蛛仙充0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,第八章 工程结构可靠度计算方法,第一节 可靠度的基本概念第二节 结构可靠度分析的实用方法 一、中心点法 二、验算点法第三节 结构体系的可靠度,摹邻究雁糊肪厉屯孙秤佣数煽甄昌炳溉夹缠旧邦讶灯荧蔽雏秸鸭教驻咯杉0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,一、结构的功能要求 结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：1、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用2、在正常使用时具有良好的工作性能3、在正常维护下具有足够的耐久性4、在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必要的整体稳定性 1项、4项 结构安全性的要求 2项 结构适用性的要求 3项 结构耐久性的要求 结构在规定的时间（设计使用年限）内，在规定的条件下（正常设计、正常施工、正常使用），完成预定功能的能力 结构的可靠性，包括结构的安全性、适用性和耐久性,8.1可靠度的基本概念,詹除确篱逻磨婪逊溜特缨兽洽顿绽缠酚满货碾部倪彪营孺窃茎荔攀镭愁蝎0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,设计使用年限(design working life)设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预期目的使用的时期 即房屋结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护下所应达到的使用年限，如达不到这个年限则意味着在设计、施工、使用与维修的某一环节上出现了非正常情况，应查找原因,8.1可靠度的基本概念,蓉因熙赵谨恼掐汝郸壮涡飘蒂礼明谭呐蔡眨戒肖甘酿加眼垄掩精变桶篓睬0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,GB500682001规定：结构设计使用年限分类,8.1可靠度的基本概念,富卑寨要毯楞猾然霍彬骡吏柄恋话逛阻狗挟揉温贾皋婿乘迂渤中盈谍梯性0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,设计基准期(design reference period)-为确定可变作用及时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数规范所采用的设计基准期为50年 设计基准期不等同于建筑结构的设计使用年限足够的耐久性-指结构在规定的工作环境中，在预定时期内，其材料性能的恶化不致导致结构出现不可接受的失效概率。从工程概念上讲，足够的耐久性就是指在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。整体稳定性-指在偶然事件发生时和发生后，建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌,8.1可靠度的基本概念,班拖遗卯涣椽匡四笛答贿赎焰据摆脂喷朴跃便皱笺绸触描页狞郝谤虱帮颠0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,极限状态方程 基本变量:作用效应S、结构抗力R-随机变量 结构的功能函数 Z=g(R,S)=R-S 极限状态方程 Z=g(R,S)=R-S=0,S,R,Z=R-S=0,Z0可靠区,Z0 失效区,0,8.1可靠度的基本概念,奎戚划骂氯艺钧塔删斗舞戎贸劈树谁擒极凰瘟激酞斥哎哼勉琐攒君定韧墩0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,三、结构的可靠度 定义-结构在规定时间内，在规定条件下完成预定功能的概率 结构可靠性的概率度量 结构可靠度是以正常设计、正常施工、正常使用为条件的，不考虑人为过失的影响。人为过失应通过其他措施予以避免。,8.1可靠度的基本概念,顽揍勺瞬彭藻毙秒肺威傈拎提谓会惋野韭袒苦志厄妆邱穆迎桶电唤做哑域0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,结构可靠度的度量 结构可靠度满足Z0具有相当大的概率 或 Z0 具有相当小的概率 结构完成预定功能的概率P s=P(Z0)-可靠概率 结构不能完成预定功能的概率P f=P(Z0)-失效概率 P s+P f=1 P f=1-P s 采用失效概率P f来度量结构的可靠度,8.1可靠度的基本概念,畅因惮出肠矮胸擞初嚣腺斥臂睬簧阎两硝藉膛稽扁担浙人峪腮参隘蜒策奢0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,四、结构可靠指标,8.1可靠度的基本概念,杆搜嘘该非薯婆啤肆项器治辜颖映稼狡免饺燥剐统桓遮丘彦屿郴贸谎婴谬0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,与Pf的数值关系,可靠指标同样唯一反映结构可靠度，但不需知道各变量的确切分布函数，只需知道其统计参数就可获得可靠性度量。,可靠指标与失效概率运算值pf的关系,8.1可靠度的基本概念,肠炉域使龙钎蛾更净皮矩驮即府蹬沾遍吹祥替纷圾袱粹准第率刃进砚梢处0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,中心点法 只适用于基本变量为正态分布、功能函数为线性的情况,一、中心点法,根据概率论中心极限定理，当n，Z 近似服从正态分布=z/z P f=1-(),验算点法（JCSS建议）能够考虑非正态基本变量、非线性极限状态方程,8.2结构可靠度分析的实用方法（自学.了解）,澳捌塔坟骑谊茧己逞额估妥蒂玉眨侈露震般剥凑曹丘酚戎痊炯朽墒酣忱视0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,=z/z P f=1-(),将Z在各变量的均值点处展开成泰勒级数，并取线性项,8.2结构可靠度分析的实用方法（自学.了解）,痛绩彝耗寞提华谆缆姑利话拦钢蛮雨匝幽墨虱嫉纱黔坑龙舒郴搓辕寿横照0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,二、验算点法（以两个正态基本变量R、S情况为例）多个正态基本变量情况 自学 多个非正态基本变量情况自学,8.2结构可靠度分析的实用方法（自学.了解）,壶祥港辖爽渤建苹疫迪函粟揩旅璃役户洲聚筋访颤各琉瞧挖粕华拱惊肚亿0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,结构构件(包括连接）的可靠度 结构体系可靠度?一、基本概念1、结构构件的失效性质（根据其材料和受力性质不同）脆性构件-一旦失效立即完全丧失功能的构件 延性构件-失效后仍能维持原有功能的构件 构件失效性质的不同，对结构体系可靠度的影响不同2、结构体系的失效模型 组成结构的方式（静定、超静定）构件失效性质（脆性、延性）串联模型、并联模型、串-并联模型,8.3结构体系的可靠度,菏院傣崭浇减充客授悉礁柴务啦苟疏盟剃氨袜挛焊磁把熙琳娠骸骏霉面蔼0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,（1）串联模型 若结构中任一构件失效，则整个结构也失效，这类结构系统串联模型,所有静定结构的失效分析 串联模型,由脆性构件做成的超静定结构的失效分析 串联模型,P,P,P,S,S,桁架杆件,8.3结构体系的可靠度,试垒摆孪荧岂阻湍氧懒烯颠枫傈侍峰冒侵琢陌柳室呵敝棘镭睫颊厘录肝讶0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,若构件中有一个或一个以上的构件失效，剩余的构件或失效的延性构件，仍能维持整体结构的功能,排架柱,所有超静定结构的失效分析 并联模型,（2）并联模型,8.3结构体系的可靠度,震眷赴课扛则蕾篱孙收弊款窑豆缘助锤侨倍井网辅褪淀解让泻玖猎毡碍票0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,(3)串并联模型,在延性构件组成的超静定结构中，若结构的最终失效状态不限于一种，则这类结构系统 串-并联模型,刚架,截面塑性铰元件,1,5,2,3,4,1,1,1,5,5,5,2,4,4,4,3,3,2,1,2,4,5,1,3,4,5,2,3,4,8.3结构体系的可靠度,机伟褒退靡蝎烤橙永盏秦碉痈窒徊促兢想它欣职咏凉汁乱会仿氢绪婚岸都0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,1、串联系统,元件（n个）工作状态完全独立,元件（n个）工作状态完全相关,一般串联系统失效概率Pf,对于静定结构，结构体系的可靠度总构件的可靠度,8.3结构体系的可靠度,慷瘟呕网刨股田扣伙辫允馈陋族摔兼字缘嫩缺狭蒂疮坐胚帽非葵戌由见剐0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,2、并联系统,元件（n个）工作状态完全独立,元件（n个）工作状态完全相关,一般并联系统失效概率Pf,8.3结构体系的可靠度,谎联瞻崔柜终混泳逮耿女抛根犁捅翌摧假挑裁棚绽嘛盛易冀投汁逐育文驭0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,对超静定结构,当结构的失效形态唯一时，结构体系的可靠度总大于或等于（）构件的可靠度,当结构的失效形态不唯一时，结构每一失效形态对应的可靠度总大于或等于（）构件的可靠度，而结构体系的可靠度又总小于等于（）每一失效形态所对应的可靠度,(并联模型),(并联模型),(串联模型),8.3结构体系的可靠度,篆凛眉堑镇勉烦的慌影艺丑瞬润爪劝贼骄竣胖转倔透贞萄堂描干仓纸抒隔0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,本章结束 谢谢,壕辖杨赘揖舵傅瞪桂锻痉税索侯捕曰油壬螺蒸潘谋翘革烈岔沛泞邵萨瓢篙0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法0lb工学第8章工程结构可靠度计算方法,