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建筑結構可靠性設計標準-4
[瀏覽次數:780 次] [更新時間:2018-4-8]
 

A.1.6  材料和構件的質量控制應包括下列兩種控制:

    1  生產控制:在生產過程中,應根據規定的控制標準,對材料和構件的性能進行經常性檢驗,及時糾正偏差,保持生產過程中質量的穩定性。

    2  合格控制(驗收):在交付使用前,應根據規定的質量驗收標準,對材料和構件進行合格性驗收,保證其質量符合要求。

A.1.7  合格控制可采用抽樣檢驗的方法進行。

各類材料和構件應根據其特點制定具體的質量驗收標準,其中應明確規定驗收批量、抽樣方法和數量、驗收函數和驗收界限等。

質量驗收標準宜在統計理論的基礎上制定。

A.1.8  對生產連續性較差或各批間質量特征的統計參數差異較大的材料和構件,在制定質量驗收標準時,必須控制用戶方風險率。計算用戶方風險率時采用的極限質量水平,可按各類材料結構設計規范的有關要求和工程經驗確定。

僅對連續生產的材料和構件,當產品質量穩定時,可按控制生產方風險率的條件制定質量驗收標準。

A.1.9  當一批材料或構件經抽樣檢驗判為不合格時,應根據有關的質量驗收標準對該批產品進行復查或重新確定其質量等級,或采取其他措施處理。

A.2  設計審查及施工檢查

A.2.1  建筑結構應進行設計審查與施工檢查,設計審查與施工檢查的要求應符合有關規定。

附錄B  作用舉例及可變作用代表值的確定原則

B.1  作用舉例

B.1.1  永久作用可分為以下幾類:

1  結構自重;

2  土壓力;

3  水位不變的水壓力;

4  預應力;

5  地基變形;

6  混凝土收縮;

7  鋼材焊接變形;

8  引起結構外加變形或約束變形的各種施工因素。

B.1.2  可變作用可分為以下幾類:

1  使用時人員、物件等荷載;

2  施工時結構的某些自重;

3  安裝荷載;

4  車輛荷載;

5  吊車荷載;

6  風荷載;

7  雪荷載;

8  冰荷載;

9  多遇地震;

10  正常撞擊;

11 水位變化的水壓力;

12 揚壓力;

13 波浪力;

14 溫度變化。

B.1.3  偶然作用可分為以下幾類:

1  撞擊;

2  爆炸;

3  罕遇地震;

4  龍卷風;

5  火災;

6  極嚴重的侵蝕;

7  洪水作用。

B.2  可變作用代表值的確定原則

B.2.1  可變作用標準值可按下述原則確定:

1  當可變作用采用平穩二項隨機過程模型時,設計基準期T內可變作用最大值的概率分布函數FT (x)可按下式計算:

B.2.1-1

    式中  F (x) —— 可變作用隨機過程的截口概率分布函數;

          m  —— 可變作用在設計基準期T內的平均出現次數。

當截口概率分布為極值I型分布時:

                   (B.2.1-2)

其最大值概率分布函數為:

      (B.2.1-3)

2      可變作用的標準值可由可變作用在設計基準期內最大值概率分布的統計特征值確定,最常用的統計特征值有平均值、中值和眾值,也可采用其他的指定概率的分位值,即

                          (B.2.1-4)

此時,對標準值在設計基準期內最大值分布上的超越概率為

3        在很多情況下,特別是對自然作用,采用重現期TR來表達可變作用的標準值比較方便,重現期是指連續兩次超過作用值的平均間隔時間,的關系如下:

                      (B.2.1-5)

重現期、概率和確定標準值的設計基準期還存在下述近似關系:

                      (B.2.1-6)

B.2.2  可變作用頻遇值可按下述原則確定:

1  按作用值被超越的總持續時間與設計基準期的規定比率確定頻遇值。

在可變作用的隨機過程的分析中,將作用值超過某水平的總持續時間 =與設計基準期的比率=來表征頻遇值作用的短暫程度(圖B.2.2-1)。圖B.2.2-2給出的是可變作用在非零時域內任意時點作用值的概率分布函數,超過水平的概率可按下式確定:

B.2.2-1

B.2.2-1

對各態歷經的隨機過程,存在下列關系式:

                   (B.2.2-2)

式中——作用的非零概率。

為規定值時,相應的作用水平可按下式確定:

(B.2.2-3)

對與時間有關聯的正常使用極限狀態,作用的頻遇值可考慮按這種方式取值,當允許某些極限狀態在一個較短的持續時間內被超越,或在總體上不長的時間內被超越,就可采用建議不大于0.1值,按式(B.2.2-3)計算作用的頻遇值

2  按作用值被超越的總頻數或單位時間平均超越頻數即跨閾率確定頻遇值。

在可變作用的隨機過程的分析中,將作用值超過某水平的次數或單位時間內的平均超越次數即跨閾率=/來表征頻遇值出現的疏密程度(圖B.2.2-2)。

跨閾率可通過直接觀察確定,一般也可應用隨機過程的某些特性(如譜密度函數)間接確定。當其任意時點作用的均值及其跨閾率為已知,而且作用是高斯平穩各態歷經的隨機過程,則對應于跨閾率的作用水平可按下式確定:

       B.2.2-4

式中——任意時點作用的標準差。

B.2.2-2

對與作用超越次數有關聯的正常使用極限狀態,作用的頻遇值可考慮按這種方式取值,當結構振動時涉及到人的舒適性、影響非結構構件的性能和設備的使用功能等的極限狀態,都可采用頻遇值來衡量結構的正常性。

B.2.3  可變作用準永久值可按下述原則確定

1  對在結構上經常出現的部分可變作用,可將其出現部分的均值作為準永久值采用。

2  對不易判別的可變作用,可以按作用值被超越的總持續時間與設計基準期的規定比率確定,此時比率可取0.5。當可變作用可認為是各態歷經的隨機過程時,準永久值可直接按式(B.2.2-3)確定。

B.2.4  可變作用組合值可按下述原則確定

1  可變作用近似采用等時段荷載組合模型,假設所有作用的隨機過程Q(t)都是由相等時段組成的矩形波平穩各態歷經過程(圖B.2.4)。

B.2.4

2  根據各個作用在設計基準期內的時段數的大小將作用按序排列,在諸作用的組合中必然有一個作用取其最大作用,而其他作用則分別取各自的時段最大作用或任意時點作用,統稱為組合作用

2        按設計值方法的原理,該最大作用的設計值和組合作用各為

        B.2.4-1

        B.2.4-2

     B.2.4-3

對極值I型的作用,還給出相應的公式

  B.2.4-4

式中作用最大值的變異系數。

4  組合值系數也可作為伴隨作用的分項系數,按附錄D.5D.6的有關內容確定。

附錄C  試驗輔助設計

C.1  一般規定

C.1.1  試驗輔助設計應符合下列要求:

1  在試驗進行之前,應制定試驗方案。試驗方案應包括試驗目的、試件的選取和制作,以及試驗實施和評估等所有必要的說明;

2  為制試驗方案應預先進行定性分析,確定所考慮結構或結構構件性能可能臨界區域和相應極限狀態標志;

3  采用與構件實際加工相同的工藝制作

4  試驗結果確定設計值時,應考慮試驗數量的影響

C.1.2  通過適當的換算或修正系數考慮試驗條件與結構實際條件的不同換算系數η應通過試驗或理論分析來確定。影響換算系數的主要因素包括尺寸效應、時間效應、試件的邊界條件、環境條件、工藝條件等。

C.2  試驗結果的統計評估原則

C.2.1  統計評估應符合下列基本原則:

1      在評估試驗結果時,應將試件的性能和失效模式與理論預測值進行對比,當偏離預測值過大時,應分析原因,并做補充試驗;

2      應根據已有的分布類型及參數信息,以統計方法為基礎對試驗結果進行評估;本附錄給出的方法僅適用于統計數據或先驗信息取自同一母體的情況;

3    試驗的評估結果僅對所考慮的試驗條件有效,不宜將其外推應用。

C.2.2  材料性能、模型參數或抗力設計值的確定應符合下列基本原則:

1  可采用經典統計方法或貝葉斯法推斷材料性能、模型參數或抗力的設計值:先確定標準值,然后除以一個分項系數,必要時要考慮換算系數的影響;

2  在進行材料性能、模型參數或抗力設計值評估時,應考慮試驗數據的離散性、與試驗數量相關的統計不定性和先驗的統計知識。

C.3  單項性能指標設計值的統計評

C.3.1  單項性能指標設計值統計評估,應符合下列一般規定:

1      單項性能可代表構件的抗力或提供構件抗力的性能;

2      C3.2C3.3的所有結論是以構件的抗力或提供構件抗力的性能服從正態分布或對數正態分布給出的;

3      若沒有關于平均值的先驗知識,一般可基于經典方法進行設計值估算,其中未知對應于沒有變異系數先驗知識的情況,已知對應于已知變異系數全部知識的情況;

4   若已有關于平均值的先驗知識,可基于貝葉斯方法進行設計值估算。

C.3.2  經典統計方法

1   當性能服從正態分布時,其設計值可寫成如下形式:

                    

                              (C3.2-1)

式中 ——換算系數的設計值,換算系數的評估主要取決于試驗類型和材料;

—— 分項系數,具體數值應根據試驗結果的應用領域來選定;

——標準值單側容限系數;

 ——性能的平均值;

 ——性能的變異系數。

2 當性能服從對數正態分布時,式(C3.2-1)可改寫為:

                    

                                            (C3.2-2)

式中——變量平均值,取

——變量的均方差;

         已知時,   

未知時,取

 ——性能的第個試驗觀測值。

C.3.3  貝葉斯法

1當性能服從正態分布時,其設計值可按下式確定:

                    

                                       (C3.3-1)

其中,  

,  

   

式中——自由度為t分布函數對應分位值p的自變量值,

——先驗分布參數。

2 先驗分布參數的確定,應符合下列原則:

1)有效數據很少時,則應等于零,此時貝葉斯法評估結果與經典統計方法的未知情況相同;

2)當根據過去經驗幾乎可以取平均值和標準差定值時,取相對50或更大;

3)一般情況下,可假定只有很少數據或無先驗數據,此時,這樣可能獲得較佳的估算值。

附錄D  結構可靠度分析基礎和可靠度設計方法

D.1  一般規定

D.1.1 當按本附錄方法確定分項系數和組合值系數時,除進行分析計算外,尚應根據工程經驗對分析結果進行判斷,必要時進行調整。

D.1.2 按本附錄進行結構可靠度分析和設計時,應具備下列條件:

1  具有結構極限狀態的方程;

2  基本變量具有準確、可靠的統計參數及概率分布。

D.1.3 當有兩個及兩個以上可變作用時,應進行可變作用的組合,并可采用下列規則之一進行:

1  種作用參與組合,將模型化后的作用在設計基準期內的總時段數,按順序由小到大排列,即,取任一作用內的最大值與其他作用組合,得種組合的最大作用),其中作用最大的組合為起控制作用的組合;

2  種作用參與組合,取任一作用內的最大值與其他作用任意時點值進行組合,得種組合的最大作用),其中作用最大的組合為起控制作用的組合。

D.2  結構可靠指標計算

D.2.1  結構或構件可靠指標宜采用考慮基本變量或綜合基本變量概率分布類型的一次二階矩方法計算,也可采用其他方法。

D.2.2  當采用一次二階矩方法計算可靠指標時,應符合下列要求:

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