建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究

简要概述了结构设计的可靠度基础，分析了结构设计可靠度的影响因素；在构件目标可靠指标和可变荷载水平两个方面，初步比较了我国建筑结构设计可靠度水平与美国等国水平的差异；阐明了综合考虑可靠影响因素的水平，是比较和调整我国结构设计可靠度的最佳途径。     

深受弯梁抗剪承载力计算公式的可靠度分析

以GB50010-2002混凝土结构设计规范中引用的均布荷载作用下钢筋混凝土深受弯构件斜截面受剪承载力计算公式为例,采用校准法,对该公式进行了可靠度分析,结果表明该公式可靠度指标满足目标可靠度指标[β]=3．70。     

国际标准“设计值法”在我国结构可靠度设计中的应用

介绍了我国现行结构设计标准中采用的设计方法存在的不足和国际标准中提出的工程结构可靠度"设计值法"的基本思想。根据我国荷载、抗力的统计结果及设计值法的荷载、抗力设计值的取值原则,考虑活荷载与恒荷载的比值对结构可靠度的影响,对不同类型构件在轴心受压条件下的可靠度进行系统的分析。分析表明:"设计值法"隐含的可靠度水平较我国的设计方法明显偏低,无法直接用于我国结构设计。依据我国结构设计的目标可靠指标对其进行修正,初步建立适用于我国结构设计的荷载、抗力设计值法取值参数。     

钢筋混凝土结构预期使用期可靠度设计实用方法

考虑钢筋锈蚀对混凝土结构的抗力影响,根据我国现行结构可靠度设计规范设计原理,提出了钢筋混凝土建筑结构预期使用期可靠度设计的实用方法。首先,考虑三种荷载组合以及不同恒荷载与可变荷载效应比影响,给出了代表性钢筋混凝土构件在给定环境下、不同使用期的可靠度分析方法;提出了预期使用期结构设计可靠度水平的确定原则,即预期使用期内结构构件可靠度指标不能低于现行规范的标准;在我国结构可靠度设计表达式基础上引入耐久性折减系数,给出了该系数的确定方法,通过该系数在设计阶段保证和实现预期使用期内结构构件可靠度指标不低于现行规范的标准。最后,通过算例验证了该方法的有效性和简便性。     

修井机井架结构可靠性研究

根据对修井机井架结构荷载与抗力的概率统计分析 ,研究了修井机井架结构可靠度分析、设计和评定 ,为基于可靠性标准的我国井架结构设计和管理提供基础     

可变荷载效应占高比重时荷载分项系数取值研究

针对现行可靠度设计统一标准给出的荷载分项系数值对应可变荷载效应比值取值范围较低,缺乏对该荷载分项系数值在可变荷载效应占高比重下适用性的充分考虑的情形,以钢拱架结构模型和RC框架柱模型为例,分析了可变荷载效应比值的取值范围,揭示了可变荷载效应比值将会较高的现象;基于可靠度理论并结合设计约束条件建立了荷载分项系数的计算方法;通过数值分析,求解得到了荷载分项系数值;最后分析了按多国规范用荷载分项系数进行结构设计的可靠指标随可变荷载效应比值的变化规律。结果表明：可变荷载效应占高比重时,按我国规范用荷载分项系数设计的混凝土和钢结构构件的可靠指标低于目标可靠指标较多;而美英两国规范用荷载分项系数的适用性要好于我国规范,但对应的钢结构构件的设计可靠指标仍偏低。从可靠性的角度为近年风、雪灾害中若干结构容易破坏的现象提供了补充解释,同时也为相关规范修订提供参考。     

给水排水工程结构设计中分项系数指标体系的建议

我国工程建设可靠度标准体系已经历了35年的探索,1984年颁布《建筑结构设计统一标准》(GBJ 68-84),在大量理论研究和对比分析的基础上,提出了永久荷载和可变荷载的分项系数分别取值1.2和1.4的方案,完成了安全系数法向分项系数表达式的合理过渡。《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB 50069-2002)和《给水排水工程管道结构设计规范》(GB 50332-2002)也相继建立给水排水工程结构设计分项系数表达式,以及相应分项系数指标体系。随着我国国民经济的飞速发展,国家"一路一带"经济政策的推出,工程标准与国际接轨的迫切需求,给水排水工程结构设计分项系数指标体系的调整已不可避免。通过对以往工程结构可靠度发展足迹的探寻,本文提出指标体系调整的一些建议。     

荷载与结构设计课程教学问题及解决对策——以JCSS组合规则为例

荷载与结构设计方法作为土木工程专业平台课程,主要介绍工程结构所承受的各类荷载和结构设计的基本概念、结构可靠度理论以及满足可靠度要求的结构设计方法。文章以JCSS组合规则为例,归纳了教学中存在的实际问题,并对此阐述了教学改革的必要性,提出了教学改革的具体方法。     

中国建筑科学研究院院长王铁宏在“建筑结构设计可靠度会议”上的讲话(摘要)

建设工程结构设计可靠度水平的确定,是我国建设工程经济技术政策的重大课题,是强制性标准规范的核心。必须从我国的实际国情出发,在多年技术研究的基础上,比照国外经济发达国家强制性标准规范,来选择和确定我国建设工程结构强制性标准规范的可靠度水平。建设部领导对建设工程结构强制性标准规范的可靠度问题极为重视。本次会议就是为了贯彻落实部领导指示精神,着力探讨结构强制性标准规范的可靠度的选择和确定,按计划确保新一版（９９版）结构强制性标准规范（包括建筑结构设计统一标准、建筑结构荷载规范、混凝土结构设计规范、建筑…     

城市轻轨站桥合一结构设计中的几个问题

结合天津津滨轻轨车站结构设计 ,介绍了城市轻轨高架车站结构选型、荷载取值、荷载组合、结构计算、构件设计、基础设计等方面的情况 ;比较了铁路桥梁规范与一般建筑结构设计规范在荷载组合、构件设计等方面的区别 ;分析了温度变化、基础差异沉降对结构内力的影响 ;提出了相关的设计建议     

结构设计荷载的错误对结构可靠性影响研究

结构设计荷载错误是结构设计中出现的人为错误之一,结构设计人为错误会对结构可靠性产生不利影响.设计荷载取错的结果是建筑物结构抗力与期望抗力不符.通过引入抗力修正系数来分析设计错误结构的可靠度,推导出设计正、误两种失效概率间的关系式.文章分别从构件和结构层次推导了荷载取错对结构可靠性影响的公式,并分别给出对结构可靠性影响的敏感性分析图,直观表述出各因素对可靠度影响的敏感程度.算例研究计算出荷载取错导致结构可靠度减小的大小,表明本研究具有工程应用价值.     

中美混凝土结构设计规范可靠度设置水平的比较

利用可靠度基本理论，对中国《混凝土结构设计规范》(GBJl0—89)和美国《钢筋混凝土房屋建筑规范》(ACl318-99)中六种基本构件的可靠度设置水平进行了比较，基本摸清了中美混凝土结构设计规范的可靠度设置水平，获得了中美混凝土结构设计规范可靠度设置水平差异的定量数据，可供我国混凝土结构设计规范修订时参考。     

规则钢筋混凝土框架中考虑双向随机偏心距的柱承载力抗震可靠度分析

地震作用下RC框架柱大多处于双偏压受力状态。为考虑双向偏心距随机特性的影响,采用Monte Carlo方法分析了RC框架柱的承载力抗震可靠度。基于已有的试验数据,分析了GB 50010—2010《混凝土结构设计规范》中双偏压构件抗力计算模式的不确定性及其对极限状态方程的影响。以按规范设计的典型RC框架角柱、边柱和中柱为例,结合已有荷载和抗力变量的统计概率参数,通过对荷载效应以及抗力进行抽样,分别按单偏压和双偏压情形计算了RC柱的承载力抗震可靠度。结果表明：对于规则框架结构,双偏压情形下使柱具有较低可靠度的地震作用方向(沿结构主轴)与单偏压情形并不相同;考虑双向随机偏心距后,RC柱的承载力抗震可靠度会较单向随机偏心距下的可靠度有较大程度的降低。     

钢筋混凝土梁受剪承载力可靠度分析

在GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》修订过程中,所参考的试验数据主要来自85版设计规范背景资料,其构件数量及试验参数取值范围均存在一定的局限性。通过收集并整理国内外的钢筋混凝土矩形截面简支梁受剪试验数据,对GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式的合理性进行分析,得到计算模式不定性的统计参数,并采用考虑基本变量概率分布类型的一次二阶矩方法进行可靠度分析。结果表明：GB 50010-2010《混凝土结构设计规范》中均布荷载作用下钢筋混凝土梁受剪承载力的可靠指标能够满足GB 50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》的要求;集中荷载作用下钢筋混凝土梁受剪承载力计算公式拟合曲线不再是更新后的试验数据的下包线,其可靠指标既不能满足GB 50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》的基本要求,也明显低于正截面受弯承载力的可靠指标。建议GB 50010-2010在全面更新试验数据的基础上,校准钢筋混凝土梁承载力计算公式的可靠度。     

柱失效方程中荷载相关特性对承载力抗震设计可靠度的影响

以竖向荷载和水平地震作用组合下的钢筋混凝土柱和钢柱为对象,研究了失效方程中荷载相关特性对柱承载力抗震可靠性的影响。根据现行《混凝土结构设计规范》和《钢结构设计规范》分析了不同柱弯矩轴力相关曲线的特性。结合多个框架结构实例,对比了柱失效方程中荷载相关曲线与规范考虑情形的异同。实例分析表明:水平地震和竖向荷载组合作用下,小偏压RC柱和工字型钢柱的荷载相关曲线与规范考虑的情形较为符合,均近似为负相关的直线;水平地震和竖向荷载组合作用下,大偏压RC柱的荷载相关曲线则与规范考虑的情形有较大出入,存在明显的正相关段部分。在此基础上,考虑失效方程复杂特性,依据已有的荷载和抗力变量概率模型,采用Monte Carlo法分析了水平地震和竖向荷载组合作用下柱的可靠性。结果表明:钢柱和小偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化幅度较小,与规范模式计算结果较接近;大偏压RC柱的承载力抗震可靠度随轴压力荷载效应比值的变化会有较大幅度波动,与规范模式计算结果差异较大;当轴压力荷载效应比值为负时,大偏压RC柱的承载力抗震可靠度会低于规范计算值较多,现行柱可靠性设计方法会偏于不安全。     

21世纪的规范和高耸结构设计规范中荷载部分的制订

荷载是高耸结构设计规范中的一个重要部分。面向 2 1世纪初的新形势和我国建设的迅速发展 ,高耸结构设计规范荷载条文应进行修订。本文对规范特别是高耸结构设计规范中荷载的各个主要内容进行了探讨和分析     

钢筋混凝土结构纯扭构件承载力计算方法研究

介绍了钢筋混凝土结构纯扭构件的破坏形式及特征,研究了纯扭构件承载力计算方法,将其与美国规范相关计算方法进行对比,并给出了计算算例,进行了可靠度分析。结果表明,中美规范中纯扭构件抗扭纵筋配筋率随混凝土立方体抗压强度的增大而增大,美国规范大于中国;对于钢筋混凝土结构纯扭构件,美国规范只考虑了钢筋受扭,而我国规范则考虑了钢筋和混凝土受扭这两个部分,美国规范抗扭承载力计算比我国规范安全;经可靠度分析,对于恒荷载加活荷载组合,中国规范计算的纯扭构件可靠度指标大于美国规范,按照恒荷载加风荷载组合两国规范计算的可靠度指标较为接近。     

《砌体结构设计规范》GBJ3—88可靠度水平修订的意见

就《砌体结构设计规范》ＧＢＪ３－８８可靠度修订问题，提出了以下意见；（１）关于砌体结构设计可靠度水平；（２）砌体结构抗力统计参数；（３）荷载效应组合模式和材料性有分项系数；（４）推广技术进步，限制低强度墙体材料的应用；（５）加强构造措施，提高结构体系可靠性。     

送电线路杆塔结构可靠度影响参数及规律研究

特高压送电线路在世界范围内目前处于应用探索阶段,其杆塔结构设计尚未出台相关规范。基于杆塔结构的设计基本表达式和功能函数,对影响杆塔结构可靠度的设计参数进行了分析;采用一次二阶矩方法(JC法)评定了现行相关杆塔结构设计规程的可靠度;依托某实际典型特高压送电线路设计资料,分析了结构重要性系数和设计风速取值等参数对特高压杆塔结构可靠度的影响规律,指出了按现行规程设计的不同风速地区杆塔结构可靠度的不均衡性等问题。分析结果可供特高压送电线路杆塔结构设计规范制定参考。     

结构设计规范的可靠度设计方法质疑

讨论了建筑结构设计规范采用可靠度设计方法的缺陷与问题。结构设计规范面对复杂多样的结构群体 ,从统计数学观点出发的可靠度设计方法难以完整描述和概括这些结构设计中需要考虑的众多不确定性与不确知性。规范中的可靠度设计方法尚不成熟。目前 ,用多安全系数表达的设计方法可能更适用于各种结构的设计规范