建筑结构基于可靠指标的设计方法

按目前规范规定的分项系数进行结构设计时,不同荷载效应比下的可靠指标与目标可靠指标差别较大,并且规范没有建立分项系数与目标可靠指标的函数关系。针对这两个问题,提出了按设计值法确定分项系数的方法;优化分析了敏感性系数的取值,建立了分项系数与可变荷载效应标准值和永久荷载效应标准值比值的简化公式。研究表明,当敏感性系数表示为荷...     

60年基准期钢结构构件可靠度分析

在现有规范分项系数设计表达式的基础上,首先依据可靠度理论校核规范实际隐含的可靠指标,并以此为依据确定目标可靠指标;其次通过引入荷载等超概率原则,分别计算出60年基准期下几种可变荷载的统计参数;最终在假定恒载、抗力分项系数不变的前提下,通过调整可变荷载分项系数、组合值系数来达到预定的目标可靠指标。修正后的60年设计基准期下的分项系数设计表达式在形式上与现有规范相协调,方便工程应用。     

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。     

既有建筑结构构件的安全性分析

提出了基于目标使用期的既有建筑结构构件承载能力验算的极限状态表达式。根据适用于既有结构的荷载和抗力概率模型,考虑14种代表性的结构构件、不同的可变荷载效应与永久荷载效应的比值、3种可变荷载效应与永久荷载效应的简单组合,对不同目标使用期内的荷载分项系数进行了优化分析。结果为:永久荷载分项系数γG=1.0(当永久荷载对结构有利时,γG=0.6),可变荷载分项系数γQ=1.3。由荷载分项系数进一步优化分析得出不同构件的承载力分项系数为γR=1.1～1.8。按目标可靠指标增减0.25确定了既有建筑结构构件承载能力的等级评定标准。经工程实例验证,所提分析方法更加符合实际情况,合理实用。     

既有建筑抗震鉴定的可变荷载取值研究

现行抗震鉴定标准引入了后续使用年限的概念,但并未对不同后续使用年限的可变荷载取值进行调整。按照等超越概率原则确定既有建筑的后续使用基准期,导出抗震鉴定时后续使用基准期内工程常用可变荷载的统计参数表达式,并计算出既有建筑不同后续使用年限的可变荷载取值相对于现行荷载标准的修正系数;通过工程实例,对荷载按照现行荷载标准取值及根据后续使用基准期取值的鉴定结果进行对比,验证抗震鉴定时可变荷载调整的必要性。     

既有建筑抗震鉴定可变荷载取值修正研究

在现行建筑抗震鉴定标准中,引入了既有建筑后续使用年限的概念,但并未考虑不同后续使用年限内既有建筑的可变荷载取值的修正。基此,以可变荷载为研究对象,在荷载取值保证率一致的情况下,结合极值Ⅰ型分布及等超越概率原则,推导不同后续使用年限内的既有建筑进行抗震鉴定时的可变荷载取值修正系数;同时,以福建某教学楼为工程实例,对比分析了可变荷载按现行荷载规范取值及按推导出的修正系数取值的鉴定结果。研究结果表明:可变荷载按修正后取值,既有建筑抗震鉴定结果能更加科学、合理地反映结构的真实抗震情况。     

沈阳城区挖孔桩单桩竖向承载力可靠度研究

为采用概率极限状态法设计挖孔桩,引用无量纲随机变量的极限状态方程,结合沈阳城区人工挖孔桩的试桩资料,对其竖向承载力进行可靠度分析;然后采用JC法计算可靠指标,得到沈阳地区建筑地基基础规范中挖孔桩的目标可靠指标和抗力分项系数,并对影响可靠指标的各种因素进行分析。研究结果表明,荷载效应比和荷载组合形式对可靠指标有一定影响,抗力概型分布对可靠指标的影响较大,抗力分项系数受荷载组合型式和荷载效应比的影响较小。     

既有结构可靠性评定中的荷载分项系数优化

针对我国现行设计规范中各类结构构件可靠指标校核中发现的问题,对荷载分项系数及部分可变荷载标准值的取值进行优化.从构件可靠指标的最小值与平均值、构件可靠指标的离散性、荷载分项可靠指标的一致性、设计值点与理想值的偏离程度四个维度对近三代设计标准[《建筑结构荷载规范》(GBJ 9-87)、《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB...     

浅谈建筑结构荷载分项系数的应用

根据现行《建筑结构荷载规范》中关于荷载分项系数的规定,对其实际应用进行简要分析,并提出了计算由永久荷载效应控制的组合值时应注意的问题,以供参考。     

给水排水工程构筑物的设计使用年限探讨

本文通过既有给水排水工程构筑物实际使用年限的调查和研究对象在承载能力极限状态、正常使用极限状态下的可靠指标计算,为《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002)修订后规定构筑物的设计使用年限提供了依据。提出了设计构筑物顶板等构件时需提高永久作用分项系数的建议,并核算了设计使用年限提高到100年时造价的增加情况。     

既有铁路钢筋混凝土梁桥动态可靠性评估

介绍了既有桥梁结构的动态可靠性分析方法,提出了桥梁的恒载概率模型、活载概率模型及抗力概率模型,并对可靠度计算方法中的验算点法进行了介绍。以一座既有铁路钢筋混凝土梁桥为工程背景,计算了该桥的活载效应统计参数、恒载效应统计参数及抗力统计参数等,利用验算点法计算了桥梁结构构件的可靠度指标,又采用PNET方法分析了整个桥梁体系的可靠性,最后给出了桥梁的可靠性评估结果。结果显示动态可靠性评估应用于铁路钢筋混凝土梁桥可以得到较好的评估结果。     

基于概率的结构抗震设计方法

本文分析了结构抗震可靠度的特点,着重分析了结构在地震作用下承载能力的可靠度。在校准现行抗震规范可靠指标的基础上,运用优化方法导出了设计表达式中的地震作用系数,抗力的抗震调整系数,以及荷载组合系数;同时对以概率为基础的多系数表达式和现行抗震规范设计表达式的构件荷载效应计算上进行了分析比较。     

基于概率极限状态设计的复合桩基分项系数研究

本文在可靠性分析的基础上,对复合桩基承载力极限状态概率统计方法进行了研究,计算了与目标可靠性指标相对应的各抗力和荷载效应的分项系数,使得复合桩基的可靠度设计能方便地应用到工程实践。     

Determination of Partial Factors for a Vertically Loaded Pile Based on Reliability Analysis

The aim of this study is to establish a procedure to rationally determine the partial factors for a vertically loaded pile in the limit state design format based on a sound reliability theory. The frequency of the usage of pile types and dimensions are investigated first. Several design examples are selected, and load ranges and combinations on typical piles are studied. Based on these results, typical load intensities, load combinations and soil profiles are set for the code calibration. Also, uncertainties involved in seismic loading are investigated based on the historical seismic data using an extreme statistical analysis, so called POT (peaks over threshold) analysis. Uncertainties concerning resistances of piles are taken from two well known studies: Okahara et al. (1991) and AIJ (2000). FORM (first order reliability method) analysis is carried out to find out the current level of reliability index. Finally, the design value method is employed to determine the partial factors.     

某百米级高层隔震结构风致效应研究

现行规范采用静力设计的方法可能对高层隔震结构的风致效应考虑不足,为此深入研究了高层隔震结构抗风设计与风致效应,结合现行规范提出高层隔震结构风致效应分析框架,并针对中国某百米级实际工程隔震结构展开风致效应的分析与评估。结果表明:现行规范采用等效静力的计算方式低估了高层隔震结构实际所受的脉动风作用,通过风荷载时程分析发现,隔震层X、Y向的水平剪力相比风荷载标准值作用分别增加了23.8%和27.7%,但从设计的角度出发,现行规范取1.4的分项系数能满足隔震层抗风稳定性的要求; 在10年一遇风荷载作用下,高层隔震结构顶部存在舒适度的问题,最大风振加速度达到16.2 cm?m^-2,超出规范限值8%; 在1年一遇风荷载作用下,高层隔震结构顶部的最大风振加速度达到7.6 cm?m^-2,其居住舒适性更难以满足,高层隔震结构的舒适度问题在今后的抗风设计中应予以重视; 提出的分析框架能较系统和全面地反映高层隔震结构风致效应,可为现行规范提供理论参考依据。     

嵌岩桩竖向承载力的可靠度分析

运用一次二阶矩和Monte Carlo法对嵌岩桩竖向承载力进行了可靠性分析研究。通过一个具体算例分析了分布函数的类型、变量相关性对可靠度指标的影响 ,并分别讨论了可靠度指标与变异系数、嵌岩深度、桩径、活恒载效应比以及安全系数的关系 ,得到一些有益的结论     

On the relationship between platform topology, topside weight and structural reliability under storm overload

The relationship between platform configuration and structural reliability is investigated by comparing the collapse behaviour of simple jacket, jack-up and monopod topologies under storm loading in moderately shallow North West Shelf (NWS) waters. Two different pushover analysis methods are used to find the ultimate strength, which give quite different reserve strength ratio (RSR) results for certain structures. The effect on the structural reliability of varying topside weight is also assessed. It is found that the reliability trends are strongly dependent on structural topology — an effect that is not included in current Codes of practice. It is also shown that a single set of partial load factors for dead and environmental loads cannot achieve uniform reliability across different platform configurations in the same environment. Furthermore, in some cases, a working stress design format gives more consistent reliability results than the load and resistance design factor approach.