4》.3  《极限状态设计 】 4【.3.？1  持《久设计状况》是贯穿结构全寿命周！期的设计情况要满足！承载能力《极限：状态和正常使用极】限状：态的要求；承—受重复荷载作用的构！件或构造细节还应】。考虑疲劳《极限状态 【     短】。。暂状：况在结构施工—和使：用过：程中一定出现根【据性能要《求不同考虑承载【能力极？。限状态？和正常使用极限【状态 【     偶然状况！主要涉及偶然事件】只进行承载能力【极限：状态验算主要承载结！构应采用下列原【则，。之，。一进行设计》。 ：     (！1)按作用效—应的偶然组合—进行设计或》采取保护措施使主要！承载结构不致因偶然！事，件而丧失承载—能力 》 ， ，    《 ，(2)允许主—。要承：载结构因偶然—事件而局《部破坏但结构的剩余！部，分仍应具《有在一段时间—内，。不发生继发性破坏】的可靠性 》     ！地震状况按承—载能力极限状态进行！设计使主要承载结】构不：致，因出：。现设计的地震状【况而丧失承载力；】按，照多遇地震设计【。的工程？结构还需要满—。足正常使《用极限状态要—求 — 4.3.2、【4.3.3  承】。载，能力极限状态的荷】载组合有基》本组合、偶然—组合和地震》组合分别对应持久设！计和短暂设计状【况、偶？然设计状《况和地震设》计状况当考虑偶【然事件产《。生的作用(》如列车脱轨)时【此时采用的结—构可靠指标适当降低！。 ：。     】正常：使，用极限状态分为不】可逆极？限状态和可逆—极限状态荷》载组合有《标准：组合、频《遇组合和《。准永久组合 —    】 标准组合》用，于不：可逆正常使》用极限状态》当超越？极限状？态时将产《生永久？性不可逆损》。坏如有抗裂要—求的构？。件一旦？产生裂缝会造成【不可逆的损坏 【 》    《频遇组合用于可逆】正常：使用极限状态如构】件的变形、振—动等情况 【 ？    准永久组合！用于当？长期效？应，。。为决定性因素—的正常使用极限【状，。态设计 — ？4.3？.5、4.》3.6  极限状态！方程是当结构处【于极限状《态时各有关基本变】量的关系式》当结构设计问题【中仅包含两个基【本变量？时在以基《本，变量为坐《标的平面上极—限状态方程为直线(！线性问题)或—曲线(非线性问题】)；当结构设—计问题中包含—多个基本《变量时在以》基本：变量为坐标的—空间中极限状态方程！。为平：面(线？性问题)或》曲面(非《线性问题) 】 ，。     —功能函？数g(R《。S)描述《。结构某一功能所【处的状态g(RS)！＞，0表示结构处于可靠！状态；g(》RS)＝0》表示结构处于极限状！态，；g(RS)＜【0表示？。。结构处于失效状态】；计算结构》可靠度？就，是计算功能函数g】。(RS)＞0的概】。率 — ，    结》。构极限？状态方程中的基本】变量：包括作？用、环境《影，响、：材料和岩土性能、结！构，几何参数、计算【模式不定性等随机】变量若将结构—设计问？题中基本变量—归结为抗力和作【用，项进行极限状态设计！即要求抗力不小于】作用即g(》RS)≥0 ！   《  结？构功能函数中主要基！本变量可用》设计基准期内概【率分布函《数的最大值》(最小值《)，随机变量《描述其他《基本变量可》用任意时《。点分布函数》的随机变量描述【 ： 4.—3.7  为了【统一我国铁路—工，程，结构可靠性设计标】。准的基本原则促【进结构设计理论【的发展本标准采用】了，以概率？理论为基础的极【限，状态设计方法 】   —  以往采》用的半概率》极限状态设计方法仅！在荷载和材料强度】的设计取值上考【虑了各自的统—计变异性没有对结构！或构件的可》靠度给出科学的【定量描述这种方【法常常使人误—认为只？要设：计中：采用：了，某一给定安全系数结！构就能百分之百的】可靠：将，设计安全系数与结构！可靠度简单地进行】等同：而以概率理》论为基础的极限状】态设计方法则是以】结构失效概率来定义！结构可靠度并—以与结？构，失效概率《Pf相？对应的可靠》指标β 来度量结构！可靠度从而能较好】地反映结构》可靠度的实》质使设计概念更为】科学和明确》。  【。   ？表3为可《靠指：标β与失效概率【Pf的对《应关系 》 表3—。  可？靠指标β与失效概率！Pf对照表 】 【     表【3中可靠指标β【与失效？概率Pf《的对应关系是在功能！函数服从正态分布】情况下而来当—功能函？数，不服从正态》分布时？要先转？化为正态分布再进】行计算？ 《 4.3.—8  根据》极，限状：态方：程是否？为线性方程以及综】合基本变《量R和S概率分布】的不：同，根据铁？路工程结《构极限状态设计通用！方法及？专业参数处理分析】研究[合《同编号铁建》科字(2009)】-，2，)]：。的科研成果推荐了】计算可靠指标—的JC？法JC法《也是国际结构安全】度联合委员会(J】C，SS)推荐的方法】分位值法是原国家】铁，路，工程结构可靠度设计！统一标准《GB： 50216—-94中推》荐使用的《方法JC法和分位】值法：都属于一《次，二阶矩法两者皆能】考虑非正态》随机：变量岩？土工程领域采用蒙】特卡罗法相对较【多因此本标准推荐】JC法、分位值【。法，、蒙：特卡罗法《计算可靠《指标：根据具体情》况不同可靠指标的计！算也可选用数值积】分法、响应面法等其！他方法 — 4.3—.9 ？ 铁：路工：程结构？设计要保证结构的计！算可靠指标不小于】目标可靠指标—只有这样才能保【。证结构？在设计？使用年限的安全性】和可靠性即目标【可靠指标与设计使】。用，年，限，。。是紧密？相，关的根据规范科研】铁路工程结构目标可！靠指标制定研究(】专项编制2》012-02)的研！究成果给出了铁路工！程，结构极限状态—法转轨时目》标可靠指标的参考】 》     (1)】桥梁结构目标可【靠度指标建》议值承？载能力极限状态按】结构安？全等级不同延性破坏！。。为4.2、4.【7、5.2脆—性破坏为4.7【、5.？2、5.7；正【常使用极限状—态为：1.5？～3.0 【     【(2)铁路隧道二次！衬砌、明洞目—标可靠？度指：标建议值《承载：能力极限《状态按结《构安全等级不同延】性破坏为3.—2、3.7、—4.2？脆性破坏为3.【7、4.《2、4？.7；正常使用极限！。状态为1.》0～2.5 】 ：     (3【)，铁路路基目标可靠度！指标：建议值？承载：能，力极限状《态抗滑、倾覆和地】基应力？按结构安全等级【不同分为2.7【、3.2、3.7】；正常使用极限状】态为1.0～2.5！    ！ (4)《轨道目标可》靠，度，指标建？议值承载能力极限】。状态按结《构安全？等级不？同延性破坏为3.】2、：。3.7、4.2【脆性破坏为》3.7、4.2【、4.7；》正常使用《极限状态为1.0～！2.5 【 4.3.—。10  针对承载能！力，。。极限状态不同—安全等级和》失效模式的可靠指标！要适当拉开档次国】外计算分析》表明由于重要性系数！取值不同相》邻安全等《级的结构《或构件可靠》指标有？0.5的级差基【于此参照国内外目】标可靠指标的分级】。规定安全等》级每相差一级可靠指！标取值宜相差0.5！安全等级《相同脆性破坏结构】或构件的《。设计可靠指标与延】。性破：坏相差？0.5当然也可以根！据，实际综？合分析？确定 — 4.3.11 ！。 为照？顾原：有设计习惯》结构可靠《性设计是通》过多个分项系数组】成的表达式来实现而！分项系数的获取【则是通过结构—的计：。算可靠？指标与目标可靠指】标最佳一致性—。优化而定 【。 ，     概率极！限状态设计式中【的，分项系数不同—于多系数极限—状态设计法中的【分项系数前者是通过！统计分析优化—而，得后者是简单地将单！一安全？系，。数K分解为多个系数！没有涉及《结构的可靠性—当统计资料》足够多或者社—会生产技《。术条件？。发生大的飞》跃，时可以适当调整分】项系数体现概率【极限状态设计法的】生命力 》