安全验证
, : 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(20《09)-《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(》JCSS)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 502—16-?94中?推荐使用的方法J】C,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—20:12-02)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 ?