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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P!f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(》。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 5》0,216-94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【J,C,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2012-—0,2)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 】 4.3.1!1,  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 ? ,