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
》
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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
》
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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》0,9)-2)]的【科研成果推荐—了计:算可靠指标的JC法!J,C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 50—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2012-!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
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: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
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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—
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