港口工程结构可靠性设计统一标准 [附条文说明] GB50158-2010 建标库

B.3  可变作用的组合值

B.3.1  由于可变作用的形式复杂多样,用严格的随机过程模型描述可变作用也比较困难,所以确定可变作用的组合值是一个非常复杂的问题。本标准中确定组合系数或组合值的方法是以实用的特克斯特拉(Turkstra)组合规则为基础的,本条给出了应用特克斯特拉(Turkstra)组合规则的条件。

B.3.2  考虑两个可变作用组合的情形,极限状态方程为:

R-C1Q1-C2Q2=0            (2)

    按照特克斯特拉(Turkstra)组合规则,当Q1为主导可变作用、Q2为非主导可变作用时,抗力和作用的验算点值满足:

  式中:Q1,Q2——主导可变作用和非主导可变作用;

      C1,C2——主导可变作用和非主导可变作用的效应系数;

      R——结构抗力;

      ——主导可变作用设计基准期内最大值的验算点值、非主导可变作用任意时点值的验算点值和抗力的验算点值。

    按照可靠性设计理论,基本变量的设计值取为基本变量的验算点值。当Q1为主导可变作用、Q2为非主导可变作用时,其设计值为:

  式中:Q1Td——可变作用Q1设计基准期内的设计值;

      ——可变作用Q1设计基准期内最大值概率分布函数的反函数;

      ——可变作用Q2任意时点值概率分布函数的反函数;

      ——可变作用Q2设计基准期内最大值概率分布函数的反函数;

      ——标准正态分布函数;

      αQ1T——可靠度分析中Q1T的灵敏系数;

      Q2d——可变作用Q2任意时段内的设计值;

      αQ2——可靠度分析中Q2的灵敏系数;

      r——设计基准期内Q2的时段数;

      βT——目标可靠指标。

    同样,当Q2为主导可变作用时,Q2的设计值为:

  式中:Q2Td——可变作用Q2设计基准期内的设计值;

      αQ2T——可靠度分析中Q2为主导可变作用时的灵敏系数。

    可变作用Q2的组合系数为:

    参照国际标准《结构可靠性总原则》ISO2394和欧洲规范《结构设计基础》EN1990,取αQ2T=0.7,αQ2=0.4×0.7=0.28,得可变作用的组合系数:

    非主导可变作用的组合值为Q2k,其中Q2k为Q2的标准值。

    假定堆货荷载服从极值Ⅰ型分布,其50年设计基准期内的变异系数为0.0833(参见《港口工程结构可靠度》,人民交通出版社,1992年),当目标可靠指标βT分别取为4.0、3.5和3.0时,求得=0.625、0.646和0.665,本标准取=0.7。