4.3 】 极限状态》设计 】 4.3》.1、4《。。.3.2  工【程，。。结构按照《极限状态设计时对】不同的设《计状况应采用—相应的？作用组合在每一【种作用组合》。中还必须选取其中的！最不利组合进行有关！的极限状态设计【。设计时应针对各种】有，关的极限状态进【行必要的计算或验】算当有实际工程经】验时也可采用—构造措施来代替【验算 】    当考虑偶】然事：件的作用时主—要承载结构可仅【按，。承载能力极》限状态进行》设计：采用的结构可靠【指标可？。比持久设《计状：况时适当降低但对】主要承？载结构？按偶然组合进行设】计时应使其不丧失】承载能力且能—在，局部结构破》坏，后不：。发生连续倒》。塌避免过《大的生命、财产【的损：失对：有，些偶然？作用：可，采，用防：护措施使主要—承载建筑《物不丧？失，。承载能力如设置【非，常溢洪道防》止洪水漫顶等— —    作》用组：合效应为《各种作用《合成引起的内力、变！形等如轴力、弯【矩，、剪力等或是—位移、？变，形、裂？缝等作用组合效【应需通过结构—计算求得 ！。     当作用】。与其效应《按线：性关系考虑时作【用，组，合的效应是结—。构上几种同时—出现的？作用分别产》生的作用《效，应的叠加各种水【工结构上作用效应的！组合应按照实际【可能同？时发生的各种作用】以它们的《效应：进行：组合有些作用对【一些：结构是重《要的：而对另一些结—构可能不重要例【。如温度作用对拱坝】是重要的必须考虑它！对拱坝整体应力【的影响？。；，而对分段式混凝【土重力坝一般—主要：考虑其对坝体施工期！应力的影《响又如冰《压力与浪压力—不同时？发生不应考虑其组】合对于拱坝》水，压力与温降组—合对结构《某些部位不利—水，压力与温升组—合对结？构的其他部位不【利因此应取》各部位的最不利情】况进行组合》 ： ， 4.3.3】  保留《原标准相《关条文？基本组合是按—承，载能力极限状态【设计时永久作—用与：可变作用《的组合当作用与效应！按线性关系考虑时作！用组：合的效应《即为各？作用效？应的组合亦即按各作！用效应的线性—叠加 】    偶然作用是！按承载能力极限【状态：设计时永久作—用，、，可变作用与一种偶】然，作用的组合》同样作用组合与效应！按线性关系考虑【时，作用组合的效—应即可由各》种作用效应》叠加而？得 》     水工建！筑，物的偶然作用通常考！虑，。校核洪水位下的水压！力和地震作用大型】水利：水电工程《的挡水建筑物—除按一般水利水电工！程那：。样考虑设《计地震作用》外还：应保证校核地—震作用？下的安全《性设计地震》作用和校核地震作】用均属？偶，然作用 【。 ，     水—利水电工《程的：工程量？一般均较《大施工条件复杂【。受气温、洪水等影】响大工？期长结构物常常在】施工的过程中—尚未形成整体就【要承受一定的作用】例如混凝土拱坝【施工时？常分成？纵、横缝浇筑—在未进行接》缝灌浆形成整体前要！分块挡水坝体自重直！接传至基岩》有时因有倒》悬而：引起不利应力钢筋】混凝土护坦当检修时！护，。坦上的水全部抽【干而底板上浮—力及渗透压力—仍然存在这样对抗浮！稳，定，不利施工、检修应】作为短？暂设计状《况考虑永久作用和可！变，作，用，组，合，。的效应  —   —  偶然作用在设计！基准期内《出现的概率很—小两：种偶然作《用同时发生的—概率更小因此—偶然组合只考虑一】。种偶然作用与—。永久：作用和？可变作用《进行：组合 【 4：.，3.5  对正【常使用极限状态设计！原标准规《定“应按相》应于持久设计状况的！长期组合《和短期组合设计”由！于可变？作用标准值》的长期？组合系数ρ值在【原标准中只提供【了附录？F“确定长》期组合系数》ρ的：方法”但鉴于水工建！筑物荷载统计的【系统性？和完整性均》不，完善相关规范均难以！给出：ρ值使？。作用：效应：的长：期组合(或准—永久组合)难以【计算为此一些规范】只能以笼《统说法不作具体规】定如用“可按GB ！50：199的有关规【定及：工程经？验取用”《等说：法如：。水，电站：压，力钢：管设：计规范D《L／T 51—。41-2《001等；》一些规？范则索性规定—采用ρ＝1.0如混！凝土重力坝设计【规范DL 5—1，08-1《999和水工隧【洞，设计规范DL／【T 5195-【2004等因此本】标准不再《采用按？长期组合设计考虑长！期作用组《合系：数的规定 】。     —工程：结，构可靠？性，设计统一标准GB】。 5：0153-20【。08规定正常使【用极限状态》设计时可采》用标：准组合？。、，。频遇组合、》。。准永久组合三种组合！情况将作用组合【效，应的名称与》作用代？表值的？名称相对应方便设】计人员应用所谓【标准组？合是指正常使用极】限状：态设计时采用标【。准值作为作用代表】值的组？合一：般用于？不可逆正常使用极】限状态同样频遇组合！或准永久组合—是指将频遇值或准永！久值作为作用—代表值的组合频【遇组合？宜，用，于可逆正常》使，用极：限状态而准永久【组合则用《于长期效应是决【定性因素时的正常】使用极限状态 ！     【可变作用《的频遇值是指在设计！基准期内被超越【的总时间占设计【基准期的比》率较：小的作用《值或被超《越，的频率限值》在规定频率内的作】用值可通《过频遇值《系数对作用标准值的！折减来表示可变作】用的准永久值是指】在，设计基准期内—被超越的《总，时间：。占设计基准期的【比率相对《较，大的作用值可通【过准永久值系—数对作用标》准值的折减来—表示 《  》   与长期组合系！数，情，况一样如果要按工程！结构：可靠性设计统—。一标准G《B 50《153-2》00：8反映可变》作用的频遇值频遇】值系数？也难以进行计算【。由于：频遇值？系数和准永久值系】数均：。小于1.《0显然作用的频【遇值和准《永久值均《小于：标准值？作用组合的效—应值常比标准组【合的效应值》小在正常使用极限】状态设计时往往【不是控制条件 【。    】 因此？结合水？。工建筑物各》种，。作用：。的统计状况的—特殊性以及水工建筑！物可靠性设》计的历史传统本次】。修订时只《采用了作用的标【准组合？或，标准组合并考虑【长，期作用的《影响例如对》混凝土？结构的抗裂设—计可采用《作用的标准组合；对！混凝：土结构的《限裂和挠度控—制设计由于它们的】计算公式中本—身就涉及初》始应力或长期刚【度和短期刚度内【容因此也《就是属？于标准组合并考【虑长：期作用的影响 】 4.3【.6：  保留原标准相】关条文基《本，变量是影响》结构可靠度的各种】主要随？机变：量，它们一般是可量测的！物理：量附加变量是—反映计算模式不定性！等的随机变量— —   ？。 水工结构的基【本变量有各》种作用如水》压力、渗透水压力、！外水压力、》泥沙压力、》地，。震作用、《温度作用等；各【种，材料(包括》。。人，工材料？。、岩、土材料)、地！基、围岩的》物，理力：。学性能如强度—、弹性模量、—容重、泊松比等；结！构的几？何尺寸如截面尺【寸、钢筋保护—层厚度、钢筋断面积！等 》。 ， ，   ？ 计算模式不定性对！结构可靠度有所【影响：是结构极限状态【设计式中应予—考虑的？随机：变，量，在，以综：合作用效应或结【。构综合抗力作为基本！。变量时？计算模式不定性已】在其中有所考虑【。 ： 4.3.】8  抗力是—结构或结构构件承受！作用的能力如强度、！刚度、抗裂度等在进！行结：构可靠度分析或规】范校准时为》。了简化极限状态方】程避免极限状态【方程形成高次非线性！可采用综《合抗力和综合作【。用效应这《种，由若：干基：本变：量组合的综合变量可！。采用误差传递法来推！求其统计《参数当？其概：率分：布为正态或对数【正态时可直》接计算出结》构或结构构件的【可靠指？标， 4.3！.9  保》留原标？准相关条文功能【函数：是描述结构设计功】能的基？本变量(包》括附加变量)—。的函数？ 《  ？   ？根据结？构设计预定的功能由！作用、结构材—料(：包括人工材》料和岩、《土材料)、地基、】围岩性？能、几何参数、【计算模式不定—性等建立《可以计算结构—功能的函数 —。 ，。 《。 ？     当】Z＞0时《结构：处于可靠状态；【Z＜0时结构—处于失效状态；Z】＝0时结《构处于极限状态 ！    【 由：于结构完成的功能不！同可组成不同—。的功能函数从而也可！以有许多不同的极限！状态方程 】 4.3.1【0  极限状态方程！是以各？有，关基本变量(包括附！加变：量)为参数表—现结构或结构构【件处于极限状—态时的？关系式 》 ， ？4.3？.12  保—留原标准相关—条文：。可靠指标是》度量结构可靠性的】一，种数：量指标它是标准正态！分布反？函，数在可靠概》率，。处的函数值可靠【。概率是？结构或结构构—件能够完成预定【功能：的概率？。值，失效概率是结构或】结构构件《不能完成预》定功能的概率 】 《。  ：  ：本标：准中所指的结—构可靠？度是结构在设—计使用？年限内在《。持久设计《状，况、短暂设计状【况和偶然设》计状况下具有的各种！规定功能的可靠度 ！。 ？。    》。 结构可靠》。概率ps常是一个很！接近1的《。。数值如0.》99999》或0.？999等而结—构失效概率pf又是！一个很小的数值如0！.00001—等，使用很不方便—因，此以“可靠指标”】作为评价或衡量结构！可靠度水平的定量】依据并以《符号β表《示它与失效概—率pf？有如：下关系 》 《  【 ， ， 表6是可靠指【。标β与可《靠概：率ps、《失效概率《pf：的对照？表 【表6  可》靠指：标，β与可靠概率ps】。、失效？概率pf《的，。对照表？ ： 】 ：    《过去：的，安全系数不能—确切地反映结构可靠！度大小如砖石结【构偏压构件的安【全系数K为2.3】钢筋混凝土偏—压构：件的安全《系数K？为1.55》但是钢筋混》凝土偏压《构件的可靠指—标却：比前者大因此采【用可靠指《标β作为统一的【。可靠度量《度尺度可以对—不同：结构类型、》不同材料(》包括岩、土)的结构！可靠性进行定量【的比较？ 《 4.《3.13  计算】结构可？靠指标β的》方法很多如》JC：法，、数值积分法、J】C-数值联》合法、分《位值法、蒙特—卡洛法等为便于比较！需要统一可靠指标】的计算方法为此附录！B.1中主要—推荐了在《方法上比《较成熟运算上比较】。简单国际标》准和国内标准均【普遍采用的一—次二阶矩法(一次】。可，。靠度法) —     】。目前对？于水工结构设计有】些基本变量如作用、！材料性能《等，统计资料仍然不很】完善基本变量—。。的统计参数和概率分！布模：型仍需根据》现有的统《计，资料结合工程经验判！断，而，定随着统计》数据不断积累—可进一步修订—这，些，。参数使算得的可【靠指标更接近实际】 —4.3.14～【4.3.17  目！标可：靠指标？是规范规定》结构设计应》达到：的可靠指标结构设】计，中应根据结构—安全级别对不—同设计状《况下的各种极限【状，。态的不同《破坏类型《制定适当的目标可】靠指标以保证结【构在安全和经济上趋！于最佳？平衡目前《确定目标可靠指标】的方法有校准法、】。风险分析《。法、：最佳经济效益法等】考虑：到统计资料仍然【不够：充分还需继》承已有设计》。经验本次修订—仍然推荐校准法【作为选定结构—目标可靠《指标的方法校—准法就？是对原有结构—。设计规？范、正常设》计和施工的水—工结构进行反演分】析得出设计》隐含的总体》可靠度水平采—用校准法确定—总体：可靠度水平时还应该！调查分析影响结构可！靠度的？各种因？。素对可靠《度影响？。的权重以加》权平均可靠指标代表！总体可靠度水平 ！     早！期为了配合原标准】的编制？曾经对当年采用的】水，。工钢筋？混凝土结构设—计规范SDJ 2】0-19《7，8以及混凝土—重力坝设计规—范SDJ《 21-1》978？用校准？法分析了代表—性水工结《构承载能力极—限，状态持久设》计状况的总》体可靠？度水平如表7—、，表8所示 【 表7》  水？工钢：筋混凝？。土结构？可靠度分析结果【汇，总及目标《可，靠指标βt建议值】 — 《 ，。     注类别】号1表示按太平湾】水电站混凝土统【计资：料可靠度分析—结果；类别号2表】示按全国混》。。凝土覆盖《。80：％批点数据可靠【度分析？结果；？。类，。别号3？表示按全国合格水】平混凝？土统计资料》。。可靠：度分析结果；βy表！示第：。一类：破坏(延性》。。破坏)可靠》指，标；βc表示第【二类破坏(脆—性破坏)可》靠指标？；βz表《示总体可靠指标 】 表8  ！混凝：土重：力坝坝基抗滑稳定和！抗压强度设计可靠度！。。分析结果汇总及【。目，标可靠指标β—t建议值 —。 ？ —  ：   此外后来【的碾压式土石—坝设计规范DL／T！ 5395-2【007修订》过程中也《对坝坡抗滑稳定【可靠度进《行了校？。准分析其结果如【表9所示 》 表—9  碾压式土【石坝坝坡《抗滑稳定可靠度校】准分析结果》及目标可靠》指标βt的取值建】议， ？ ， ， ：     ！注βi＝0》。为，假定滑楔之间的作用！力为水？平βi≠0为假定滑！楔，之间的作用》力平行于《坡面或坡面与楔体斜！面的平均坡度 】 《    水电站【压力：钢管设计规》范DL／《T 5141-【2001修》订过程中对Ⅰ级结构！进行：了可靠度《校，准分析？结果如表10—所示 】。表10  》压力钢管结》构可靠度校》准结果β值及目标可！靠指标βt》的取值 》 【     我】。国工民建《与港口工程结—构持久设计》。。状况承载能力—极限状态的结构设计！可靠：指标如表11所【示 》 表？11  工民建【与港：口工程？结构持久设计—状况承载能》力极限状态的—结构：设计可靠指标β值 ！ 《 ？   —  另外《。国外：一些工程《结构设计规范—。采用分项《系数极？限状态？设计方法取用—的可靠指标值也都大！致，。在上述我国规范取】值，范围内北美》加拿大公路桥梁设】计规范(CH—BDC)1》997年第4版规定！承载能力极》限，状态可靠《指标β？＝3.？5正：常使用极限状态可】靠指标？β＝1.0北欧建筑！管理委？员会(NKB)工】作报告？199901E【结构设计基础建【议对：包括混凝《土梁、柱和钢梁【、柱以及木梁—、柱的设计基本情况！取β＝4.7 ！     【综合分析《上述：资料对不同安全【级别和破坏类型的】。结构：或结构构件应采用】不同的可《靠，指标水？工结：构构件持久设计状况！承载能力《极，限状态？的目标可靠指—标如表4.3.16！。所示 ？ ，