《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 50199】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DL／T 【5141-2001！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】D，L 5？108-199【9和水工隧洞设【计规范DL／T 5！。195-《。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 ？50153-—2008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GB 【5，0153-200】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0.9！9，9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p—f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、JC-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～【4.3.1》。7  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 20-1！978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8！0％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；β【y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！-2007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β【t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1》0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β《t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(CHBDC【)1997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(N】KB：)工作报告1999！01E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 《