。 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？ 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DL！ 5108》-，1999《和水：工隧洞设计规范【DL／？T 519》5-2004—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《 50？153？-200《8，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 50153】-2008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 【4.3.10  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.！1，2  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》p，。s常：是一个很接近1的】数值如0.》9999《9或0.99—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》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、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【.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S】DJ 20-197！8以及混凝》。土重力坝设计规范】SD：J ：2，1-1978—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 ！539？5-2007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【-20？01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【BD：C)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，(NKB)工—作报告199—901E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4.3.1】6所示 》