工程結(jié)構(gòu)荷載與可靠度設計原理第一部分小結(jié)ppt課件

1、構(gòu)造可靠度分析的概念和原理構(gòu)造可靠度分析的概念和原理荷載與構(gòu)造抗力的統(tǒng)計分析荷載與構(gòu)造抗力的統(tǒng)計分析第一部分小結(jié)第一部分小結(jié)工程構(gòu)造荷載與可靠度設計原理構(gòu)造設計實際的開展 l構(gòu)造設計的開展：從伽利略至今三百余年里，構(gòu)造設計閱構(gòu)造設計的開展：從伽利略至今三百余年里，構(gòu)造設計閱歷了各種演化，可從以下兩個方面進展歸納：歷了各種演化，可從以下兩個方面進展歸納： l l 從構(gòu)造設計實際上從構(gòu)造設計實際上 l 彈性實際彈性實際 極限形狀實際極限形狀實際 l 從設計方法上從設計方法上 l 定值設計法定值設計法 概率設計法概率設計法 l構(gòu)造設計計算的實際和方法構(gòu)造設計計算的實際和方法l允許應力法允許應力法 l

2、破損階段設計法破損階段設計法 l多系數(shù)極限形狀設計法多系數(shù)極限形狀設計法 l基于可靠性實際的概率極限形狀法基于可靠性實際的概率極限形狀法構(gòu)造設計中的不確定性要素 l不確定性不確定性l隨機性：由于事件發(fā)生的條件不充分，使得在條件與事件隨機性：由于事件發(fā)生的條件不充分，使得在條件與事件之間不能出現(xiàn)必然的因果關(guān)系，從而導致在事件的出現(xiàn)上之間不能出現(xiàn)必然的因果關(guān)系，從而導致在事件的出現(xiàn)上表現(xiàn)出的不確定性，如表現(xiàn)出的不確定性，如“拋硬幣等。拋硬幣等。人類認識到的人類認識到的第一種不確定性。第一種不確定性。l 處理手段：概率論、數(shù)理統(tǒng)計、隨機過程實際。處理手段：概率論、數(shù)理統(tǒng)計、隨機過程實際。l模糊性：由

3、于概念邊境劃分規(guī)范的模糊不清而產(chǎn)生的不確模糊性：由于概念邊境劃分規(guī)范的模糊不清而產(chǎn)生的不確定性稱為模糊性，例如，定性稱為模糊性，例如，“高與矮，高與矮，“冷與熱等。冷與熱等。l 處理手段：模糊集合實際、模糊隨機過程實際。處理手段：模糊集合實際、模糊隨機過程實際。l知識的不完善性：由于人類認識上的局限性而呵斥的，所知識的不完善性：由于人類認識上的局限性而呵斥的，所以又叫客觀認識的未確定性，如以又叫客觀認識的未確定性，如“人體有多少根頭發(fā)等。人體有多少根頭發(fā)等。l 處理手段：灰色系統(tǒng)實際。處理手段：灰色系統(tǒng)實際。在構(gòu)造可靠性實際中以隨機性為研討重點在構(gòu)造可靠性實際中以隨機性為研討重點構(gòu)造設計中的不

4、確定性要素l構(gòu)造工程中的隨機性構(gòu)造工程中的隨機性l物理、幾何不確定性：如資料、桿件尺寸、截面物理、幾何不確定性：如資料、桿件尺寸、截面積、剩余應力、初始變形等相關(guān)要素。積、剩余應力、初始變形等相關(guān)要素。l統(tǒng)計的不確定性：在統(tǒng)計與穩(wěn)定性有關(guān)的物理量統(tǒng)計的不確定性：在統(tǒng)計與穩(wěn)定性有關(guān)的物理量和幾何量時，總是根據(jù)有限樣本來選擇概率密度和幾何量時，總是根據(jù)有限樣本來選擇概率密度分布函數(shù)，因此帶來一定閱歷技術(shù)性，這種不確分布函數(shù)，因此帶來一定閱歷技術(shù)性，這種不確定性稱為統(tǒng)計的不確定性，是缺乏實際要素而成。定性稱為統(tǒng)計的不確定性，是缺乏實際要素而成。l模型的不確定性：為了對構(gòu)造進展分析，所提假模型的不確定

5、性：為了對構(gòu)造進展分析，所提假設、數(shù)學模型、邊境條件以及目前構(gòu)造技術(shù)程度設、數(shù)學模型、邊境條件以及目前構(gòu)造技術(shù)程度難以在計算中反映的種種要素，是很多不具備施難以在計算中反映的種種要素，是很多不具備施工者完成要素，所導致實際值實踐承截力的差別，工者完成要素，所導致實際值實踐承截力的差別，都歸結(jié)為模型的不確定性。都歸結(jié)為模型的不確定性。構(gòu)造設計中的不確定性要素l總結(jié)總結(jié)l構(gòu)造的設計、施工和運用過程中存在大量的隨機構(gòu)造的設計、施工和運用過程中存在大量的隨機不確定性要素；不確定性要素；l荷載及構(gòu)造的抗力不是確定性的量，它們是隨機荷載及構(gòu)造的抗力不是確定性的量，它們是隨機變量，因此絕對可靠的構(gòu)造設計是不

6、存在的！變量，因此絕對可靠的構(gòu)造設計是不存在的！l由于構(gòu)造的荷載和抗力存在隨機不確定性，所以由于構(gòu)造的荷載和抗力存在隨機不確定性，所以必需采用構(gòu)造可靠度實際研討構(gòu)造的可靠性問題。必需采用構(gòu)造可靠度實際研討構(gòu)造的可靠性問題。構(gòu)造可靠度的概念 l構(gòu)造的功能要求構(gòu)造的功能要求l能接受在施工和運用期間能夠出現(xiàn)的各種作用；能接受在施工和運用期間能夠出現(xiàn)的各種作用；l堅持良好的運用性能；堅持良好的運用性能；l具有足夠的耐久性能；具有足夠的耐久性能；l當發(fā)生火災時，在規(guī)定的時間內(nèi)可堅持足夠的承載力；當發(fā)生火災時，在規(guī)定的時間內(nèi)可堅持足夠的承載力；l當發(fā)生爆炸、撞擊、人為錯誤等偶爾事件時，構(gòu)造能堅持當發(fā)生爆炸

7、、撞擊、人為錯誤等偶爾事件時，構(gòu)造能堅持必需的整體穩(wěn)定性，不出現(xiàn)與原因不相稱的破壞后果，防必需的整體穩(wěn)定性，不出現(xiàn)與原因不相稱的破壞后果，防止出現(xiàn)構(gòu)造的延續(xù)倒塌。止出現(xiàn)構(gòu)造的延續(xù)倒塌。1、4、5為構(gòu)造的平安性；為構(gòu)造的平安性；2為構(gòu)造的適用性；為構(gòu)造的適用性；3為構(gòu)造的耐久性為構(gòu)造的耐久性統(tǒng)稱為構(gòu)造的可靠性統(tǒng)稱為構(gòu)造的可靠性構(gòu)造可靠度的概念 l構(gòu)造可靠度構(gòu)造可靠度l構(gòu)造在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預定構(gòu)造在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成預定功能的概率。功能的概率。l是構(gòu)造可靠性的概率度量。是構(gòu)造可靠性的概率度量。 l規(guī)定的時間：普通是指設計運用基準期。在同樣規(guī)定的時間：普通是指設計運用

8、基準期。在同樣的條件下，規(guī)定的時間越長，構(gòu)造的可靠度越低。的條件下，規(guī)定的時間越長，構(gòu)造的可靠度越低。l規(guī)定的條件：指正常設計、正常施工、正常運用、規(guī)定的條件：指正常設計、正常施工、正常運用、正常維修，排除人為錯誤或過失要素。正常維修，排除人為錯誤或過失要素。l構(gòu)造可靠性構(gòu)造可靠性l構(gòu)造在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預構(gòu)造在規(guī)定的時間內(nèi)，在規(guī)定的條件下，完成預定功能的能定功能的能l力。力。 極限形狀設計原那么l極限形狀極限形狀l構(gòu)造可以滿足功能要求而良好地任務，那么稱構(gòu)構(gòu)造可以滿足功能要求而良好地任務，那么稱構(gòu)造是造是“可靠的或可靠的或“有效的。反之，那么構(gòu)造有效的。反之，那么構(gòu)造為為“

9、不可靠或不可靠或“失效。失效。l區(qū)分構(gòu)造區(qū)分構(gòu)造“可靠與可靠與“失效的臨界任務形狀稱失效的臨界任務形狀稱為為“極限形狀。極限形狀。整個構(gòu)造或構(gòu)造的一部分超越某一特定形狀，就不能滿足設計整個構(gòu)造或構(gòu)造的一部分超越某一特定形狀，就不能滿足設計指定的某一功能要求，這個特定形狀成為該功能的極限形狀。指定的某一功能要求，這個特定形狀成為該功能的極限形狀。按此形狀進展設計的原那么稱為極限形狀設計原那么。按此形狀進展設計的原那么稱為極限形狀設計原那么。構(gòu)造功能函數(shù)與極限形狀構(gòu)造所處形狀構(gòu)造所處形狀 作用效應作用效應S抗力抗力RR1R2R=S極限形狀極限形狀 Z1Z2S2R2失效失效S10具有相當大的概率或具

10、有相當大的概率或 Z0 具有相當小的概率；具有相當小的概率；通常采用失效概率來度量構(gòu)造的可靠度。通常采用失效概率來度量構(gòu)造的可靠度?？煽磕康膌根本概念根本概念標準差、均值、變量相互獨立的正態(tài)隨機、SRSRSRSRSR222,SRZSRZZSRZ亦為正態(tài)隨機變量22(0)0()ZZfZZZRSZZZZRSfZZpP ZPPZYpP YY 令： ， 則：其中： 標準正態(tài)隨機變量；（）標準正態(tài)分布函數(shù)可靠目的 延性破壞延性破壞三級三級二級二級一級一級 脆性破壞脆性破壞 平安等級平安等級破壞類型破壞類型3.73.22.74.23.73.2房屋建筑構(gòu)造構(gòu)件的可靠目的房屋建筑構(gòu)造構(gòu)件的可靠目的GB5015

11、3-2021構(gòu)造可靠度適用分析方法中心點法l情況情況1 1：構(gòu)造功能函數(shù)為線性函數(shù)：構(gòu)造功能函數(shù)為線性函數(shù)iniiXaaZ10iXniiZaa1021)(iXniiZa構(gòu)造功能函數(shù)構(gòu)造功能函數(shù)均值均值方差方差根據(jù)概率論中心極限定理，當根據(jù)概率論中心極限定理，當n，Z 近似服從正態(tài)分布近似服從正態(tài)分布21110)(iiXniiniXZZaaa)(1)(fP可靠目的可靠目的可靠度可靠度構(gòu)造可靠度適用分析方法中心點法l情況情況2 2：構(gòu)造功能函數(shù)為非線性函數(shù)：構(gòu)造功能函數(shù)為非線性函數(shù)構(gòu)造功能函數(shù)構(gòu)造功能函數(shù)均值均值方差方差nXXXgZ,.,21將將Z Z在各變量的均值點處展開成泰勒級數(shù)，并取線性項在

12、各變量的均值點處展開成泰勒級數(shù)，并取線性項iiXnXiniiXXXXXggZ1,.,21nXXXZg,.,21niXiZiiXXg12構(gòu)造可靠度適用分析方法中心點法l情況情況2 2：構(gòu)造功能函數(shù)為非線性函數(shù)：構(gòu)造功能函數(shù)為非線性函數(shù)niXiXXXZZiiXnXgg12,.,21)(1)(fP可靠目的可靠目的可靠度可靠度可靠度目的的幾何意義l情況情況1 1：極限形狀方程為線性函數(shù)：極限形狀方程為線性函數(shù)可靠度目的的幾何意義l情況情況2 2：極限形狀方程為非線性函數(shù)：極限形狀方程為非線性函數(shù)驗算點法對中心點法的改良l驗算點法對中心點法的改良驗算點法對中心點法的改良1 1當功能函數(shù)當功能函數(shù)Z為非線

13、性曲面時，不以經(jīng)過中心點的切平面作為非線性曲面時，不以經(jīng)過中心點的切平面作為線性近似，而以經(jīng)過為線性近似，而以經(jīng)過Z0上的某一點上的某一點X* X1*, X2*, , Xn*的切平面作為線性近似，以減小中心點法的誤差。該點的切平面作為線性近似，以減小中心點法的誤差。該點X* 稱為驗算點，驗算點法可使稱為驗算點，驗算點法可使X* 收斂于規(guī)范化空間中極限收斂于規(guī)范化空間中極限形狀曲面到原點的最近間隔點。形狀曲面到原點的最近間隔點。l中心點法的缺陷中心點法的缺陷1 1功能函數(shù)在平均值處展開不盡合理；對非線性能夠帶來較功能函數(shù)在平均值處展開不盡合理；對非線性能夠帶來較大的誤差。大的誤差。驗算點法對中心

14、點法的改良l驗算點法對中心點法的改良驗算點法對中心點法的改良2 2當根本變量當根本變量Xi 具有分布類型的信息時，將具有分布類型的信息時，將Xi的分布在的分布在 X1*, X2*, , Xn*處以與正態(tài)分布等價的條件，變換為處以與正態(tài)分布等價的條件，變換為當量正態(tài)分布，這樣可使所得的可靠目的與失效概率之間有當量正態(tài)分布，這樣可使所得的可靠目的與失效概率之間有一個明確的對應關(guān)系，從而在一個明確的對應關(guān)系，從而在中合理地反映了分布類型的影中合理地反映了分布類型的影響。響。l中心點法的缺陷中心點法的缺陷2 2沒有思索隨機變量概率分布類型的信息。沒有思索隨機變量概率分布類型的信息。驗算點法根本原理構(gòu)造

15、功能函數(shù)構(gòu)造功能函數(shù)均值均值nXXXgZ,.,21將將Z Z在各變量的驗算點在各變量的驗算點X X* * X1X1* *, X2, X2* *, , Xn, , Xn* *處展開成處展開成泰勒級數(shù)泰勒級數(shù)*121)(),(XiniiinXgXXXXXgZ*121)(),(XiniiXnZXgXXXXgi*1)(XiniiXZXgXi0l正態(tài)隨機變量的情況正態(tài)隨機變量的情況驗算點法根本原理規(guī)范差規(guī)范差niXXiZiXg12*)()(*1121212iiiiiXXininiXXiXXiniXXiniXXiZXgXgXgXgXg)(*1iXXiniiZXgi靈敏系數(shù)：第靈敏系數(shù)：第i i個個隨機變量

16、對整個規(guī)隨機變量對整個規(guī)范差的相對影響。范差的相對影響。驗算點法根本原理可靠目的可靠目的)()(*11*iiXXiniiXiniiXZZXgXgXiiXiXiX*采用逐次迭代！采用逐次迭代！驗算點法根本原理l非正態(tài)隨機變量的情況非正態(tài)隨機變量的情況根本思緒：根本思緒：普通情況下普通情況下,在構(gòu)造的極限形狀中往往含有非正態(tài)隨機變量，在構(gòu)造的極限形狀中往往含有非正態(tài)隨機變量，如構(gòu)造的抗力普通服從對數(shù)正態(tài)分布，活荷載普通服從極值如構(gòu)造的抗力普通服從對數(shù)正態(tài)分布，活荷載普通服從極值型分布或其他分布等。對于這種情況下的可靠度分析，普型分布或其他分布等。對于這種情況下的可靠度分析，普通要把非正態(tài)變量當量化

17、為正態(tài)分布隨機變量。通要把非正態(tài)變量當量化為正態(tài)分布隨機變量。驗算點法根本原理l非正態(tài)隨機變量的情況非正態(tài)隨機變量的情況當量正態(tài)化的條件當量正態(tài)化的條件:1在設計驗算點在設計驗算點Xi*處，當量正態(tài)化隨機變量處，當量正態(tài)化隨機變量Xi的概率的概率分布函數(shù)值與原隨機變量分布函數(shù)值與原隨機變量Xi的概率分布函數(shù)值相等；的概率分布函數(shù)值相等；2在設計驗算點在設計驗算點Xi*處，當量正態(tài)化隨機變量處，當量正態(tài)化隨機變量Xi的概率的概率密度函數(shù)值與原隨機變量密度函數(shù)值與原隨機變量Xi的概率密度函數(shù)值相等。的概率密度函數(shù)值相等。驗算點法根本原理*)(iiXXiiiXXF)(*1*iiXiiiXXFX*1)

18、(iiiXXiXiiXXf)(/)()(*1*iiiiiiXXiXXfXFXfXiii在驗算點上概率分布函數(shù)相等在驗算點上概率分布函數(shù)相等在驗算點上概率密度函數(shù)相等在驗算點上概率密度函數(shù)相等驗算點法討論1、在驗算點法中，對于同一問題不論運用應力或荷載表示的、在驗算點法中，對于同一問題不論運用應力或荷載表示的極限形狀方程，結(jié)果都是一樣的。極限形狀方程，結(jié)果都是一樣的。2、在工程實踐可靠度計算中，驗算點法已作為求解可靠目的、在工程實踐可靠度計算中，驗算點法已作為求解可靠目的的根底，但只是在統(tǒng)計獨立的正態(tài)分布變量和具有線性極限的根底，但只是在統(tǒng)計獨立的正態(tài)分布變量和具有線性極限形狀方程下才是準確的。

19、形狀方程下才是準確的。構(gòu)造設計要求與目的可靠度目的可靠度對設計結(jié)果的影響：目的可靠度對設計結(jié)果的影響：構(gòu)造目的可靠度定得越高，那么構(gòu)造設計得很強，使構(gòu)造造價構(gòu)造目的可靠度定得越高，那么構(gòu)造設計得很強，使構(gòu)造造價加大；反之，那么構(gòu)造設計得很弱，造價降低，產(chǎn)生不平安感。加大；反之，那么構(gòu)造設計得很弱，造價降低，產(chǎn)生不平安感。l目的可靠度目的可靠度目的可靠度確定原那么：目的可靠度確定原那么：到達構(gòu)造可靠與經(jīng)濟上的最正確平衡。到達構(gòu)造可靠與經(jīng)濟上的最正確平衡。目的可靠度確定要素：目的可靠度確定要素：1、公眾心思、公眾心思 2、構(gòu)造重要性、構(gòu)造重要性 3、構(gòu)造破壞性質(zhì)、構(gòu)造破壞性質(zhì) 4、社會經(jīng)濟接受才干

20、、社會經(jīng)濟接受才干構(gòu)造概率可靠度的適用表達式l分項系數(shù)設計表達式分項系數(shù)設計表達式RRSnnSnSSSS02221101kRknSnkSkSRSSS12211平安系數(shù)分解為荷載分項系數(shù)和抗力分項系數(shù)，各荷載采用各平安系數(shù)分解為荷載分項系數(shù)和抗力分項系數(shù)，各荷載采用各自的分項系數(shù)自的分項系數(shù)功能函數(shù)功能函數(shù)021RSSSZniiXiXiX*驗算點驗算點RRRSiSiSi11100RRRRRSSSiSiSikk1111kRRkSSRSRRRSSSkk1111構(gòu)造概率可靠度的適用表達式分項系數(shù)設計表達式：能對影響構(gòu)造可靠度的各種要素分別進分項系數(shù)設計表達式：能對影響構(gòu)造可靠度的各種要素分別進展研討，

21、不同的荷載效應，可根據(jù)荷載的變異性質(zhì)，采用不同展研討，不同的荷載效應，可根據(jù)荷載的變異性質(zhì)，采用不同的荷載分項系數(shù)。而抗力分項系數(shù)那么可根據(jù)構(gòu)造資料的任務的荷載分項系數(shù)。而抗力分項系數(shù)那么可根據(jù)構(gòu)造資料的任務性能不同，采用不同的數(shù)值。性能不同，采用不同的數(shù)值。構(gòu)造概率可靠度的適用表達式l規(guī)范設計表達式規(guī)范設計表達式,12110kkRniQikCiQikQQGkGafRSSS國際上通常采用以下設計表達式國際上通常采用以下設計表達式構(gòu)造重要性系數(shù)構(gòu)造重要性系數(shù)工程設計人員習慣采用根本變量的規(guī)范值進展構(gòu)造設計。工程設計人員習慣采用根本變量的規(guī)范值進展構(gòu)造設計。各國的規(guī)范均閱歷了由單一系數(shù)向多系數(shù)的轉(zhuǎn)

22、化過程。各國的規(guī)范均閱歷了由單一系數(shù)向多系數(shù)的轉(zhuǎn)化過程。采用單一系數(shù)難以處理恒、活載統(tǒng)計參數(shù)的差別導致的可靠采用單一系數(shù)難以處理恒、活載統(tǒng)計參數(shù)的差別導致的可靠度計算的偏向。度計算的偏向。由于各國荷載和抗力規(guī)范值確定的方式不同，設計目的可靠度由于各國荷載和抗力規(guī)范值確定的方式不同，設計目的可靠度的水準也有差別，因此不同國家構(gòu)造設計表達式的分項系數(shù)取的水準也有差別，因此不同國家構(gòu)造設計表達式的分項系數(shù)取值均不一樣。各國的荷載分項系數(shù)、抗力分項系數(shù)與荷載規(guī)范值均不一樣。各國的荷載分項系數(shù)、抗力分項系數(shù)與荷載規(guī)范值和抗力規(guī)范值是配套運用的。它們作為一個整體有確定的概值和抗力規(guī)范值是配套運用的。它們作

23、為一個整體有確定的概率可靠度意義。率可靠度意義。構(gòu)造概率可靠度的適用表達式承載才干極限形狀設計式承載才干極限形狀設計式RS 0荷載效應組合的設計值荷載效應組合的設計值S取以下組合中的最不利值取以下組合中的最不利值:可變荷載效應控制的組合：可變荷載效應控制的組合：QikniciQikQQGkGSSSS211永久荷載效應控制的組合：永久荷載效應控制的組合：QikniciQiGkGSSS1構(gòu)造構(gòu)件抗力設計值構(gòu)造構(gòu)件抗力設計值作用效應組合設計值作用效應組合設計值結(jié)構(gòu)安全等級或設計使用年限結(jié)構(gòu)安全等級或設計使用年限0=1.1 0=1.0 0=0.9安全等級安全等級一一二二三三設計使用年限（年）設計使用年

24、限（年）100505構(gòu)造重要性系數(shù)構(gòu)造重要性系數(shù)構(gòu)造概率可靠度的適用表達式正常運用極限形狀設計式正常運用極限形狀設計式對于正常運用極限形狀，應根據(jù)不同的設計要求，采用荷載的對于正常運用極限形狀，應根據(jù)不同的設計要求，采用荷載的規(guī)范組合、頻遇組合或準永久組合，并應按以下設計表達式進規(guī)范組合、頻遇組合或準永久組合，并應按以下設計表達式進展設計展設計:CS C為構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件到達正常運用要求的規(guī)定限值，例如變形、裂痕、振幅、為構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件到達正常運用要求的規(guī)定限值，例如變形、裂痕、振幅、加速度、應力等的限值，應按各有關(guān)建筑構(gòu)造設計規(guī)范的規(guī)定采用。加速度、應力等的限值，應按各有關(guān)建筑構(gòu)造設計規(guī)范的規(guī)

25、定采用。規(guī)范組合：規(guī)范組合：QiknicikQGkSSSS21頻遇組合：頻遇組合：QikniqikQfGkSSSS211準永久組合：準永久組合：QikniqiGkSSS1荷載概率模型l平穩(wěn)二項隨機過程荷載模型平穩(wěn)二項隨機過程荷載模型根據(jù)荷載每變動一次在構(gòu)造上的時間長短，將設計基準期根據(jù)荷載每變動一次在構(gòu)造上的時間長短，將設計基準期T等分為等分為r個相等的時段個相等的時段，或以為設計基準期，或以為設計基準期T內(nèi)荷載均勻變動內(nèi)荷載均勻變動r=T/； 在每個時段內(nèi)，荷載在每個時段內(nèi)，荷載Q出現(xiàn)的概率為出現(xiàn)的概率為p，不出現(xiàn)的概率為，不出現(xiàn)的概率為q=1-p；在每一時段在每一時段內(nèi)，荷載出現(xiàn)時，其幅值

26、是非負的隨機變量，且內(nèi)，荷載出現(xiàn)時，其幅值是非負的隨機變量，且在不同時段上的概率分布是一樣的，記時段在不同時段上的概率分布是一樣的，記時段內(nèi)的荷載概率分內(nèi)的荷載概率分布為布為不同時段不同時段上的荷載幅值隨機變量相互獨立，且與在時段上的荷載幅值隨機變量相互獨立，且與在時段上上能否出現(xiàn)荷載無關(guān)。能否出現(xiàn)荷載無關(guān)。( )( ),iF xP Q tx t模型假定：模型假定：荷載概率模型荷載在設計基準期內(nèi)的最大值概率分布荷載在設計基準期內(nèi)的最大值概率分布rirjirjjjTTxFpxFptxtQPTtxtQPxQPxF)(1 1)(1 1,)(,)(max)(11prNT年內(nèi)出現(xiàn)的平均次數(shù)為設荷載在Ni

27、TxFxF)()(為小數(shù)xxex1充分小若)(1 xFpipriprxFrxFpTxFeexFii)(1 1)()(1)(1NiTxFxF)()(rNp,1時當時當1p荷載代表值各種荷載的最大值普通為隨機變量，為了實踐設計方便，采各種荷載的最大值普通為隨機變量，為了實踐設計方便，采用詳細數(shù)值代表荷載的最大值，成為荷載代表值。用詳細數(shù)值代表荷載的最大值，成為荷載代表值。永久荷載代表值：規(guī)范值永久荷載代表值：規(guī)范值可變荷載代表值：規(guī)范值、組合值、頻遇值和準永久值可變荷載代表值：規(guī)范值、組合值、頻遇值和準永久值l荷載代表值荷載代表值荷載效應及其組合l荷載效應荷載效應由荷載引起構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件的反響，如

28、內(nèi)力、變形和裂痕等。由荷載引起構(gòu)造或構(gòu)造構(gòu)件的反響，如內(nèi)力、變形和裂痕等。lq最大彎矩最大彎矩: Mmax=q l 2/8= l 2/8 q最大剪力最大剪力: Vmax=q l/2=l/2 q最大撓度最大撓度: fmax=5ql 4/384EI=5l 4/384EI q荷載效應荷載效應S=荷載效應系數(shù)荷載效應系數(shù)C 荷載荷載Q(t) 反映荷載作用方式、構(gòu)造計算簡圖、幾何特征等反映荷載作用方式、構(gòu)造計算簡圖、幾何特征等對應于線彈性構(gòu)造，荷載效應與荷載呈線性關(guān)系；對應于線彈性構(gòu)造，荷載效應與荷載呈線性關(guān)系；荷載效應與構(gòu)造的尺寸、構(gòu)造的截面特性和資料的特性相關(guān)；荷載效應與構(gòu)造的尺寸、構(gòu)造的截面特性和

29、資料的特性相關(guān)；與荷載變異性相比，荷載效應變異性小，可以近似為常數(shù)；與荷載變異性相比，荷載效應變異性小，可以近似為常數(shù)；荷載效應的概率特性概率分布與荷載的概率特性一樣。荷載效應的概率特性概率分布與荷載的概率特性一樣。QSCQSC荷載效應及其組合l荷載效應組合荷載效應組合構(gòu)造接受永久荷載的同時，能夠接受兩種以上可變荷載活構(gòu)造接受永久荷載的同時，能夠接受兩種以上可變荷載活荷載、風荷載、雪荷載等。荷載、風荷載、雪荷載等。一切可變荷載以最大值相遇的概率很小，為了構(gòu)造的平安和一切可變荷載以最大值相遇的概率很小，為了構(gòu)造的平安和經(jīng)濟，必需研討多個荷載效應組合的概率分布問題。經(jīng)濟，必需研討多個荷載效應組合的

30、概率分布問題。兩種組合規(guī)那么兩種組合規(guī)那么Turkstra組合規(guī)那么組合規(guī)那么JCSS構(gòu)造平安度結(jié)合委員會構(gòu)造平安度結(jié)合委員會組合規(guī)那么組合規(guī)那么抗力統(tǒng)計分析的普通概念構(gòu)件抗力構(gòu)件抗力R：指構(gòu)件接受各種作用的才干，它與構(gòu)件的：指構(gòu)件接受各種作用的才干，它與構(gòu)件的荷載效應荷載效應S相對應。相對應。l構(gòu)造抗力概念構(gòu)造抗力概念 兩種抗力：兩種抗力： 承載力：抵抗荷載作用內(nèi)力承載力：抵抗荷載作用內(nèi)力 剛剛 度：抵抗荷載作用變形度：抵抗荷載作用變形l構(gòu)造抗力的層次構(gòu)造抗力的層次整體構(gòu)造抗力如整體構(gòu)造接受風荷載的才干整體構(gòu)造抗力如整體構(gòu)造接受風荷載的才干構(gòu)造構(gòu)件抗力如構(gòu)件在軸力、彎矩作用下的承載才干構(gòu)造構(gòu)

31、件抗力如構(gòu)件在軸力、彎矩作用下的承載才干構(gòu)件截面抗力構(gòu)件截面抗彎、抗剪的才干構(gòu)件截面抗力構(gòu)件截面抗彎、抗剪的才干截面各點的抗力截面各點抵抗正應力、剪應力的才干截面各點的抗力截面各點抵抗正應力、剪應力的才干設計變形抗力要求設計變形抗力要求設計承載力抗力要求設計承載力抗力要求影響構(gòu)造抗力的不定性 資料性能如強度、彈性模量、泊松比等資料性能如強度、彈性模量、泊松比等l影響構(gòu)件抗力的不定性要素影響構(gòu)件抗力的不定性要素幾何參數(shù)如寬度、高度、面積、慣性矩等幾何參數(shù)如寬度、高度、面積、慣性矩等計算方式的準確度計算方式的準確度），（21nXXXgZ），（21ngXXXZ222iniiXgX1ZZZZ誤差傳送公式誤差傳送公式構(gòu)造抗力的統(tǒng)計特征單一資料構(gòu)件：鋼、木、磚等組成的構(gòu)造構(gòu)件單一資料構(gòu)件：鋼、木、磚等組成的構(gòu)造構(gòu)件l構(gòu)造抗力的統(tǒng)計參數(shù)構(gòu)造抗力的統(tǒng)計參數(shù)Rk：按規(guī)范規(guī)定的資料性能和幾何參數(shù)規(guī)范值及抗力計算公式：按規(guī)范規(guī)定的資料性能和幾何參數(shù)規(guī)范值及抗力計算公式求得的抗力規(guī)范值。求得的抗力規(guī)范值。kpafpkak0fp)()(RafkafRckk0kafkR kRpafRpafkRRR222pafRR的平均值的平均值R的變異系數(shù)的變異系數(shù)無量綱無量綱有量綱有量綱構(gòu)造構(gòu)件抗力的統(tǒng)計特征多種資料構(gòu)件：鋼筋混