结构概率可靠度设计方法【最新】

结构可靠度分析基础和可靠度分析方法1一般规定1.1当按本文方法确定分项系数和组合值系数时，除进行分析计算外，尚应根据工程经验对分析结果进行判断并进行调整。

1.1.1从概念上讲，结构可靠行设计方法分为确定性方法和概率方法。

在确定性方法中，设计中的变量按定值看待，安全系数完全凭经验确定，属于早期的设计方法。

概率方法为全概率方法和一次可靠度方法。

全概率方法使用随机过程模型及更准确的概率计算方法，从原理上讲，可给出可靠度的准确结果，但因为经常缺乏统计数据及数值计算上的复杂性，设计标准的校准很少使用全概率方法。

一次可靠度方法使用随机变量模型和近似的概率计算方法，与当前的数据收集情况及计算手段是相适应的。

所以，目前国内外设计标准的校准基本都采用一次可靠度方法。

本文说明了结构可靠度校准、直接用可靠指标进行设计的方法及用可靠指标确定设计表达式中作用，抗力分项系数和作用组合值系数的方法。

1.2按本文进行结构可靠度分析和设计时，应具备下列条件：1具有结构极限状态方程；2基本变量具有准确、可靠的统计参数及概率分布。

1.2.1进行结构可靠度分析的基本条件使建立结构的极限状态方程和基本随机变量的概率分布函数。

功能函数描述了要分析的结构的某一功能所处的状态：Z>0表示结构处于可靠状态；Z=0表示结构处于极限状态；Z＜0表示结构处于失效状态。

计算结构可靠度就是计算功能函数Z＞0的概率。

概率分布函数描述了基本变量的随机特征，不同的随机变量具有不同的随即特征。

1.3当有两个及两个以上的可变作用时，应进行可变作业的组合，并可采用下列规定之一进行：（1）设m种作业参与组合，将模型化后的作业在设计基准期内的总时段数，按照顺序由小到大排列，取任一作业在设计基准期内的最大值与其他作用组合，得出m种组合的最大作用，其中作用最大的组合为起控制作用的组合；（2）设m种作用参与组合，取任一作用在设计基准期内的最大值与其他作业任意时点值进行组合，得出m种组合的最大作用，其中作用最大的组合为起控制作用的组合。

结构可靠度设计验算点法介绍摘要：工程结构应要求具有一定的可靠性，才能保证结构在规定的使用期内能够满足设计要求的各项使用功能。

本文对设计验算点法进行了分类与总结, 同时分析了此计算方法的缺点。

关键字：结构可靠度计算方法缺点1 引言工程可靠度是结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。

是结构可靠性的概率度量[1]。

“规定时间”一般是指结构设计基准期，目前世界上大多数国家普通结构设计基准期均为50年。

设计基准期和设计使用年限是有区别的。

设计基准期是为确定可变作用及与时间有关的材料性能取值而选用的时间参数[2]。

所谓设计使用年限，是设计规定的结构或构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。

是借鉴了国际标准ISO2394：1998提出的，又称为服役期、服务期等。

“预定的功能”指结构在设计基准期内，经济合理的满足下列要求：1、在正常的施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；2、在正常使用时具有良好的工作性能；3、在正常维护下具有足够的耐久性能；4、在设计规定的偶然时间发生时及发生后，人能保持必须的稳定性。

上述要求的第1、4项关系到人身安全问题，属于结构的安全性，第2项关系到结构的适用性；第3项关系到结构的耐久性。

安全性、适用性和耐久性总称为可靠性。

要注意安全性与可靠性的区别，可靠性的范围更大[3]。

我国结构可靠度理论的研究相对起步较晚。

1954年，大连工学院提出用数理统计学中的误差公式，计算各种荷载组合的总超载系数及构件的总匀质系数，代替各分项系数。

1960年又提出用数理统计法计算的安全系数与经验系数相结合，设计混凝土结构构件。

1978年，借鉴了JCSS编制的《结构统一标准规范的国际体系》，采用了水准Ⅱ的概率极限状态设计法，进行《建筑结构统一设计标准》的编制和研究。

1992年正式颁布了适用于全国的《工程结构可靠度设计统一标准》（GB50216—94）等6个统一标准。

在“统一标准”的指导下，对建筑、水利等各专业结构设计规范进行了大规模的修订或编制。

地下建筑结构可靠度的近似概率设计方法
地下建筑结构的可靠性评估是地下工程中非常重要的一项工作，涉及到地下设施的安全、可靠、经济等多方面的问题。

同时，地下建筑结构的可靠性评估也是一项复杂的工作，需要结合土壤-结构相互作用效应和结构受力分析等多方面因素，对地下建筑结构的稳定性和可靠性进行评估。

在实际工程中，可靠度的计算通常采用概率方法，根据不同的概率模型，对地下建筑结构的可靠度进行分析和评估。

在土力学和结构工程领域，常用的可靠度概率模型有：一级极限态、二级极限态、随机场或过程法等。

对于常见的地下建筑结构类型，如地下车库、地铁车站、隧道、管廊等，可采用近似概率设计方法进行可靠度评估。

近似概率设计方法是指根据工程经验和统计数据，建立简化的可靠度模型，对地下建筑结构的可靠度进行估计。

具体来说，近似概率设计方法有以下几个基本步骤：
1. 确定设计参数和荷载特征值，包括土体参数、结构参数和荷载特征值等；
2. 确定可靠度指标和概率模型，一般采用可靠度指标为失效概率和区间失效概率；
3. 进行分析和计算，建立合理的分析模型和计算方法，如基于单一参数的可靠
度分析、基于多参数的灰色可靠度分析等；
4. 对结果进行评估和验证，包括可靠度值的可能性和可接受性等。

总之，地下建筑结构的可靠度评估是一个复杂的工作，需要结合理论分析和实际经验，综合考虑多种因素，并采用合适的概率模型和方法进行评估。

近似概率设计方法为地下建筑结构的可靠度评估提供了一种简化和实用的方法。

结构工程可靠性设计方案一、前言结构工程可靠性设计是指在工程设计阶段，通过合理的设计、材料选用和施工工艺，保障结构在使用寿命内具有一定的可靠性和安全性，防止结构发生损坏或倒塌。

本文将从可靠性设计的概念、方法、理论等方面进行详细介绍，以期对结构工程可靠性设计提供一定的指导和借鉴。

二、可靠性设计的概念可靠性是指系统在规定条件下，在规定时间内能够正常运行，不发生故障或失效的程度。

在结构工程中，可靠性设计是指在规定使用寿命内，结构具有一定的承载能力和安全性，不发生损坏或失效的设计要求。

可靠性设计旨在通过科学的方法和手段，提高结构的安全性和可靠性，降低事故风险，保障人民生命财产安全。

三、可靠性设计的方法1. 可靠性设计的基本原则可靠性设计的基本原则包括安全性、稳定性、经济性和可维护性。

安全性是指结构在使用寿命内不发生损坏或失效；稳定性是指结构在受到外部荷载作用时不发生倾覆或倒塌；经济性是指结构的设计、材料选用和施工成本适当，不过度浪费资源；可维护性是指结构设计合理，便于维护和修复。

2. 可靠性设计的方法可靠性设计的方法主要包括可靠性设计指标的确定、结构受力分析、材料选用和施工工艺控制等几个方面。

首先，可以通过风荷载、地震荷载等外部荷载的作用下，对结构进行受力分析，确定结构的受力状态和最不利工况。

然后，根据结构的使用寿命、安全等级等要求确定可靠性设计指标，包括结构的可靠度、安全系数等。

最后，根据设计指标，对结构的材料选用和施工工艺进行控制，保障结构具有一定的安全性和可靠性。

四、可靠性设计的理论1. 可靠性设计的理论基础可靠性设计的理论基础主要包括随机过程、可靠性分析和可靠性设计方法等几个方面。

随机过程是指在一定时间内，变量的取值是随机的；可靠性分析是指根据概率理论和统计学原理，对结构的可靠性进行分析和评估；可靠性设计方法是指根据可靠性分析的结果，确定结构的设计参数，保障结构的可靠性和安全性。

2. 可靠性设计的理论体系可靠性设计的理论体系主要包括可靠性模型、可靠性分析和可靠性评估等几个方面。

第9章结构概率可靠度设计法
第9章介绍的是结构概率可靠度设计法，这是结构设计中一种相对较
新的方法。

在传统的结构设计中，通常只考虑结构的强度和刚度等基本要求，而没有考虑结构的可靠性。

而结构概率可靠度设计法则是一种以可靠
度为基础的结构设计方法，旨在提高结构的可靠性和安全性。

本章将首先介绍可靠度设计中的概念和基本原理，然后详细介绍结构
可靠度分析和可靠度设计的方法和步骤。

最后，介绍了一些应用实例，说
明了结构概率可靠度设计法在实际工程中的应用价值。

第9章的重点内容包括：
1.可靠度设计的基本概念和原理。

介绍了可靠度的概念和表示方法，
以及可靠度设计的基本原理和目标。

2.结构可靠度分析的方法和步骤。

介绍了结构可靠度分析的基本方法，包括经验法、随机模拟法和数值方法等；同时介绍了可靠度指标的计算方
法和评定标准。

3.结构可靠度设计的方法和步骤。

介绍了结构可靠度设计的基本方法
和步骤，包括可靠度约束条件的确定、参数不确定性的处理、敏感性分析
和优化设计等。

4.结构概率可靠度设计法的应用实例。

介绍了一些结构概率可靠度设
计法在实际工程中的应用实例，包括桥梁、建筑和航天器等。

通过学习本章内容，我们可以了解到结构概率可靠度设计法对于提高
结构的可靠性和安全性的重要性，以及如何应用该方法进行结构设计。

同
时，我们也可以学到结构概率可靠度设计法在不同领域的应用案例，有助于我们更好地理解和应用该方法。

总之，本章的学习将使我们对结构概率可靠度设计法有一个全面的认识，提高我们在结构设计领域的专业能力和应用水平。

结构可靠度分析基础和可靠度设计方法E．1 一般规定E．1．1 当按本附录方法确定分项系数和组合值系数时，除进行分析计算外，尚应根据工程经验对分析结果进行判断，必要时进行调整。

E．1．2 按本附录进行结构可靠度分析和设计时，应具备下列条件：1 具有结构的极限状态方程；2 基本变量具有准确、可靠的统计参数及概率分布。

E．1．3 当有两个及两个以上可变作用时，应进行可变作用的组合，并可采用下列规则之一进行：1 设m种作用参与组合，将模型化后的作用在设计基准期T内的总时段数，按顺序由小到大排列，即r1≤r2≤…≤rm，取任一作用在[0，T]内的最大值与其他作用组合，得m种组合的最大作用，其中作用最大的组合为起控制作用的组合；2 设m种作用参与组合，取任一作用在[0，T]内的最大值与其他作用任意时点值进行组合，得m种组合的最大作用，其中作用最大的组合为起控制作用的组合。

E．2 结构可靠指标计算E．2．1 结构或构件的可靠指标宜采用考虑随机变量概率分布类型的一次可靠度方法计算，也可采用其他方法。

E．2．2 当采用一次可靠度方法计算可靠指标时，应符合下列要求：1 当仅有作用效应和结构抗力两个相互独立的综合变量且均服从正态分布时，结构或结构构件的可靠指标可按下式计算：(E．2．2-1)式中——结构或结构构件的可靠指标；——结构或结构构件作用效应的平均值和标准差；——结构或结构构件抗力的平均值和标准差。

2 当有多个相互独立的非正态基本变量且极限状态方程为式(4．3．5)时，结构或结构构件的可靠指标按下面的公式迭代计算：式中——结构或构件的功能函数，包括计算模式的不定性；——功能函数的一阶偏导数在验算点处的值；——基本变量的当量正态化变量的平均值和标准差；——基本变量的概率密度函数和概率分布函数；——标准正态随机变量的概率密度函数、概率分布函数和概率分布函数的反函数。

3 当有多个非正态相关的基本变量且极限状态方程为式(4．3．5)时，将式(E．2．2-2)和式(E．2．2-3)用下面的公式替换后进行迭代计算：式中——当量正态化变量的相关系数，可近似取变量的相关系数。

结构可靠度常用计算方法分析上世纪四十年代以来，工程技术人员逐渐意识到，在结构设计中，必需引入考虑不确定因素的可靠性模型。

卡宾奇在研究荷载及材料强度的离散性时，采用统计数学的方法，进而使概率方法在结构设计中得以应用。

本文主要对可靠度计算的常用方法进行了总结。

标签：结构可靠度；方法；概率；可靠性0 前言在对结构的可靠性进行分析时，可将其分为确定结构的失效模式和计算结构发生的失效概率。

可靠性分析的目的之一是计算失效概率，而可靠性分析是以确定失效模式以及建立各个失效模式的极限状态方程为基础的。

只有在变量间的函数关系已知时，才可以应用解析或数值方法计算失效概率。

1 一次二阶矩法仅考虑随机变量标准差和平均值来衡量结构可靠度大小的“二阶矩模式”，先后由迈尔、巴斯勒、尔然尼采和康奈尔[1]提出过，但这种模式是在康奈尔提出之后才得到重点关注。

现在，对结构可靠度影响因素的研究还停留在较浅的层面上，这也是由于随机变量的概率分布和参数难以准确确定。

通常依据概率论与数理统计的理论方法，并结合大量的数据样本对数据进行分析计算，可以得到随机变量的一阶矩和二阶矩。

一次二阶矩法的主要思想是，虽然随机变量的分布类型无法确定，但根据其平均值和标准差的概率分布类型可以求解可靠指标。

一次二阶矩法是对功能函数进行泰勒级数展开，并对展开式取常数项和一次项，让极限状态方程得以线性化，进而计算其可靠指标。

计算结构可靠度的一次二阶矩方法通常根据线性化点的选取，可分为以下两种方法：2 JC法任意分布下的任意相互独立的随机变量来计算求解结构的可靠指标时，均可以使用JC法，这种方法是由拉克维茨和菲斯勒[2]提出来的。

后因这种方法被国际安全度联合委员会（JCSS）采用，因此又称为JC法。

我国分别于2001、1999年颁发的《建筑结构可靠度设计统一标准》和《公路工程结构可靠度设计统一标准》中在计算结构或构件的可靠度时就规定采用此法。

这种方法不仅计算过程简单，而且其计算精度可以达到工程实际的要求。