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建筑結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)-4
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A.1.6  材料和構(gòu)件的質(zhì)量控制應(yīng)包括下列兩種控制:

    1  生產(chǎn)控制:在生產(chǎn)過(guò)程中,應(yīng)根據(jù)規(guī)定的控制標(biāo)準(zhǔn),對(duì)材料和構(gòu)件的性能進(jìn)行經(jīng)常性檢驗(yàn),及時(shí)糾正偏差,保持生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量的穩(wěn)定性。

    2  合格控制(驗(yàn)收):在交付使用前,應(yīng)根據(jù)規(guī)定的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),對(duì)材料和構(gòu)件進(jìn)行合格性驗(yàn)收,保證其質(zhì)量符合要求。

A.1.7  合格控制可采用抽樣檢驗(yàn)的方法進(jìn)行。

各類材料和構(gòu)件應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)制定具體的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),其中應(yīng)明確規(guī)定驗(yàn)收批量、抽樣方法和數(shù)量、驗(yàn)收函數(shù)和驗(yàn)收界限等。

質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)宜在統(tǒng)計(jì)理論的基礎(chǔ)上制定。

A.1.8  對(duì)生產(chǎn)連續(xù)性較差或各批間質(zhì)量特征的統(tǒng)計(jì)參數(shù)差異較大的材料和構(gòu)件,在制定質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí),必須控制用戶方風(fēng)險(xiǎn)率。計(jì)算用戶方風(fēng)險(xiǎn)率時(shí)采用的極限質(zhì)量水平,可按各類材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)要求和工程經(jīng)驗(yàn)確定。

僅對(duì)連續(xù)生產(chǎn)的材料和構(gòu)件,當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定時(shí),可按控制生產(chǎn)方風(fēng)險(xiǎn)率的條件制定質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

A.1.9  當(dāng)一批材料或構(gòu)件經(jīng)抽樣檢驗(yàn)判為不合格時(shí),應(yīng)根據(jù)有關(guān)的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)對(duì)該批產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)查或重新確定其質(zhì)量等級(jí),或采取其他措施處理。

A.2  設(shè)計(jì)審查及施工檢查

A.2.1  建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行設(shè)計(jì)審查與施工檢查,設(shè)計(jì)審查與施工檢查的要求應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。

附錄B  作用舉例及可變作用代表值的確定原則

B.1  作用舉例

B.1.1  永久作用可分為以下幾類:

1  結(jié)構(gòu)自重;

2  土壓力;

3  水位不變的水壓力;

4  預(yù)應(yīng)力;

5  地基變形;

6  混凝土收縮;

7  鋼材焊接變形;

8  引起結(jié)構(gòu)外加變形或約束變形的各種施工因素。

B.1.2  可變作用可分為以下幾類:

1  使用時(shí)人員、物件等荷載;

2  施工時(shí)結(jié)構(gòu)的某些自重;

3  安裝荷載;

4  車輛荷載;

5  吊車荷載;

6  風(fēng)荷載;

7  雪荷載;

8  冰荷載;

9  多遇地震;

10  正常撞擊;

11 水位變化的水壓力;

12 揚(yáng)壓力;

13 波浪力;

14 溫度變化。

B.1.3  偶然作用可分為以下幾類:

1  撞擊;

2  爆炸;

3  罕遇地震;

4  龍卷風(fēng);

5  火災(zāi);

6  極嚴(yán)重的侵蝕;

7  洪水作用。

B.2  可變作用代表值的確定原則

B.2.1  可變作用標(biāo)準(zhǔn)值可按下述原則確定:

1  當(dāng)可變作用采用平穩(wěn)二項(xiàng)隨機(jī)過(guò)程模型時(shí),設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T內(nèi)可變作用最大值的概率分布函數(shù)FT (x)可按下式計(jì)算:

B.2.1-1

    式中  F (x) —— 可變作用隨機(jī)過(guò)程的截口概率分布函數(shù);

          m  —— 可變作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期T內(nèi)的平均出現(xiàn)次數(shù)。

當(dāng)截口概率分布為極值I型分布時(shí):

                   (B.2.1-2)

其最大值概率分布函數(shù)為:

      (B.2.1-3)

2      可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值可由可變作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值概率分布的統(tǒng)計(jì)特征值確定,最常用的統(tǒng)計(jì)特征值有平均值、中值和眾值,也可采用其他的指定概率的分位值,即

                          (B.2.1-4)

此時(shí),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)最大值分布上的超越概率為。

3        在很多情況下,特別是對(duì)自然作用,采用重現(xiàn)期TR來(lái)表達(dá)可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值比較方便,重現(xiàn)期是指連續(xù)兩次超過(guò)作用值的平均間隔時(shí)間,的關(guān)系如下:

                      (B.2.1-5)

重現(xiàn)期、概率和確定標(biāo)準(zhǔn)值的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期還存在下述近似關(guān)系:

                      (B.2.1-6)

B.2.2  可變作用頻遇值可按下述原則確定:

1  按作用值被超越的總持續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的規(guī)定比率確定頻遇值。

在可變作用的隨機(jī)過(guò)程的分析中,將作用值超過(guò)某水平的總持續(xù)時(shí)間 =與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的比率=來(lái)表征頻遇值作用的短暫程度(圖B.2.2-1)。圖B.2.2-2給出的是可變作用在非零時(shí)域內(nèi)任意時(shí)點(diǎn)作用值的概率分布函數(shù),超過(guò)水平的概率可按下式確定:

B.2.2-1

B.2.2-1

對(duì)各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過(guò)程,存在下列關(guān)系式:

                   (B.2.2-2)

式中——作用的非零概率。

當(dāng)為規(guī)定值時(shí),相應(yīng)的作用水平可按下式確定:

(B.2.2-3)

對(duì)與時(shí)間有關(guān)聯(lián)的正常使用極限狀態(tài),作用的頻遇值可考慮按這種方式取值,當(dāng)允許某些極限狀態(tài)在一個(gè)較短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)被超越,或在總體上不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)被超越,就可采用建議不大于0.1值,按式(B.2.2-3)計(jì)算作用的頻遇值。

2  按作用值被超越的總頻數(shù)或單位時(shí)間平均超越頻數(shù)即跨閾率確定頻遇值。

在可變作用的隨機(jī)過(guò)程的分析中,將作用值超過(guò)某水平的次數(shù)或單位時(shí)間內(nèi)的平均超越次數(shù)即跨閾率=/來(lái)表征頻遇值出現(xiàn)的疏密程度(圖B.2.2-2)。

跨閾率可通過(guò)直接觀察確定,一般也可應(yīng)用隨機(jī)過(guò)程的某些特性(如譜密度函數(shù))間接確定。當(dāng)其任意時(shí)點(diǎn)作用的均值及其跨閾率為已知,而且作用是高斯平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過(guò)程,則對(duì)應(yīng)于跨閾率的作用水平可按下式確定:

       B.2.2-4

式中——任意時(shí)點(diǎn)作用的標(biāo)準(zhǔn)差。

B.2.2-2

對(duì)與作用超越次數(shù)有關(guān)聯(lián)的正常使用極限狀態(tài),作用的頻遇值可考慮按這種方式取值,當(dāng)結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)涉及到人的舒適性、影響非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的性能和設(shè)備的使用功能等的極限狀態(tài),都可采用頻遇值來(lái)衡量結(jié)構(gòu)的正常性。

B.2.3  可變作用準(zhǔn)永久值可按下述原則確定

1  對(duì)在結(jié)構(gòu)上經(jīng)常出現(xiàn)的部分可變作用,可將其出現(xiàn)部分的均值作為準(zhǔn)永久值采用。

2  對(duì)不易判別的可變作用,可以按作用值被超越的總持續(xù)時(shí)間與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的規(guī)定比率確定,此時(shí)比率可取0.5。當(dāng)可變作用可認(rèn)為是各態(tài)歷經(jīng)的隨機(jī)過(guò)程時(shí),準(zhǔn)永久值可直接按式(B.2.2-3)確定。

B.2.4  可變作用組合值可按下述原則確定

1  可變作用近似采用等時(shí)段荷載組合模型,假設(shè)所有作用的隨機(jī)過(guò)程Q(t)都是由相等時(shí)段組成的矩形波平穩(wěn)各態(tài)歷經(jīng)過(guò)程(圖B.2.4)。

B.2.4

2  根據(jù)各個(gè)作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的時(shí)段數(shù)的大小將作用按序排列,在諸作用的組合中必然有一個(gè)作用取其最大作用,而其他作用則分別取各自的時(shí)段最大作用或任意時(shí)點(diǎn)作用,統(tǒng)稱為組合作用。

2        按設(shè)計(jì)值方法的原理,該最大作用的設(shè)計(jì)值和組合作用各為

        B.2.4-1

        B.2.4-2

     B.2.4-3

對(duì)極值I型的作用,還給出相應(yīng)的公式

  B.2.4-4

式中作用最大值的變異系數(shù)。

4  組合值系數(shù)也可作為伴隨作用的分項(xiàng)系數(shù),按附錄D.5D.6的有關(guān)內(nèi)容確定。

附錄C  試驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)

C.1  一般規(guī)定

C.1.1  試驗(yàn)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列要求:

1  在試驗(yàn)進(jìn)行之前,應(yīng)制定試驗(yàn)方案。試驗(yàn)方案應(yīng)包括試驗(yàn)?zāi)康?、試件的選取和制作,以及試驗(yàn)實(shí)施和評(píng)估等所有必要的說(shuō)明;

2  為制試驗(yàn)方案應(yīng)預(yù)先進(jìn)行定性分析,確定所考慮結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件性能可能臨界區(qū)域和相應(yīng)極限狀態(tài)標(biāo)志;

3  應(yīng)采用與構(gòu)件實(shí)際加工相同的工藝制作;

4  試驗(yàn)結(jié)果確定設(shè)計(jì)值時(shí),應(yīng)考慮試驗(yàn)數(shù)量的影響。

C.1.2  應(yīng)通過(guò)適當(dāng)?shù)?/span>換算或修正系數(shù)考慮試驗(yàn)條件與結(jié)構(gòu)實(shí)際條件的不同換算系數(shù)η應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)或理論分析來(lái)確定。影響換算系數(shù)的主要因素包括尺寸效應(yīng)、時(shí)間效應(yīng)、試件的邊界條件、環(huán)境條件、工藝條件等。

C.2  試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)評(píng)估原則

C.2.1  統(tǒng)計(jì)評(píng)估應(yīng)符合下列基本原則:

1      在評(píng)估試驗(yàn)結(jié)果時(shí),應(yīng)將試件的性能和失效模式與理論預(yù)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比,當(dāng)偏離預(yù)測(cè)值過(guò)大時(shí),應(yīng)分析原因,并做補(bǔ)充試驗(yàn);

2      應(yīng)根據(jù)已有的分布類型及參數(shù)信息,以統(tǒng)計(jì)方法為基礎(chǔ)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估;本附錄給出的方法僅適用于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)或先驗(yàn)信息取自同一母體的情況;

3    試驗(yàn)的評(píng)估結(jié)果僅對(duì)所考慮的試驗(yàn)條件有效,不宜將其外推應(yīng)用。

C.2.2  材料性能、模型參數(shù)或抗力設(shè)計(jì)值的確定應(yīng)符合下列基本原則:

1  可采用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法或貝葉斯法推斷材料性能、模型參數(shù)或抗力的設(shè)計(jì)值:先確定標(biāo)準(zhǔn)值,然后除以一個(gè)分項(xiàng)系數(shù),必要時(shí)要考慮換算系數(shù)的影響;

2  在進(jìn)行材料性能、模型參數(shù)或抗力設(shè)計(jì)值評(píng)估時(shí),應(yīng)考慮試驗(yàn)數(shù)據(jù)的離散性、與試驗(yàn)數(shù)量相關(guān)的統(tǒng)計(jì)不定性和先驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)知識(shí)。

C.3  單項(xiàng)性能指標(biāo)設(shè)計(jì)值的統(tǒng)計(jì)評(píng)

C.3.1  單項(xiàng)性能指標(biāo)設(shè)計(jì)值統(tǒng)計(jì)評(píng)估,應(yīng)符合下列一般規(guī)定:

1      單項(xiàng)性能可代表構(gòu)件的抗力或提供構(gòu)件抗力的性能;

2      C3.2C3.3的所有結(jié)論是以構(gòu)件的抗力或提供構(gòu)件抗力的性能服從正態(tài)分布或?qū)?shù)正態(tài)分布給出的;

3      若沒(méi)有關(guān)于平均值的先驗(yàn)知識(shí),一般可基于經(jīng)典方法進(jìn)行設(shè)計(jì)值估算,其中未知對(duì)應(yīng)于沒(méi)有變異系數(shù)先驗(yàn)知識(shí)的情況,已知對(duì)應(yīng)于已知變異系數(shù)全部知識(shí)的情況;

4   若已有關(guān)于平均值的先驗(yàn)知識(shí),可基于貝葉斯方法進(jìn)行設(shè)計(jì)值估算。

C.3.2  經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法

1   當(dāng)性能服從正態(tài)分布時(shí),其設(shè)計(jì)值可寫成如下形式:

                    

                              (C3.2-1)

式中 ——換算系數(shù)的設(shè)計(jì)值,換算系數(shù)的評(píng)估主要取決于試驗(yàn)類型和材料;

—— 分項(xiàng)系數(shù),具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)選定;

——標(biāo)準(zhǔn)值單側(cè)容限系數(shù);

 ——性能的平均值;

 ——性能的變異系數(shù)。

2 當(dāng)性能服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布時(shí),式(C3.2-1)可改寫為:

                    

                                            (C3.2-2)

式中——變量平均值,取;

——變量的均方差;

         當(dāng)已知時(shí),    ;

當(dāng)未知時(shí),取;

 ——性能的第個(gè)試驗(yàn)觀測(cè)值。

C.3.3  貝葉斯法

1當(dāng)性能服從正態(tài)分布時(shí),其設(shè)計(jì)值可按下式確定:

                    

                                       (C3.3-1)

其中,   ,

,   ,

   

式中——自由度為t分布函數(shù)對(duì)應(yīng)分位值p的自變量值,;

、、——先驗(yàn)分布參數(shù)。

2 先驗(yàn)分布參數(shù)的確定,應(yīng)符合下列原則:

1)當(dāng)有效數(shù)據(jù)很少時(shí),則應(yīng)等于零,此時(shí)貝葉斯法評(píng)估結(jié)果與經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法的未知情況相同;

2)當(dāng)根據(jù)過(guò)去經(jīng)驗(yàn)幾乎可以取平均值和標(biāo)準(zhǔn)差定值時(shí),取相對(duì)50或更大;

3)一般情況下,可假定只有很少數(shù)據(jù)或無(wú)先驗(yàn)數(shù)據(jù),此時(shí),這樣可能獲得較佳的估算值。

附錄D  結(jié)構(gòu)可靠度分析基礎(chǔ)和可靠度設(shè)計(jì)方法

D.1  一般規(guī)定

D.1.1 當(dāng)按本附錄方法確定分項(xiàng)系數(shù)和組合值系數(shù)時(shí),除進(jìn)行分析計(jì)算外,尚應(yīng)根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行判斷,必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整。

D.1.2 按本附錄進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠度分析和設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)具備下列條件:

1  具有結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的方程;

2  基本變量具有準(zhǔn)確、可靠的統(tǒng)計(jì)參數(shù)及概率分布。

D.1.3 當(dāng)有兩個(gè)及兩個(gè)以上可變作用時(shí),應(yīng)進(jìn)行可變作用的組合,并可采用下列規(guī)則之一進(jìn)行:

1  設(shè)種作用參與組合,將模型化后的作用在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)的總時(shí)段數(shù),按順序由小到大排列,即,取任一作用內(nèi)的最大值與其他作用組合,得種組合的最大作用),其中作用最大的組合為起控制作用的組合;

2  設(shè)種作用參與組合,取任一作用內(nèi)的最大值與其他作用任意時(shí)點(diǎn)值進(jìn)行組合,得種組合的最大作用),其中作用最大的組合為起控制作用的組合。

D.2  結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)計(jì)算

D.2.1  結(jié)構(gòu)或構(gòu)件可靠指標(biāo)宜采用考慮基本變量或綜合基本變量概率分布類型的一次二階矩方法計(jì)算,也可采用其他方法。

D.2.2  當(dāng)采用一次二階矩方法計(jì)算可靠指標(biāo)時(shí),應(yīng)符合下列要求:

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