GB 50199-2013 水利水电工程结构可靠度设计统一标准(完整正版、清晰无水印).pdf

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GB 50199-2013 水利水电工程结构可靠度设计统一标准(完整正版、清晰无水印).pdf

计算求得。 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。

计算求得。 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

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DB45/T 1831-2018标准下载,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。

用和可变作用组合的效应。 用和可变作用进行组合。

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β值在原标准中只提供了附录F“确定长期组合系数 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β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GB50199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/T5141一2001等;一些规范则索性 规定采用p=1.0,如《混凝土重力坝设计规范》DL5108一1999和 《水工隧洞设计规范》DL/T5195一2004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》GB50153一2008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 极限状态。

值的折减来表示。 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

水工结构的基本变量有:各种作用,如水压力、渗透水压力、外 料、岩、土材料)、地基、围岩的物理力学性能,如强度、弹性模量、容 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

传递法来推求其统计参数,当其概率分布为止态或对双止池 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B

根据结构设计预定的功能,由作用、结构材科 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:

表6是可靠指标β与可靠概率ps、失效概率p:的对照表。 36·

表6是可靠指标β与可靠概率ps、失效概率pr的对照表。

表 6可靠指标β与可靠概率p, 失效概率 n 的对照主

首标β与可靠概率p,失效概率p.

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

: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β表示第一类破坏(延性破坏)可靠指 标:β表示第二类破坏(脆性破坏)可靠指标:B表示总体可靠指标。

:类别号1表示接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:β表示第一类破坏(延性破坏)可靠指 标:β表示第二类破坏(脆性破坏)可靠指标:β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所建议值

此外,后来的《碾压式土石坝设计规范》DL/T5395—200 表9 所示。

表9碾压式王石坝坝坡抗滑稳定可靠度校准分析结果 及目标可靠指标B的取值建议

βB=0为假定滑模之间的作用力为水平,β≠0为假定滑模之间的作用力平行 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/T5141一2001修订过程 对I级结构进行了可靠度校准分析,结果如表10所示

(水电站压力钢管设计规范》DL/T5141一2001修订过程申, 级结构进行了可靠度校准分析,结果如表10所示

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,

我国工民建与港口工程结构持久设计状况承载能力极限 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(NKB)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

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 B=1.0。北欧建筑管理委员会(NKB)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

5.1.1根据作用形态的不同,可分为直接作用和间接作用。前者 是指施加在结构上的集中力或分布力,习惯上常称为荷载;不以力 的形式出现在结构上的作用,归类为间接作用,它们都是引起结构 外加变形和约束变形的原因,例如地面运动(地震)、基础沉降、材 料收缩、温度变化等。无论是直接作用还是间接作用,都将使结构 产生作用效应,诸如应力、内力、变形、裂缝等。 我国工程界习惯于把上述直接作用和间接作用统称为“荷 载”。根据国际标准《结构可靠性总原则》ISO2394:1998、欧洲规 范《结构设计基础》EN1990:2002以及现行国家标准《工程结构 可靠性设计统一标准》GB50153一2008规定,将各种荷载统称为 作用。

5.1.2作用按随时间的变化分类是作用最主要的分类,它直接关

永久作用是在设计所考虑的时期内始终存在,且其量值不随 时间变化,或其变化与平均值相比可以忽略不计的作用。永久作 用在采用随机变量概率模型来描述时,它的随机性通常表现在随 空间变异上。 可变作用是在设计使用年限内其量值随时间变化,且其变化 与平均值相比不可忽略不计的作用。可变作用的统计参数与时间 有关,故宜采用随机过程概率模型来描述,但在实用上经常可将随 机过程概率模型转化为随机变量概率模型来处理。 偶然作用是在设计使用年限内出现概率很小,或者说不一定

作用。 除上述水压力和地震作用以外,本标准附录C中的各种作用 随时间变化分类情况一般均比较一致: 扬压力、动水压力、土的孔隙水压力等与坝前水位或上下游水 位、水的运动有关,且随水位的变动而变动,故作为可变作用。 泥沙压力随水库蓄水运用过程以及排沙设施运用在设计使用 年限内变动,作为可变作用;有些水库不设排沙设施,泥沙淤积随 时间增长,淤积高程逐渐提高,以致达到设计淤沙高程,可作为永 久作用。 浪压力随风速、风向和水面吹程不同而变化,作为可变作用。 风、雪、人群、堆放物品等作用,根据《建筑结构可靠度设计统 一标准》GB50068规定为可变作用。 电站运行时产生的水击压力,作为可变作用。

5.2.1保留原标准相关条文。永久作用对结构长时间起作用,文 称恒载,在设计基准期(T)内必然出现,其值基本不变,从而随机 过程就转化为与时间无关的随机变量,(G(t)=G,tELO,T),所 以样本函数的图象是平行于时间轴的一条直线。此时,作用一次 T 出现的概率力二1。 混凝土自重是水工结构的永久作用,而且可能是主要的永久 作用,尤其是大体积挡水建筑物。其自重根据结构设计尺寸和单 位重确定,由于它们受尺寸、材料容重、制作方式等各种因素的变

变异系数=0.015,如果按0.05和0.95的分位值取值,则其标 准值分别为23.3kN/m²和24.9kN/m²。与混凝土坝设计通常取 值为24kN/m²相比,相差仅一1.2%和3.75%。考虑到混凝土坝 体按承载能力极限状态设计时,自重既可能是作用,又可能是抗 力,而且其变异系数又不大,故可作为定值对待。《水工混凝土结 构设计规范》DL/T5057一2009规定混凝土重度应由试验确定。 当无试验资料时,素混凝土可取24kN/m²,钢筋混凝土可取 25kN/m²,都可当定值处理

5.2.2保留原标准相关条文。可变作用的样本函数的共

是一次出现的持续时间t1, 且在T内至少出现一次,所以平均出现次数m二pr1。不同的 可变作用,其统计参数t、力以及任意时点作用的概率分布函数F。 ()都是不同的。目前对各类可变作用随机过程的样本函数及其 性质了解不多,为了简化起见,可采用极值统计法或平稳二项随机 过程概率模型来描述。 平稳二项随机过程概率模型是将作用随机过程在任一时间 取值的随机变量(截口随机变量),转换为T年内作用最大值QT 的概率分布Fr(Qr)。极值统计法是将设计基准期T年分为n 个时段,调查统计每个时段(t=T/n)内作用最大值Q(随机变 量)的分布F(Q:),并假定各时段内的Q:相互独立,然后按最大 值的极值分布原理,给出设计基准期内最大值Qr的分布F (Qr)的方法。极值统计法做起来比较简明,故本标准推荐极值 统计法。

5.2.3原标准中设计基准期,一是用于可靠指标β的取值,指设

设计基准期是为确定可变作用的取值而规定的标准时段,它

量、作用效应S作随机过程条件下,中国建筑科学研究院曾分别 对9种延性构件(发生第一类破坏)、5种脆性构件(发生第二类破 坏),在以可变荷载为主要作用下,就不同的基准期T值分别求得 平均的β值,其关系如表12所示。

表12 T与B的关系

由表12可见,可靠指标β值随着T值的增大而减小。例如, 当T值从50年增大至100年,延性破坏的β值从3.200减小至 2.999,脆性破坏的β值从3.700减小至3.528,它们仅相差0.2左 右,也可以说,50年和100年的β值变化不大。 5.2.5在水工结构中,有些作用需根据多个随机变量用公式计算 确定,如波浪作用、水击压力、泥沙压力、冰压力、土压力等,都是由 多个随机变量用公式推算得的作用。可用多个随机变量的平均值 计算该作用的平均值,用多个随机变量的标准差计算该作用的标 准差在本标准附录A中列出了它们的计算方法。

作用标准值是结构或结构构件设计时采用的各种作用的基本 代表值,本标准规定按设计基准期或年(时段)内作用最大值的概 率分布某一分位值确定。 在承载能力极限状态和正常使用极限状态中,本标准对永久 作用、可变作用均以标准值作为代表值。偶然作用出现的概率极 综合分析由有关规范确定。

5.3.2有些永久作用常具有作用及抗力双重性。当它作为抗力 时,其标准值应采用概率分布的低分位值(如0.05分位值);当它 作为作用时,其标准值应采用概率分布的高分位值(如0.95分 位值)。 大体积混凝土结构自重的标准值,可根据结构的设计尺寸和 材料的容重计算确定。某些结构自重的标准值,如隧洞衬砌,尚应 考虑结构几何尺寸的变异性

值)。 大体积混凝土结构自重的标准值,可根据结构的设计尺寸 料的容重计算确定。某些结构自重的标准值,如隧洞衬砌,尚 虑结构几何尺寸的变异性。

定的某个分位值作为可变作用的代表值或标准值。当作用为 时,应采用概率分布的高分位值(如0.95分位值);当作用为 时,应采用概率分布的低分位值(如0.05分位值)。基于可靠 设计时,应专门研究可变作用的组合方式,

5.4.1、5.4.2参照《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153一 2008新增条文。环境影响可以具有机械的、物理的、化学的或生 物的性质,并且有可能使结构的材料性能随时间发生不同程度的 退化,向不利方向发展,从而影响结构的安全性和适用性。 环境影响在很多方面与作用相似,而且可以和作用相同地进 行分类,特别是关于它们在时间上的变异性,因此,环境影响可分 为永久影响、可变影响和偶然影响三类。例如,对处于海洋环境中 的混凝土结构,氯离子对钢筋的腐蚀作用是永久影响,空气湿度对 木材强度的影响是可变影响等。 环境影响对结构的效应主要是针对材料性能的降低,它是与 材料本身有密切关系的,因此环境影响的效应应根据材料特点而 加以规定。在水工结构中,许多情况下环境影响属于物理性的,如 高压隧洞钢筋混凝土衬砌围岩抗水力劈裂的稳定性,高水力渗透 坡降对混凝土地下防渗墙混凝土的溶蚀速度等;在一些情况下也 会涉及化学的和生物的损害,如水电站高压管道钢管管壁的锈蚀

和贝类等水生物对管壁的损坏等。 如同作用一样,对环境影响应尽量采用定量描述,但在多数情 特点,按其抗侵蚀性的程度来划分等级,设计时按等级采取相应 措施。

和贝类等水生物对管壁的损坏等。 如同作用一样,对环境影响应尽量采用定量描述,但在多数情 特点,按其抗侵蚀性的程度来划分等级,设计时按等级采取相应 措施。

6材料和岩土性能及儿何参效

1材料,地基、围岩性能的随机特性

6.1.1材料包括人工材料和天然材料,如筑坝的石、 然材料。材料和地基、围岩的性能可区分为力学性能和其他物理 性能。力学性能主要指材料和地基、围岩的强度性能,包括抗压、 抗拉、抗剪切(断)等强度性能,以及弹性模量、变形模量、泊松比等 性能;其他物理性能指材料和岩、土的比重、含水量、渗透系数、热 工性能,以及影响结构耐久性(抗冻融、抗侵蚀)等方面的性能。 上述的大部分性能可按试验规程规定的试验方法通过试验确 定。不具备试验条件时,可通过工程类比、经验判断或有关规范确 定。《水力发电工程地质勘察规范》GB50287、《低合金高强度结 构钢》GB/T1591、《水工混凝土试验规程》DL/T5150、《水工混凝 土砂石骨料试验规程》DL/T5151、《水电水利工程土工试验规程》 DL/T5355、《水工混凝土结构设计规范》DL/T5057等规程、规范 对材料试验及性能均做出了相应规定。

6.1.2材料和地基、围岩的性能是结构可靠度分析的基4

工缺陷等因素,与试验条件下的试件性能有差别,需由试件材料性 能换算得出。由于试验本身有离散性,换算系数也存在不定性。 件(如大尺寸、全级配试件)的破坏试验结果分析确定。

6.2材料、地基、围岩性能的标准值

6.2.1材料性能标准值是设计结构或结构构件时采用的材料性 能的基本代表值。本标准按符合规定质量的材料试件性能的概率 分布的某一分位值确定。 对于有条件对材料、地基和围岩试件按试验规程进行试验的 工程,可通过对试验数据统计分析确定试件性能的概率分布和统 计参数。据此按本标准第6.2.2条~第6.2.4条对标准值的规 定,以相应的分位值确定材料、地基和围岩性能的标准值。 6.2.2材料强度标准值一般取概率分布的低分位值。按照《工程 结构可靠性设计统一标准》GB50153一2008的规定,并参考国际 上如英国、俄罗斯、德国、日本和欧洲混凝土委员会(CEB)的规定 本标准规定取0.05分位值作为人工材料强度的标准值。此时,当 材料强度按正态分布时,其标准值为

当按对数正态分布时,其标准值近似为

岩、土材料主要指筑坝等采用的岩石和土料,作为坝体的岩、

对数正态分布时,其强度标准值

水工大体积混凝土结构的尺寸有时不由应力条件控制,由结 构布置或重力稳定条件决定。若其强度标准值采用与水工钢筋混 凝土结构的混凝土强度标准值的分位值,将会导致增大水泥用量, 造成浪费。因此,《水工混凝土施工规范》DL/T5144一2001规 定,混凝土生产质量水平的评判,当强度不低于标准值的80%时 作为合格,达到90%以上时则为优良。故而规定大体积混凝土强 度标准值可采用0.2分位值。此时,当材料强度按正态分布时,其 标准值为

对数正态分布时,其强度标准值

只),上、下两置信限可根据工程需要取用。对于材料的强度,一般 / 取下置信限,对于各种作用(荷载)值则取上置信限。 6.2.3材料、地基、围岩的变形模量、泊松比以及物理性能的标准 值是决定结构构件刚度的主要参数。刚度大,应力增大,变形减 小;刚度小,应力减小,变形则增大。根据《工程结构可靠性设计统 一标准》GB50153一2008的规定,上述参数取0.5分位值作为标 准值。但对一些利用地基、围岩的弹性抗力作为抗力的结构,应采 用不利分位值确定其标准值。如拱坝坝肩基础的变形模量对拱冠 和拱座应力,土基变形模量对建筑物不均勾沉陷有控制性影响时, 其变形模量的标准值可采用不利分位值。

6.2.4本条规定了在确定材料标准值时,要考虑有害介质或其他

有害介质或其他不良环境对结构材料性能的影响是多方面 的,如钢材在高温、低温或重复应力循环作用下都会引起强度性能 的降低;混凝土在应力、冻融和有害介质长期作用下产生的微裂隙 会导致混凝土强度的降低;木材长期在高温(40℃~50℃)作用下, 或在潮湿工作条件和干湿交替作用下,强度会降低,甚至腐烂变 质;岩体内的软弱夹层长期在水流作用下也会引起强度、抗渗、抗 管涌等性能的降低。 国内外关于不良环境或有害介质对结构材料性能的影响均有 所考虑。如木材长期在40℃~50℃条件下工作时,其强度应降低 20%;水力渗透坡降与混凝土的溶蚀速度有关,因此限制其渗透坡 降的上限值对延长地下防渗墙的寿命有利。又如,混凝土在渗水 作用下会带走游离氧化钙而使其强度降低,渗透性增加,因此常按 其强度降低50%的年限作为选择墙厚的准则,这一年限T(年)可 用下式计管

T = apμL/(kiB)

几何参数的随机特性和标准

6.3.1对于大体积水工结构,如大项坝项体、重力式挡土墙等,几何 尺寸的变异性相对于平均值变异很小,故可取其为常量。当结构 的截面尺寸对结构抗力等性能影响较大时,应考虑结构几何参数 的变异性,压力钢管设计时应考虑钢板厚度偏差对承载能力的影 响,此时钢板厚度可按《低合金高强度结构钢》GB/T1591等规范 或钢板生产厂家提供的钢板尺寸偏差确定。 6.3.2几何参数标准值系设计结构或结构构件时采用的几何参 数代表值,一般可采用设计规定的名义值。 6.3.3确定地基与围岩中地质软弱面的几何参数是一个相当复 杂的问题,应根据勘测资料进行分析、判断,其标准值可采用地质 工程师提供的建议值

结构应具有的抗力。结构上的作用效应是指在作用影响下的结构 反应,包括构件截面内力(如轴力、剪力、弯矩、扭矩)以及变形和裂 缝。抗力是指结构或结构构件承受外加作用的能力,如强度、刚 度、抗裂度等,其他性能指结构的自振频率等。 在结构分析中,宜考虑环境对材料、构件和结构性能的影响, 加湿度对本材强度的影响.高温对钢结构性能的影响等

原标准“可动作用”改称为”目由作用“。

作为一个案例,地震作用是随时间迅速变化的动态作用。在 坝体和地基的动力相互作用方面,已有研究成果的主要结论表明, 无限地基的能量逸散有重要影响,表现了一定的类似阻尼性质。 这种阻尼性质的机理十分复杂,它隐含了相邻介质的相互作用和 能量在地基中逸散的影响,与水库水位、地基土的特性以及体系振 动频率和地震动强度等因素有关,并具有非线性特征,在理论上目 前尚难厘清。目前工程设计中多采用在近域地基设置合适的人工 边界(黏性边界、黏弹性边界、透射边界、旁轴边界、远置人工边界、 无穷远方法等)模拟地震动能量向无限远域逸散的影响。水工结 构设计计算中,可结合工程实际情况及动力分析的数值求解方法 选择合适的人工边界处理方式。 水工建筑物的抗震计算应当考虑地震的运动特征和建筑物的 动态特征,因此,应当以动力分析为基础。对于工程抗震设防类别 为甲类的混凝土建筑物都应采用动力法进行抗震计算。考虑到目 前土石坝坝料的非线性特性、抗震计算中的动态本构关系、非线性 动力分析方法及相应的抗震安全性判别准则等都尚在继续探讨 中,暂时还难以列人规范作硬性规定,因此仍以拟静力法为主进行 抗震计算。此外,根据我国的具体情况,对于量大面广的中小型水 工建筑物,目前也只能按拟静力法进行抗震计算,通过把动力作用 分析结果包括在静力作用中或对静力作用乘以等效动力放大系数 等方法来考虑动力作用效应。 当考虑结构与水体相互作用时,由于水工结构与相邻水体间 响,多采用忽略水体可压缩性的、与结构一起运动的附加质量产生 的动水压力作用来模拟

7.3结构模型和分析方法

3.1结构计算是结构分析的各种手段中最常用的方法。

7.3.3作用效应和结构抗力计算模式的不定性,主要是指计

3.4在许多情况下,结构变形会引起儿何参数名义值产生

变异。一般称这种变形效应为几何非线性或二阶效应。如 变形对结构性能有重要影响,原则上应与结构的几何不完 样在设计中加以考虑。

变形对结构性能有重要影响,原则上应与结构的几何不完整性一 样在设计中加以考虑。 7.3.5当结构的材料性能处于弹性状态时,一般可假定力与变形 (或变形率)之间的相互关系是线性的,可采用弹性理论进行结构 分析。在这种情况下,分析比较简单,效率也比较高:当结构的材 料性能处于弹塑性状态或完全塑性状态时,力与变形(或变形率) 之间的相互关系比较复杂,一般情况下都是非线性的,这时宜采用 弹塑性理论或塑性理论进行结构分析。 7.3.6结构在动力作用下产生较大加速度时,惯性力在结构分析 中的影响往往不能忽略。结构动力分析主要涉及结构的刚度、惯 性力和阻尼。动力分析刚度与静力分析所采用的原则一致,尽管 重复作用可能产生刚度的退化,但动力影响亦可能引起刚度增大。 惯性力是由结构质量、非结构质量和周围水流、空气、岩土等附加 质量的加速度引起的。阻尼可由许多不同因素产生,其中主要因 素有以下几项: (1)材料阻尼,如源于材料的弹性或塑性特性。 (2)连接中的摩擦阻尼。 (3)非结构构件引起的阻尼。 (4)几何阻尼。 (5)岩土材料阻尼。 (6)空气动力和流体动力阻尼。 对于强烈地震时的动力反应,一般需要考虑循环能量衰减和 滞回能量的消失。

7.3.5当结构的材料性能处于弹性状态时,一般可假定力与变形 (或变形率)之间的相互关系是线性的,可采用弹性理论进行结构 分析。在这种情况下,分析比较简单,效率也比较高:当结构的材 料性能处于弹塑性状态或完全塑性状态时,力与变形(或变形率) 之间的相互关系比较复杂,一般情况下都是非线性的,这时宜采用 弹塑性理论或塑性理论进行结构分析。 7.3.6结构在动力作用下产生较大加速度时,惯性力在结构分析 中的影响往往不能忽略。结构动力分析主要涉及结构的刚度、惯 性力和阻尼。动力分析刚度与静力分析所采用的原则一致,尽管

中的影响往往不能忽略。结构动力分析主要涉及 性力和阻尼。动力分析刚度与静力分析所采用的 重复作用可能产生刚度的退化,但动力影响亦可能 惯性力是由结构质量、非结构质量和周围水流、空 质量的加速度引起的。阻尼可由许多不同因素产 素有以下几项: (1)材料阻尼,如源于材料的弹性或塑性特性。 (2)连接中的摩擦阻尼。 (3)非结构构件引起的阻尼。 (4)几何阻尼。 (5)岩土材料阻尼。 (6)空气动力和流体动力阻尼。 对于强烈地震时的动力反应,一般需要考虑循 滞回能量的消失。

7.4.1、7.4.2试验辅助设计(简称试验设计)是确定结构和结构 构件抗力、材料性能、岩土性能以及结构作用和作用效应设计值的 一种方法。该方法以试验数据的统计评估为依据,与概率设计和

(1)规范没有规定或超出规范适用范围的情况。 (2)计算参数不能反映工程实际的特定情况。 (3)现有设计方法可能导致不安全或设计结果过于保守的 情况。 (4)新型结构(或构件)、新材料的应用或新设计公式的建立。 (5)规范规定的特定情况。 对于新技术、新材料等,在工程应用中应特别慎重,可能还有 其他政策和规范要求,也应遵守。

8分项系数概率极限状态设计方法

8.1.1本条由原标准第7.0.1条和《工程结构可靠性设计统一标 准》GB50153一2008第8.1.1条内容合并而成。尽管概率极限状 态设计方法全部更新了结构可靠性的概念与分析方法,但是由于 直接采用概率极限状态方法进行设计比较复杂,因此,推荐分项系 数极限状态设计为实用方法。这样比较容易和广大设计人员以往 长期使用而且熟悉的表达形式一致,设计计算也易于进行。与单 一安全系数表达式不同,它是由一组分项系数和设计代表值所组 成,反映了由各种原因产生的不定性的影响。各种分项系数均是 根据可靠度分析并与规定的目标可靠指标相对应确定的。 概率极限状态设计方法必须以统计数据为基础,考虑到对各 类工程结构所具有的统计数据在质与量两个方面都可能有很大差 异,在某些领域根本没有统计数据,因而规定当缺乏统计数据时 可以不通过可靠指标β,直接按工程经验确定分项系数。 8.1.2参照原标准第7.0.2条作适当的修改而成。分项系数是 在分项系数极限状态设计式中,考虑工程结构的设计使用年限、安 全级别、设计状况、作用和材料性能的变异性以及计算模式不定性 等与目标可靠指标相联系的系数。 分项系数的设置能保证各种水工结构设计的计算可靠指标最 佳地逼近目标可靠指标,其误差绝对值的加权平均值也为最小。 这些分项系数概念明确,在设计式中作用清楚,使用简便。 基本变量的分项系数是代表值(标准值)与设计值之比,理论 的作用及组合、不同的材料等,设计验算点也是不同的,因而严格

按验算点确定分项系数是不现实的。根据长期的设计经验,本标 准在设计验算点附近选定材料和作用的设计值,据此来计算分项 系数。对于每一个材料和作用基本变量的分项系数仅考虑其自身 的变异性,这样的分项系数概念比较明确。基本变量的分项系数 可由有关方面的专家分别研究确定。由于作用、材料分项系数与 结构形式无关,因此本条提出了确定分项系数的第一款和第二款, 即:同一种作用,在不同水工结构中宜基本采用相同的分项系数 值;同一种材料性能,在不同的水工结构中宜采用相同的分项系 数值。 结构系数为考虑结构计算不定性并与目标可靠指标或目标可 靠性(在套改和校准时采用的旧标准要求的安全系数)相联系的系 数.这就使设计人员比较容易理解

8.1.3结构重要性系数%是考虑水利水电工程结构及构件

DL;T5148-2012水工建筑物水泥灌浆施工技术规范8.2承载能力极限状态设计

分为三种不同性质的状态,设计时应采用不同的设计表达方式以 及与之相应的分项系数。

的承载能力极限状态设计的内容。关于地基的破坏或过度变形的 承载能力极限状态设计,本标准明确可采用分项系数法,也可以采 用容许应力法,这种包容性是因为在这一方面统计资料还不够充 分用来进行统计分析。 本次修订时,参照《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153一2008,将S(·)改称为作用组合的效应设计值函数”,并 增加说明“当作用与作用效应按线性关系考虑时”的计算表达式, 这样在理论上更为合理。同时,在设计表达式中,增加了预应力这 一作用。 在考虑偶然组合时,一般可变作用采用标准值。但对某些与偶 然作用同时出现的可变作用标准值也可适当折减。例如在校核洪水 时,挡水坝计算波浪高度的风速值可比正常蓄水位时的风速值小。 8.2.7在偶然作用下,有时结构的抗力会受到偶然作用的影响而 改变,这在各专业设计规范中均应明确规定。例如,材料的瞬时强 度较慢速加载为高。

8.3正常使用极限状态设计

8.3.1本条是对原标准第7.0.5条的修改。 (1)原标准规定结构或结构构件的正常使用极限状态设计分 别按作用效应的短期组合和长期组合的设计表达式计算,且在作 用效应的长期组合中的可变作用标准值应乘以小于1.0的长期组 合系数β。由于在本标准第4.3.5条条文说明所说的原因,本次 修订时改为“按作用的标准组合或标准组合并考虑长期作用的影 响”,不再区分作用效应的短期组合和长期组合。 (2)在作用中增加了预应力作用P。 (3)在设计表达式的右边直接给出正常使用极限状态的功能 限制值.不再出现结构系数。

8.4.2各类水工结构设计时,为达到规定的且标可靠度指标

点是满足结构或结构构件极限状态方程与结构失效概率相对应的 一组基本变量值。若在设计验算点附近选用有困难时,可参考以 往经验分别选定为其概率分布的某一分位值,例如选0.99865的 分位值(所谓的“3原则)

9.0.1~9.0.6参照《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153 2008有关条文设置。结构达到规定的可靠性水平是有条件的DB50/T 233-2020 道路照明设施维护技术规程.pdf,结构 可靠度是在“正常设计、正常施工、正常使用”条件下结构完成预定 功能的概率,本节从实际情况出发,对可靠性管理作出了具有可操 作性的规定。水工结构的设计应符合《水工建筑物荷载设计规范》 DL5077、《水工建筑物抗震设计规范》DL5073等现行规程规范的 规定。

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