10:概率极限状态设计方法 §10.1土木工程结构设计方法的演变发展 弹性理论 塑性理论 容许应力设计法 安全系数法 0。 破损阶段设计法 明确了承载能力极 影响参数为定值 限状态和正常使用 极限状态设计法 极限状态。 分项系数法 概率极限状态设计法 结构备种效应均为， 随机委量统针芬 S 4Y2S2+.+y.Sn 析后确定各个参数 的句量指标。 电梯机房0.9；△风荷载0.6
10：概率极限状态设计方法 §10.1 土木工程结构设计方法的演变发展 容许应力设计法 破损阶段设计法 极限状态设计法 概率极限状态设计法 弹性理论 塑性理论 安全系数法 明确了承载能力极 限状态和正常使用 极限状态。 影响参数为定值 结构各种效应均为 随机变量，统计分 析后确定各个参数 的可靠度指标。 分项系数法 住宅活载 0.7；△电梯机房0.9；△风荷载0.6
§10.2结构设计的目标和原则 结构设计的目标 设计要求 结构设计的总要求是：结构的抗力应大于或等于结 构的综合荷载效应S。即 R≥S 由于实际中抗力和荷载效应均为随机量，因此上式 并不能绝对满足，而只能在一定概率意义下满足。 即 P{R≥S=Pg PR<S-P 在一定可靠度p,或失效概率条件下，进行结构设计， 使得结构的抗力大于或等于结构综合作用效应
结构设计的目标 设计要求 结构设计的总要求是:结构的抗力R应大于或等于结 构的综合荷载效应S。 即 R ≥ S 由于实际中抗力和荷载效应均为随机量, 因此上式 并不能绝对满足, 而只能在一定概率意义下满足。 即 P {R ≥ S} = ps 在一定可靠度ps或失效概率pf 条件下，进行结构设计， 使得结构的抗力大于或等于结构综合作用效应。 P {R < S} = pf §10.2 结构设计的目标和原则
目标可靠度 可靠度B的大小对结构设计的影响： 结构目标可靠度定得越高，则结构设计得很强，使 结构造价加大；反之，则造价降低，过则产生不安 全感。 目标可靠度的确定： 结构设计目标可靠度的确定应以达到结构可靠与 经济上的最佳平衡为原则，一般需考虑以下四个 因素：①公众心理；②结构重要性；③结构破坏性质； ④社会经济承受力
目标可靠度 可靠度β的大小对结构设计的影响： 结构目标可靠度定得越高，则结构设计得很强，使 结构造价加大；反之，则造价降低，过则产生不安 全感。 目标可靠度的确定： 结构设计目标可靠度的确定应以达到结构可靠与 经济上的最佳平衡为原则, 一般需考虑以下四个 因素: ①公众心理; ②结构重要性; ③结构破坏性质; ④社会经济承受力
(1)公众心理 些事故的年死亡率 事故 年死亡率 事故 年死亡率 登山、赛车 5×103 汽车旅行 2.5X10-5 飞机旅行 1×104 游泳 3×10-5 采矿 7×10-4 结构施工 3×10-5 房屋失火 2×10-5 电击 6×10-6 雷击 5×10-7 暴风 4×10-6
（1）公众心理 事故 年死亡率 事故 年死亡率 登山、赛车 5×10-3 汽车旅行 2.5×10-5 飞机旅行 1×10-4 游泳 3×10-5 采矿 7×10-4 结构施工 3×10-5 房屋失火 2×10-5 电击 6×10-6 雷击 5×10-7 暴风 4×10-6 一些事故的年死亡率
年危险率 可承受人群 10-3 胆大的人 10-4 一般的人 10-5 不再考虑其危险性 50年失效率 公众心理 5x10-3 较安全 5x10-4 安全 5x10-5 很安全
年危险率 可承受人群 10-3 胆大的人 10-4 一般的人 10-5 不再考虑其危险性 50年失效率 公众心理 5x10-3 较安全 5x10-4 安全 5x10-5 很安全
(2)结构的重要性 根据结构破坏可能产生的各种后果（危及人的 生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重程 度，对不同的工程结构采用不同的安全等级。 对于重要的结构，目标可靠指标应定得高一些。 而对于次要的结构，目标可靠指标可定得低些。 《建筑结构可靠度设计统一标准》将工程结构按照 破坏可能产生的后果（危及人的生命，造成经济损 失和产生社会影响等)的严重程度，划分为3个安全 等级
（2）结构的重要性 根据结构破坏可能产生的各种后果（危及人的 生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重程 度，对不同的工程结构采用不同的安全等级。 对于重要的结构，目标可靠指标应定得高一些。 而对于次要的结构，目标可靠指标可定得低些。 《建筑结构可靠度设计统一标准》将工程结构按照 破坏可能产生的后果(危及人的生命， 造成经济损 失和产生社会影响等）的严重程度,划分为3个安全 等级
建筑结构的安全等级 安全等级 破坏后果 建筑物类型 级 很严重 重要的房屋 (如核电站、影剧院、体育馆等) 二 级 严 重 一般的房屋（如一般工业与民用建筑) 三 级 不严重 次要的房屋（如临时仓库、车棚等) 公路工程结构的安全等级 安全等级 路面结构 桥涵结构 一级 高速公路路面 特大桥、重要大桥 二级 一级公路路面 大桥、中桥、重要小桥 三级 二级公路路面 小桥、涵洞
安全等级 破坏后果 建筑物类型 一 级 很严重 重要的房屋 （如核电站、影剧院、体育馆等） 二 级 严 重 一般的房屋（如一般工业与民用建筑） 三 级 不严重 次要的房屋（如临时仓库、车棚等） 建筑结构的安全等级 公路工程结构的安全等级 安全等级 路面结构 桥涵结构 一 级 高速公路路面 特大桥、重要大桥 二 级 一级公路路面 大桥、中桥、重要小桥 三 级 二级公路路面 小桥、涵洞
(3)结构破坏性质 一般结构和结构构件的破坏类型分为延性破坏 和脆性破坏两类。 延性破坏是指结构构件在破坏前有明显的变形或其 他预兆 脆性破坏是指结构构件在破坏前无明显的变形或其 他预兆。 由于脆性破坏的结构破坏前无预兆，其破坏后果比 延性破坏的结构要严重，因此工程上一般要求脆性 破坏的结构的目标可靠指标应高于延性破坏的结构
一般结构和结构构件的破坏类型分为延性破坏 和脆性破坏两类。 延性破坏是指结构构件在破坏前有明显的变形或其 他预兆； 脆性破坏是指结构构件在破坏前无明显的变形或其 他预兆。 由于脆性破坏的结构破坏前无预兆，其破坏后果比 延性破坏的结构要严重，因此工程上一般要求脆性 破坏的结构的目标可靠指标应高于延性破坏的结构。 (3)结构破坏性质
(4)社会经济承受力 一般来说，社会经济越发达，公众对工程结构 可靠性的要求将越高，因而设计目标可靠度也会定 得越高。 (5)结构功能的失效后果 对承载能力功能，失效后果严重一些，可靠度 水准应高些；对正常使用功能，失效后果稍轻，可 靠度水准可低些
一般来说，社会经济越发达, 公众对工程结构 可靠性的要求将越高, 因而设计目标可靠度也会定 得越高。 对承载能力功能，失效后果严重一些，可靠度 水准应高些；对正常使用功能，失效后果稍轻，可 靠度水准可低些。 （4）社会经济承受力 （5）结构功能的失效后果
结构设计可靠指标 确定结构设计的目标可靠度，也可采用校准法。 校准法：指采用可靠度计算方法对原结构设计规范 进行反演计算分析，以确定原结构设计规范隐含的 可靠度水准，以此为基础，综合确定今后的结构构 件目标可靠指标。 例如，我国现行的建筑结构概率定值设计法所采用 的目标可靠度，就是根据原来半经验半概率定值设 计法所具有的可靠度水平确定的
结构设计可靠指标 确定结构设计的目标可靠度，也可采用校准法。 校准法：指采用可靠度计算方法对原结构设计规范 进行反演计算分析，以确定原结构设计规范隐含的 可靠度水准，以此为基础，综合确定今后的结构构 件目标可靠指标。 例如，我国现行的建筑结构概率定值设计法所采用 的目标可靠度，就是根据原来半经验半概率定值设 计法所具有的可靠度水平确定的