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昔载级别取值千以确定, 上述标准在校准时没有考虑工业建筑的特殊性,采 用与民用律筑同等的目标可靠指标,有待讲一步 2设计可靠度的研究 老究 设计可靠度研究,涉及构件设计时的目标可菊 22设计可靠指标有待进一步确定 指标和设计可靠指标。前者在设计方法中各分项系 目前我国工业建筑采用的结构设计方法是以可 数、组合系数确定之前确定,后者是在设计方法确定 竞度理论为基钟采用分项系数设计表达式表达的 后经校准所得。 概率极明状态设计法,设计中的变量和参数(加材 2.1 目标可靠指标有待考究 料分项系数、荷载分项系数、多种荷载共同作用的 构件设计选用的目标可靠指标,是其可接受的 合值系数)的取值应按概率方法确定。然而,由于 最低可靠指标四,作为结构优化设计的控制因素, 获取各变量的统计数据有很多困难,因此对工业建 理论上应由各结构的重要性、失效后果、破坏性质 筑设计中的相关参数是以民用建筑概率分析为基 经济指标等因素确定。当前目标可靠指标的确定有 础,根据工程经验确定的,规范的科学性和设计的质 两种方案 一种是采用类比失效概率,针对不同建到 量将受到影响-。 失效后果和安全措施的相对成本,给出可接受的年 理论上,相比于单一安全系数表达式,采用分项 失效概率,由年失效概率确定年可靠指标:一种是根 系数设计表达式,在不同的荷载效应比值下.可获得 据传统的设计标准,采用“校准法”确定基于臣标泪 较好的可靠度一致性,但分析表明:按目前的分项系 数方法设计的结构可靠度 致性仍较差。这是 文献[15]和1s02394 采用了第 一种万 因为技术标准中对分项系数的确定,考虑了单 法,欧洲EN1990、美国ASCE1]和GB50068- 全系数法的成熟经验,以影响结构安全的基本量行 2017《肆筑结构可靠度统计统一标准》采用了“按 为随机变量,借助统计分析和概率反算,是经转轨套 谁法 改所得的过波办法,属于半概率设计方法。其取 “校准法”默认原经验设计标准的可靠度水 值是以设计可靠指标与目标可靠指标 一致为原则 总体上的合理性,在原标准基础上反演分析,确定末 对恒载+办公楼楼面活荷载,恒载+住宅楼面活局 来结构的安全水平,是对原经验设计标准的继承和 载,恒载+风荷载3种简单组合情况优化计算所 发展方法简单可行,在国内外得到了广泛应用」 得。文献「171指出,对干可变荷载(吊车荷载 “校准法”的优点在于:继承了原规范的安全水准 工业楼面活荷载及积灰荷载情况) 因缺乏统计资 保持了规范安全水准的连续性,避免了结构失效概 料,GB68一84未作分析计算,目前只能根据工程 率运算值与真正失效率概念的混淆。我国GB) 经合确定 68一84考虑设计中常用构件和其在结构工程中 因此,采用橱率极限状态设计法设计的工业 的用量比例,选取14种有代表性的构件,采用? 筑,其可靠指标仍是未知的,需在工业建筑可变作用 荷单的常遇荷组合(恒载+办公楼棱面活荷载 概率模型确定的基础上,对当前设计规范做进 恒载+住宅楼面活荷载、恒载+风荷载)及常用福 校准。同时,对原技术标准基于单一安全系数设 载效应比,通过调查统计抗力及荷载的各模型参数 法的设计可靠度也应做进一步校准,以验证新旧标 采用概率方法校准了安全系数设计法隐含的可靠指 准工业建筑设计可靠度的一致性。 标,以反映我国 构 可靠度的 一般水准 校准结 总体平均值为3.3,延性破坏对应的平均值为322 鉴定分级可靠度的研究 并以此为依据规定一般工业与民用建筑的各构科 目前,GB50144一2008《工业建筑可靠性鉴定 (二级安全等级),延性破坏的目标可靠指标为 标准》采用“校准法”确定鉴定分级可靠度平均 3.2,对破坏前无明显征兆的跪性破坏为3.7,并沿 水平时,由于工业建筑可变作用的概率模型尚未建 用至今 立,故引用民用建筑的可变荷载进行分析 ,校准结 虽然“校准法”对原标准不一致的安全系数设 存在偏差,但目前尚未有相关研究成果 ,若能 计法给予了一致的可靠度度量2,但值得注意的 科学建立工业建筑可变作用的概率模型,可据此对 是:工业建销与民用建锁相比,比工作环境的复杂树 标准中鉴定分级可度重新准」 不容忽视,特别是吊车荷载、积灰荷载、大型设备 工业筑可靠性鉴定标准的发 堆积荷载等的概率特性,与常用校准荷载酸然不同, 我国建筑诊断改造领域的第一部标准是YBJ 工业建筑可变作用的概单模型及可靠度 一姚继涛,等 151 1994-2019 China Academic Joumal Eleetronie Publishing Hous All rights reserved http: /www.cnki.ne 工业建筑可变作用的概率模型及可靠度———姚继涛,等 151 荷载级别取值予以确定。 2 设计可靠度的研究 设计可靠度研究,涉及构件设计时的目标可靠 指标和设计可靠指标。前者在设计方法中各分项系 数、组合系数确定之前确定,后者是在设计方法确定 后经校准所得。 2. 1 目标可靠指标有待考究 构件设计选用的目标可靠指标,是其可接受的 最低可靠指标[24],作为结构优化设计的控制因素, 理论上应由各结构的重要性、失效后果、破坏性质、 经济指标等因素确定。当前目标可靠指标的确定有 两种方案: 一种是采用类比失效概率,针对不同建筑 失效后果和安全措施的相对成本,给出可接受的年 失效概率,由年失效概率确定年可靠指标; 一种是根 据传统的设计标准,采用“校准法”确定基于原标准 的目标可靠指标值,有效继承原设计方法的可靠经 验[24 - 25]。文献[15]和 ISO 2394[14]采用了第一种方 法,欧洲 EN 1990[26]、美国 ASCE[13]和 GB 50068— 2017《建筑结构可靠度统计统一标准》采用了“校 准法”。 “校准法”默认原经验设计标准的可靠度水准 总体上的合理性,在原标准基础上反演分析,确定未 来结构的安全水平,是对原经验设计标准的继承和 发展,方法简单可行,在国内外得到了广泛应用。 “校准法”的优点在于: 继承了原规范的安全水准, 保持了规范安全水准的连续性,避免了结构失效概 率运算值与真正失效率概念的混淆[27]。我国 GBJ 68—84[8]考虑设计中常用构件和其在结构工程中 的用量比例,选取 14 种有代表性的构件,采用 3 种 简单的常遇荷载组合( 恒载 + 办公楼楼面活荷载、 恒载 + 住宅楼面活荷载、恒载 + 风荷载) 及常用荷 载效应比,通过调查统计抗力及荷载的各模型参数, 采用概率方法校准了安全系数设计法隐含的可靠指 标,以反映我国结构可靠度的一般水准。校准结果 总体平均值为 3. 3,延性破坏对应的平均值为 3. 22, 并以此为依据规定一般工业与民用建筑的各构件 ( 二级安全等级) [26],延性破坏的目标可靠指标为 3. 2,对破坏前无明显征兆的脆性破坏为 3. 7,并沿 用至今[26]。 虽然“校准法”对原标准不一致的安全系数设 计法给予了一致的可靠度度量[28],但值得注意的 是: 工业建筑与民用建筑相比,其工作环境的复杂性 不容忽视,特别是吊车荷载、积灰荷载、大型设备及 堆积荷载等的概率特性,与常用校准荷载截然不同, 上述标准在校准时没有考虑工业建筑的特殊性,采 用与民用建筑同等的目标可靠指标,有待进一步 考究。 2. 2 设计可靠指标有待进一步确定 目前我国工业建筑采用的结构设计方法是以可 靠度理论为基础,采用分项系数设计表达式表达的 概率极限状态设计法,设计中的变量和参数( 如材 料分项系数、荷载分项系数、多种荷载共同作用的组 合值系数) 的取值应按概率方法确定。然而,由于 获取各变量的统计数据有很多困难,因此对工业建 筑设计中的相关参数是以民用建筑概率分析为基 础,根据工程经验确定的,规范的科学性和设计的质 量将受到影响[28 - 29]。 理论上,相比于单一安全系数表达式,采用分项 系数设计表达式,在不同的荷载效应比值下,可获得 较好的可靠度一致性,但分析表明: 按目前的分项系 数方法设计的结构可靠度一致性仍较差[29]。这是 因为技术标准中对分项系数的确定,考虑了单一安 全系数法的成熟经验,以影响结构安全的基本量作 为随机变量,借助统计分析和概率反算,是经转轨套 改所得的过渡办法,属于半概率设计方法[30]。其取 值是以设计可靠指标与目标可靠指标一致为原则, 对恒载 + 办公楼楼面活荷载,恒载 + 住宅楼面活荷 载,恒载 + 风荷载 3 种简单组合情况优化计算所 得[30]。文献[17]指出,对于可变荷载( 吊车荷载、 工业楼面活荷载及积灰荷载情况) ,因缺乏统计资 料,GBJ 68—84[8]未作分析计算,目前只能根据工程 经验确定。 因此,采用概率极限状态设计法设计的工业建 筑,其可靠指标仍是未知的,需在工业建筑可变作用 概率模型确定的基础上,对当前设计规范做进一步 校准。同时,对原技术标准基于单一安全系数设计 法的设计可靠度也应做进一步校准,以验证新旧标 准工业建筑设计可靠度的一致性。 3 鉴定分级可靠度的研究 目前,GB 50144—2008《工业建筑可靠性鉴定 标准》[31]采用“校准法”确定鉴定分级可靠度平均 水平时,由于工业建筑可变作用的概率模型尚未建 立,故引用民用建筑的可变荷载进行分析,校准结果 存在偏差,但目前尚未有相关研究成果[32 - 34],若能 科学建立工业建筑可变作用的概率模型,可据此对 标准中鉴定分级可靠度重新校准。 3. 1 工业建筑可靠性鉴定标准的发展 我国建筑诊断改造领域的第一部标准是 YBJ
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