③结构转变为机动体系（例如简支梁板），由于 截面到达抗弯强度，使结构成为机动体系，三铰 位于一直线上，而丧失承载能力。 ④结构或结构构件丧失稳定（如压屈等），例如， 细长柱达到临界荷载发生失稳破坏。 2)正常使用极限状态：这种极限状态对应于结 构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规 定限值。 当结构或结构构件出现下列状态之一时，即认 为超过了正常使用极限状态，而失去了正常使用 和耐久性能： ①影响正常使用或有碍外观的变形； ②影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括 7
f z(z)
Z
ps=p(z>0)
σz
pf 0 μz
9
Z
用上面公式求结构可靠度一般要通过多维积分,比 较复杂.为此引入可靠度指标来度量结构的可靠度.
以下介绍结构可靠度分析的实用方法。
5.2结构可靠度分析的实用方法 1.中心点法 中心点法不考虑基本随机变量的实际分布， 直接按其服从正态或对数正态分布，导出结 构可靠度指标的计算公式。由于分析时采用 了泰勒级数在统计中心点展开，故称中心点 法。
支座移动、收缩、徐变等。 2)适用性：在正常使用条件下，结构应能具有良好 的使用功能。如吊车梁变形过大则影响运行，水 池裂缝便不能蓄水，这些情况虽不引起倒塌，但 使结构丧失使用功能。 3)耐久性：在正常维护条件下，结构应能在预计的 使用年限内满足各项功能要求。例如，在设计基 准期内，混凝土老化，钢筋的锈蚀均不应超过一 定限度而影响使用功能。 建筑结构在预定的期限内，在正常使用条件下， 能满足上述安全性、适用性和耐久性的要求，我 们就说这结构是可靠的。因此，安全性、适用性 和耐久性概括称为可靠性。 3
建筑结构设计要解决的根本问题是，在结构 的可靠与经济之间选择一种合理的平衡，力求以 最经济的途径，使所建造的结构以适当的可靠度 满足各种预定的功能要求。我国《统一标准》在 对建筑结构的荷载、各类结构材料性能与各种结 构构件的可靠度进行了大量的调查实测、统计分 析以及理论研究的基础上，规定了结构的可靠度 及其计算方法。 为了定量地描述结构的可靠性，需引入可靠 度的概念。我国《建筑结构可靠度统一标准》中 对结构可靠度的规定为，“结构在规定时间内， 在规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结 1 构可靠性”。
1.结构的功能函数
一般情况下，总可以将影响结构可靠性的因 素归纳为两个综合量，结构或结构构件的荷载效 应S和抗力R。令 Z g ( R, S ) R S （5-1）
实际工程结构的荷载效应S和抗力R均为随机变量 因此，Z也是随机变量。绝对保证R>S,不可能。
Z R S 0 结构处于可靠状态 Z R S 0 结构处于极限状态 Z R S 0 结构处于失效状态
1.1两个正态分布随机变量的模式
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假定R和S是相互独立的，而且都服从正态分 布，则结构的功能函数Z也服从正态分布， 假设S、R的平均值分别为 s 、 R ，标准 R ，则结构功能函数Z的三个 差分别 S 、 特征值 Z 、 Z 和 Z 可分别计算如下：
4 由于根据Z值的大小，可以判断结构是否满足某一
确定功能要求，因此称式（5-1）表达的Z为结构 功能函数。 把 Z RS 0 称为结构极限状态方程 2 .结构极限状态 当结构构件中的内力不超过构件的抗力，变形 不超过影响使用的容许值，结构就处于可靠状态。 如果超过了限度，结构就失效；所谓“有效”， 是指结构能有效地、安全可靠地工作，得以完成 预定的各项功能；反之，结构失去完成预定功能 的能力，不能有效地工作，处于失效状态。 结构极限状态是结构由可靠转变为失效的临 界状态。如果整个结构或结构的一部分超过某一 种特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求， 5 则此特定状态称为该功能的极限状态。
裂缝），如贮液池因池壁出现裂缝而丧失使用功 能，以高强碳素钢丝配筋的预应力混凝土构件， 因裂缝出现将加速钢筋的锈蚀，影响构件寿命； ③影响正常使用的振动（如振幅过大)； ④影响正常使用的其他特定状态。 虽然超过正常使用极限状态的后果一般不如超过 承载能力极限状态严重，但是也不可忽视。例如， 过大的变形会造成房屋内粉刷层剥落，填充墙和 隔断墙开裂，以及屋面积水等后果；在多层精密 仪表车间中，过大的楼面变形可能会影响到产品 的质量；水池、油罐等结构开裂会引起渗漏现象； 过大的裂缝会影响到结构的耐久性；过大的变形 和裂缝也将使用户在心理上产生不安全感. 8
3.结构可靠度 结构能完成预定功能的慨率称为可靠慨率ps,结 构不能完成预定功能的慨率称为失效慨率Pf. 若已知结构功能函数Z的慨率分布函数 f z ( z ) ,则 结构可靠慨率Ps可按下式计算：
ps pz 0 f z=p(z<0)
结构极限状态可分为两类：
1)承载能力极限状态：这种极限状态对应于结构或 结构构件达到最大承载能力，或不适于继续承载 的变形。具体地说，当结构或结构构件出现下列 状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态： ①整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡 （如倾覆等）。例如，烟囱在风力作用下发生整 体倾覆，或挡土墙在土压力作用下发生整体滑移。 ②结构构件或连接因材料强度被超过而破坏（包 括疲劳破坏），或因过度的塑性变形而不适于继 续承载。例如，轴心受压柱中混凝土到达其抗压 强度；或阳台雨棚等悬挑构件因钢筋锚固长度不 6 足被拔出，或少筋梁过度塑性变形。
5.1结构可靠度的基本慨念
可靠度是可靠性的定量描述，即结构在规定时 间内，在规定的条件下，完成预定功能的慨率。 “规定条件”是指结构的正常设计、正常施工、 正常使用的条件 “规定时间”是指结构的设计基准期。确定 各项基本变量取值而选用的时间参数。 “预定功能”是指结构的安全性、适用性和耐 久性。 1)安全性：在正常施工和正常使用的条件下，结构 应能承受可能出现的各种外界作用而不发生破坏； 在偶然事件发生后，结构仍能保持必要的整体稳 定性。所谓外界作用，包括各类外加荷载，此外 2 还包括外加变形或约束变形，如温度变化、