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论述可靠性理论在国内外规范中的应用情况

论述可靠性理论在国内外规范中的应用情况
1 引言
工程结构的安全性历来是设计中的重大问题,这是因为结构工程的建造耗资巨大,一旦失效不仅会造成结构本身和人民生命财产的巨大损失,还往往产生难以估量的次生灾害和附加损失。

结构安全性的设定是一个涉及国家政策、经济发展水平、社会文化背景、历史传统等多方面的问题,在相当程度上反映在一个国家的设计规范中。

2 涉及结构可靠性的国际机构、标准和大型会议
2.1国际标准化组织ISO与国际标准ISO 2394
ISO是由世界上148个国家组成的国际标准机构,是一个非政府组织,遵循一个国家为
一个代表的原则。

1947年2月23日成立,总部设在瑞士日内瓦。

ISO/TC 98为结构设计基础委员会,该委员会的职责是从总体上分析和协调制订有关结
构(包括钢、砖石、混凝土、木等)可靠性的基本要求。

所以说ISO/TC 98是协调、组织建筑和土木工程领域国际标准的一个机构。

其主要工作领域为:
结构可靠性中的术语和符号(ISO/TC98/SCI)结构可靠性(ISO TC 98/ SC 2)结构上的荷载、力及其他作用(ISO/TC 98/ SC 3)
ISO'TC 98/SC 2目前编制的国际标准包括ISO2394: 1998《结构可靠性总原则》,ISO 10137 : 1992《结构设计基础一建筑物抗振适用性》,ISO 12491:1997《建筑材料和构件质量控制中的统计方法》和ISO/ FDIS 13822《结构设计基础一已有结构评定》。

ISO 2394 : 1998《结构可靠性总原则》是一本关于结构可靠性设计方法的国际标准。

1986年的版本只有十几页,而1998年的版本有六十多页,内容增加很多,如增加了疲劳可
靠性、已有结构可靠性评估、基于试验的结构可靠性设计等方面的内容,有些方面的内容也更加详尽,如引进了结构使用年限的概念、环境影响等与结构耐久性有关的内容。

ISO 2394 在国际上有很大影响,许多国家有关规范编制、修订都参考了该标准。

2.2国际结构安全度联合会JCSS与概率模式规范
1971年,协调六个国际土木工程协会活动的联络委员会创建了国际结构安全度联合会JCSS。

JCSS先后起草并出版了多个有关结构安全性的文件,这些文件成为编制不同类型结构设计和建造指导文件的背景材料,其中包括ISO文件、CEB和ECCS模式规范。

1985年JCSS
改组后制定的主要工作目标是:
a)将新的基础科学知识转化为规范编制前可以应用的原理。

b)承担编写关于安全性、可靠性和质量保证最新文献的任务,包括可靠度方法和模式的发展动态。

c)增进安全性、可靠性方面的一般知识和了解,加强结构质量保证技术与结构可靠性评估的交流。

d)为成员协会在相关主题的技术合作提供一个框架,鼓励研究,传播信息。

2.3 国际结构安全度与可靠度协会IASSAR和国际会议ICOSSAR
国际结构安全度与可靠度协会(IASSAR)是一个专门从事结构随机性、安全度和可靠度研究、教育和将可靠性理论转化为工程应用的国际机构,在结构随机性研究方面涉及的范围包括:计算随机力学,随机动力学,系统可靠度和优化,随机有限元、疲劳和损伤分析,系统识别。

该协会自1969年由结构可靠度研究先驱Freudenthal A. M.教授创始以来,共组织了8次国际结构安全度和可靠度的大型会议(ICOSSAR)。

每次会议都出版一套关于结构随机性、可靠性的论文集。

为了表彰一直从事可靠性研究并做出杰出贡献的学者,每次会议期间还针对上述6个研究领域评选出一个IASSAR杰出研究奖和一个IASSAR青年研究奖。

除研究奖外,每次会议还评选出一个在可靠性教育、将可靠性理论转化为工程应用方面做出突出贡献的IASSAR特别贡献奖。

3欧洲标准化委员会CEN与欧洲规范EN 1990:2002
3.1欧洲规范项目的背景
20世纪80年代末和90年代,在欧洲标准技术委员会CEN/TC-250的组织和协调下,首先编制了一套欧洲试行规范ENV1991-ENVl 999。

经过一段时间的使用后,欧洲标准技术委员会决定,通过修订和补充,将欧洲试行规范转变为欧洲正式规范,即欧洲规范。

欧洲结构规范是一配套使用的土木工程设计规范,有英语、法语和德语三种语言的官方版本。

这套规范的第一本为EN1990 : 2002结构设计基础。

EN 1990是一本以结构可靠性原理作为指导原则的规范,其理论背景是ISO 2394和CEB 公报。

EN1990的“附录C:分项系数设计与可靠性分析基础”和“附录B:工程结构可靠性的管理”解释了EN1990的理论基础。

在EN 1990正式颁布之前,SAKO,北欧结构事务联合会受NKB和INSTA-B的委托,针对北欧的情况,考虑混凝土、钢材和木材三种主要结构材料,通过可靠度分析对不同永久作用与可变作用比值下安全水平的一致性进行了比较。

项目完成后,立评审。

3.2 欧洲规范的地位、应用领域及执行时间表
如前所述,按照欧洲标准化委员会的规定,欧洲规范作为标注为EN的欧洲标准,它负有必须被各成员国一级采用的责任,一旦采用后就具有国家标准的合法地位,而其他的原有国家标准必须撤消。

所以,欧洲规范规定,这些执行欧洲规范国家的标准应包括欧洲规范的全文(包括所有附录),可以在各自国家标准的前面附以国家标题页和前言,后面附以国家附录。

考虑到每一成员国规范管理机构的责任,国与国之间安全水平的不同,保留各成员国根据他们的具体情况确定与安全有关的参数值的权利。

而国家附录仅包括那些欧洲规范中留做待定、供成员国选择的参数和有关信息,这些参数称为用来进行建筑和土木工程设计的国家参数,包括:①欧洲规范给出的可供选择的值或等级;②在欧洲规范中只给出了符号的值;③国家的专用数据(地理,气候等),如雪分布图;④欧洲规范给出的可供选择的方法,包括应用信息性附录和为帮助用户使用欧洲规范,无抵触的补充参考资料。

4结构可靠性理论在我国规范中的应用情况
应用结构可靠性理论全面修订工程结构规范是国际上的一种共同发展趋势,是结构规范的一次带有根本性的变革,由此以建立新的统一的规范体系和模式。

1985年以来我国全面开展了此项工作,并取得了很好的成绩。

在我国,将可靠性理论应用于工程结构规范是在国家计委的领导和组织下,与1976年首先在建工系统展开的。

并与1984年编制完成了《建筑结构设计统一标准》,为建工系统全面采用结构概率设计法打下了良好的基础。

之后,在1985年国家计委有组织了建工,铁路,公路,港工,水工等五个系统一起编制《工程结构可靠度设计统一标准》,作为我国各类结构规范制订和修订的共同依据。

与此同时还安排了各系统编制相应的本系统可靠度设计统一标准。

应用可靠性理论比必要性:1,应用可靠性理论是工程结构规范发展的必然趋向; 2,应用可靠性理论是完善工程结构规范的长期变革过程;3,应用可靠性理论必须始终与生产实践相结合;4,应用可靠性理论是增进国际交往的需要;5,应用可靠性理论具有良好的经济效益和社会效益。

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