１ 结构体 系可 靠 性分 析步 骤
力水平 ， 劳寿命 （ 载反 复作 用 的次 数 ） 于 １ 如地 震 发生 疲 荷 低 ０， 时， 结构 的破坏 ； 高周 疲 劳破坏 时 ， 力水平 较低 ， 应 疲劳 寿命 大于
１ １ 寻找 主要 的失 效模 式 ．
分析结构 的可靠度 ， 首先要 寻找结构可 能出现 的各种失 效模 １ 如压力容器 、 ０， 铁路桥 梁 、 公路 桥梁和 吊车梁。 国内对疲劳可靠 式 。所谓 的寻找 主要失 效模式 ， 就是 在所有 可 能 的失 效模 式 中 ， 性的研究 比较多 ， 文献 ［ ］ ３ 讨论 了结构 构件 疲劳 断裂可 靠性 分析 找出对结构体 系的 失效概 率贡 献最 大或较 大 的失效 模式 。结 构 的新方法和新模 型。正常使用 极限状态 的分析 包括 变形 、 部损 局
第３ ６卷 第 ３ ３期 ２０ １０年 １１月
文章 编 号 ：０ ９ ６２ ２ １ ３ －０ ５ ０ １０ －８５（００）３ ０ ７ －２
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ＿ ６ Ｎ ． ３ Ｉ３ ｏ ３
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中 图 分 类 号 ：Ｕ １ Ｔ ３ｔ 文 献 标 识 码 ： Ａ
０ 引言
变作用和偶然作 用 。在 设计 基准 期 内 ， 久作 用不 随时 间变 化 ， 永
可变作用随时 间变化 ， 用随 机过程模 型描述 ； 偶 我 国正处在大 规模 建设 阶段 ， 工业 和 民用 建筑 以钢筋混 凝 土 可视为随机变量 ； 然作用较为复杂 ， 根据其特点进 行专 门的分析 。可变作用 效应 要 结构 为主。我 国现 行规 范明确 规定 ， 筑结 构必 须满 足安 全 性 、 建 如果 结构 同时 承受 多个不 同 的可 变作用 ， 这些 作用 的效 则 适用性 和耐久性 三项要 求 ， 统称 为可靠性 。工程结构 往往 为大量 组合 ， 构件组成 的超静 定结 构 ， 一个 构件或 多个 构件 失效后 ， 下 的结 剩
当Ｚ ： ０时 ， 构 处 于 极 限 状 态 ； Ｚ ＜０时 ， 构 处 于 失 效 状 态 。 结 当 结
荷载增量法 最初 由 Ｍｏｅ 提 出来 ， ｓｓ 该方 法采 用荷 载增 量 为
极 限状态分 为承载 能力极 限状 态和 正常使 用极 限状 态 。结 构 的 １时 ， 元件 内力与强度 比 Ａ作 为各级荷 载增量 下临 界元件 的选取
应 同时达到最大值 的 概率很 小 ， 以在结 构设 计 中， 部可 变作 所 全 用的标准值进行折减后进行组 合 。许 多文献 给出 了组合 的方 法。
构仍然可 以完成规定 的功能 ， 因此单 个构件 的可靠性 并不能 完全
１ 对持久性活荷 载和临时性活荷载组合 给出一个 简单的解 反映整个结构 体系 的可靠 性 。结构 的可靠性 不仅 取决 于结 构构 文献［ ］ 析表达式 。文献 ［ ］ 用叠加 法 ， ２采 对多 个临 时活荷 载进 行组 合给 件 的可靠性 ， 而且取决于构件 的组 合方式 以及组合方 式之 间的相 出近似概率分布公式 ， 把组合后 的临时性活载 视为一 个临 时性活 关性 。 目前的工程结构可靠性分析大多还只停 留在ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ构件可靠性分 荷载 ， 与持久性活 载进行 组 合 。累 积损伤 失效 ， 以分为 低周 再 可 析， 与实 际不相符合。结构体系的可靠性理论 尚在探 索和发展 中。 疲劳破坏和高周疲劳破坏 。一 般低周疲 劳破坏 时 ， 构处 于高应 结
２ 结构体 系主要 失效模 式 的理 论和 算法
在分析结构体 系主要 失效模式时 ， 要确定 结构 体系失效 树 的 可用功能 函数来描 述。例如 ， 当有 ｎ 随机 变量影 响结构 的可靠 主干和主枝 ， 个 为避免分支爆炸 ， 最有可 能的失 效模式选 出来 ， 将 必 性时， 整个 结构存 在有 ｍ个失 效模式 ， ｉ 第 个失 效模 式 的功 能 函 须通过有效 的算 法 限制分 支规模 。目前 识别 结构 体系 主要 失效 数可表示 为 ： ， ， ， （ ＝１２， ， 。 Ｚ ：ｇ（ … Ｘ ） ｉ ， … ｍ） 模式的理论和算法 主要包 括 ： 荷载增量 法 、 举消 除法 （ 穷 截至枚举 其 中 ， ｉ ， ， ） Ｘ （ ：１２ … ｎ 为结构 上 的作 用效应 、 构构件 的几 法 ） Ｂ 约 界 法 、 段 临 界 强 度 一 分 支 约 界 法 、 局 临 界 强 度 一 分 结 、 阶 全 何参 数 、 材料性能等基本变量 。当 Ｚ ＞０时 ， 构处 于可靠 状态 ； 支 约 界 法 等 。 结
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建 筑 结 构 可靠 性 理 论应 用 与 发 展
范 志 毅
摘 要 ： 绍 了建 筑结构可靠性 的概念及分析 步骤 ， 介 阐述 了目前识别结 构体 系主要失效 模式 的理论 和算 法， 并对结构体 系 的分类 以及失效概 率计 算方法作 了具体说 明， 对促进 结构体系可靠性理论研 究具 有积极的指导意义。 关键词 ： 筑结构 ， 建 可靠性 ， 失效模式 ， 失效概率
安全性属 于承载能力极限状态 ， 用性 和耐久性属 于正 常使用极 准则 。定义约界参数 为 ｃ（ ｃ≤１ ， 适 ０＜ ） 结构体系 由 ｎ个单元组成 ，
的状 态是 复杂 的 ， 根据结构 的构造 、 载方式 和使 用环 境不 同 ， 荷 结 坏和振动等 。尽管超 过 正常使 用极 限状 态不 会造 成结 构灾 难性 构 的失效模式 也各 不相同。 的破坏和损失 ， 但会影响结构 的正 常使 用。
１ ２ 结构 体 系失效 标 准 ．
极 限状态是 区分结 构可 靠和 失效 的标 志。结构 的极 限状态