GB50158-92港口工程结构可靠度设计统一标准

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中华人民共和国国家标准
港口工程结构可靠度设计统一标准
建标
发布
实施
国家技术监督局 中华人民共和国建设部 联合发布
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中华人民共和国国家标准
港口工程结构可靠度设计统一标准
主编wk.baidu.com门 中华人民共和国交通部
批准部门 中华人民共和国建设部
施行日期
五 数学符号
标准正态分布函数
标准正态分布的反函数
验算点处基本变量 的概率分布函数值
验算点的基本变量 的概率密度函数值
基本变量 的概率分布函数的反函数
指数函数
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第一章 总 则
第
条 本标准以可靠性理论为基础 统一规定港口工
程结构设计的基本原则和方法 作为编制 修订各册港口工程结
构设计规范以及有关勘测 施工规范和管理使用规定等共同遵守
的准则 使港口工程结构符合技术先进 经济合理 安全可靠 耐
久适用的要求
第
条 本标准适用于各种结构型式的码头 防波堤 护
岸等港口水工建筑物 船闸 升船机等通航建筑物以及船坞 船
台等修 造船建筑物 可参照使用
本标准适用于整体结构以及组成结构的构件和地基基础 适
结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状
态两类
对于结构的每一种极限状态都应规定明确的限值或标志
第
条 承载能力极限状态是指结构或构件达到最大承
载能力或不适于继续承载的变形 结构出现下列状态之一时 即
认为超过了承载能力的极限状态
一 结构或结构的一部分作为刚体失去平衡 如倾覆 滑移
等
二 结构构件或连接部位因材料的强度极限被超过而破坏 或
第一节 一般规定 第二节 基本变量 第三节极限状态方程 第四节 结构可靠指标
第三章 作 用
第一节 一般规定 第二节 分类 第三节 代表值
第四章 材料 岩土性能和几何参数
第一节 材料 岩土性能 第二节 几何参数
第五章 结构分析
第一节 一般规定 第二节 计算 第三节 试验 第四节 作用效应 第五节 抗力
因过度的塑性变形而不适于继续承载
三 结构转变为机动体系
四 结构或结构构件丧失稳定 如压屈等
第
条 正常使用极限状态是指结构未超过正常使用或
耐久性能的某项规定限值的状态 当结构出现下列状态之一时 即
认为超过了正常使用极限状态
一 影响正常使用或影响外观的过大变形
二 影响正常使用或影响耐久性能的局部损坏 包括裂缝
三 影响正常使用的振动
四 影响正常使用或影响耐久性能的其它特定状态
第
条 结构设计时应考虑不同的设计状况 对于每一
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种设计状况 应采用相应的结构体系 可靠度水准 设计值 以
及考虑相应的环境条件等
港口工程结构可分为以下三种设计状况
一 持久状况 具有与结构寿命同一数量级的持续时间的设
预定功能的概率 称为结构可靠度
第
条 港口工程结构设计采用以分项系数表达的概率
极限状态设计方法 对某些工程 有条件时可直接采用概率极限
状态方法设计
第
条 港口工程结构设计所依据的时间参数为设计持
续期 持久状况的设计持续期称为设计基准期 短暂状况的设计
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持续期称为短暂持续期
用于结构的使用阶段 以及制作 运输 安装 开挖和回填等施
工阶段
第
条 港口工程结构必须满足下列各项功能要求
一 能安全承受在使用和施工期间可能出现的各种作用
二 在正常使用和维护下具有合适的工作性能
三 在正常使用和维护下具有足够的耐久性
四 在发生偶然事件情况下 结构仍能保持必需的整体稳定
性
第
条 结构在规定的时间内 在规定的条件下 具有
式中 第
结构上的作用效应 结构的抗力 条 结构极限状态的设计条件为
或
结构可靠度与失效概率具有下列关系
式中
概率表达式 结构的可靠度 结构的失效概率
第四节 结构可靠指标
第
条 结构的可靠度宜采用可靠指标 表达 结构的
可靠指标 与靠度 关系如下
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式中
标准正态分布函数的反函数
二 作用和作用效应
作用 作用的代表值 作用的标准值
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作用的设计值 永久作用 永久作用的标准值 可变作用 可变作用的标准值 对应于作用 的作用效应 永久作用效应的标准值 可变作用效应的标准值 作用效应系数 可变作用的频遇值 可变作用的准永久值
超过准永久值
施行
本标准由交通部负责管理 具体解释等工作由交通部水运规
划设计院负责 出版发行由建设部标准定额研究所负责组织
中华人员共和国建设部 年月 日
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编制说明
港口工程结构可靠度设计统一标准 是根据国家计委计综
号文的要求 由交通部水运规划设计院负责主编 交通
部第一 二 三航务工程勘察设计院 交通部第三 四航务工程
四 结构极限状态设计式
作用的分项系数 结构材料 岩土性能的分项系数 结构几何参数的分项系数 结构抗力的分项系数 结构重要性系数 结构分项系数 第 个永久作用的分项系数 主导可变作用的分项系数 第 个非主导可变作用的分项系数 第 个永久作用的标准值
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主导可变作用的标准值 第 个非主导可变作用的标准值 作用组合系数 第 个非主导可变作用组合系数 结构的极限约束值 永久作用效应系数 主导可变作用效应系数 第 个非主导可变作用效应系数 结构几何参数的附加值 作用效应的函数式 结构抗力的函数式
本标准共分七章和十二个附录 内容包括 目的 应用范围
结构功能要求和相应的可靠度要求 极限状态及其分类 设计状
况及相应的极限状态 结构的失效概率和可靠指标 规定的目标
可靠指标 作用的分类和代表值 材料岩土性能及几何参数的标
准值 结构分析原则 极限状态设计所采用的设计表达式 对应
于不同极限状态设计的作用效应组合 分项系数的确定原则和保
的持续时间
的比值
跨阈率 即超过频遇值
的次数
的比值
与整个观测期 与整个观测期
三 材料性能和几何参数
结构材料 岩土性能 结构材料 岩土性能的标准值 结构材料 岩土性能的设计值 试件材料 岩土性能值 反映结构材料 岩土性能与试件材料 的系数或函数 反映结构材料 岩土性能与试件材料 的随机变量 反映试件材料 岩土性能的随机变量 结构材料 岩土性能不定性变量 试件材料 岩土性能的平均值 试件材料 岩土性能的变异系数
表
三级 不严重
第
条 港口工程结构及其组成部分 宜取相同的安全
等级 根据技术 经济分析 可对其中某些构件的安全等级进行
调整
第
条 结构的破坏可分为以下两种类型
一 有预兆破坏 在破坏前有明显的变形或其它预兆 如构
件延性破坏
二 无预兆破坏 在破坏前无明显预兆 如构件脆性破坏
对无预兆破坏的结构 其目标可靠指标应高于有预兆破坏的
对结构或构件进行设计 必要时需同时按正常使用极限状态进行
设计
第
条 偶然状况可仅按承载能力极限状态对主要承重
结构采用下列原则之一进行设计
一 按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施 使主
要承重结构不致因偶然事件而丧失承载能力
二 局部破坏不会使整个结构主要部分连续倒塌 而能采取
某些紧急措施 以减小损失
第二节 基本变量
第
条 在结构极限状态设计中 应考虑下列基本变量
一 作用
二 材料和岩土等的物理力学性能
三 几何参数
此外还应考虑作为附加变量的计算模式不定性
基本变量通常是作为随机变量考虑的
第
条 在进行结构可靠度分析时 可将若干个基本变
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量组合成为一个综合变量 如综合作用效应和抗力等
结构
第
条 为了保证港口工程结构具有规定的可靠度 应
对勘察 观测 设计 试验 原材料性能 制品的制作与安装 使
用与维修等进行质量控制 其具体要求由各有关规范规定
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第二章 极限状态设计原则
第一节 一般规定
第
条 结构或结构的一部分超过某一状态就不能满足
设计规定的某一功能要求时 此特定状态称为该功能的极限状态
证结构可靠性必需的结构质量控制等
本标准在执行过程中 如发现有需要修改和补充之处 请将
意见和有关资料函寄中国交通部水运规划设计院 港口工程结构
可靠度设计统一标准 国标管理组 邮编
地址北京安定
门内国子监 号 以便今后修订时参考
交通部 年月
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目录
基本符号 第一章 总 则 第二章 极限状态设计原则
岩土性能差别 岩土性能差别
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随机变量 的平均值 随机变量 的变异系数 随机变量 的平均值 随机变量 的变异系数 结构几何参数 结构几何参数标准值 结构几何参数设计值 结构几何参数的平均值 结构几何参数的变异系数 结构几何参数不定性变量 结构计算模式不定性变量 结构的试验平均值或精确计算值 按规范公式计算值 由设计计算公式确定的结构抗力 按规范规定的材料 岩土性能和几何参数标准值以及 抗力计算公式求得的结构抗力值
计状况 例如 码头面承受堆货荷载和流动机械荷载的状况 防
波堤承受波浪力的状况
二 短暂状况 持续时间较短 出现的概率较高的设计状况
例如施工期承受荷载的状况
三 偶然状况 持续时间很短 出现的概率很低的设计状况
例如结构遭受罕遇地震作用等的偶然状况
第
条 持久状况需按承载能力及正常使用两种极限状
态对结构或构件进行设计 短暂状况一般仅按承载能力极限状态
根据结构特点和环境条件 港口工程钢筋混凝土结构的设计
基准期可定为 年
第
条 港口工程结构应根据破坏后可能产生的后果
危及人的生命 造成经济损失 产生社会影响等 的严重性 按
表
划分安全等级 不同安全等级的结构 应规定相应的可
靠度
安全等级
港口工程结构的安全等级
一级
二级
破坏后果
很严重
严重
注 一般港口工程结构的安全等级宜取为二级
局 交通部港湾工程研究听 河海大学 天津大学等单位参加共
同编制的
本标准在编制过程中 编制组开展了专题研究 调查总结了
我国港口工程结构设计的经验 借鉴了一些国外标准的先进经验
考虑了我国港口工程的经济条件和工程实际 广泛征求了全国各
有关设计 施工 科研 教学单位和管理部门的意见 经过反复
讨论 最后由我部会同有关部门审查定稿
第
条 基本变量或综合变量的统计参数和概率分布类
型可运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定 附录一
第三节 极限状态方程
第
条 结构的极限状态采用下列极限状态方程表达
式中 第
结构的功能函数 基本变量 条 结构按极限状态设计应符合下列要求
当仅有作用效应和结构抗力两个综合变量时 结构按极限状 态设计应符合下列要求
年月日
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关于发布国家标准 港口工程结构 可靠度设计统一标准 的通知
建标
号
根据国家计委计综
号文的要求 由交通部水运规划
设计院会同有关部门共同编制的 港口工程结构可靠度设计统一
标准 已经有关部门会审 现批准 港口工程结构可靠度设计统
一标准
为强制性国家标准 自 年 月 日起
第六章 极限状态设计表达式
第一节 一般规定 第二节 作用组合 第三节 设计表达式
第七章 质量控制
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附录一 结构基本变量概率分布类型和公布参数 的确定方法
附录二 结构可靠指标计算的当量正态法 附录三 结构可靠指标计算的蒙特卡罗法 附录四 永久作用的概率分布及标准值的确定方法 附录五 可变作用的概率分布及标准值的确定方法 附录六 可变作用的准永久值和频遇值的确定方法 附录七 可变作用效应组合 附录八 结构抗力有关变量的统计特性 附录九 地基土抗剪强度指标的统计方法 附录十 分项系数的确定方法 附录十一 材料质量的统计控制 附录十二 本标准用词说明 附加说明
第
条 为了满足安全 适用和经济的要求 对各类港
口工程结构的各种极限状态 应规定目标可靠指标 承载能力极
限状态的目标可靠指标 尚应根据安全等级 破坏类型分级
第
条 港口工程结构设计的目标可靠指标 宜对现有
结构设计规范进行校准 并根据结构安全和经济的最佳平衡选
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基本符号
一 结构可靠性
结构的功能函数 结构的抗力 结构上的作用效应 结构的可靠指标 结构的可靠度 结构的失效概率 结构的目标可靠指标 结构设计基准期 重现期 观测期 结构抗力的平均值 结构抗力的标准差 结构上作用效应的平均值 结构作用效应的标准差 基本变量 的平均值 基本变量 的标准差 基本变量 的变异系数