1建筑结构工程可靠度研究进展
《工程结构可靠度》教学的实践与体会
、
铁路 工 程 结 构 可 靠 度设 计 统 一 标 准 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ２ １ ６ －９ ４ ） ， 公 路 工程 结 构 可 靠 度设 计 统 一标 准 （ Ｇ Ｂ ， ］ ｒ ５ ０ ２ ８ ３ 一ｌ ９ ９ ９ ） 。２ ０ ０ ８ 年第 二版 的 《 工程 结构 可 靠度 设 计统 一 标 准》 ， 对 第 一版 进 行了修订并增加 了对既有结构可靠性 的评定 。《 建筑结构 可靠度设计统一标准》 （ Ｇ Ｂ ５ ０ ０ ６ ８ — ２ ０ ０ １ ） 也是修订版。各标 准的 执行 ， 标 志着 普遍设 计 方法 的进 步 ， 它从 原规 范 的经 验 系数法 转 到 以概 率 为基 础 的极限状 态设 计法 。这 种设 计 方 法 的转 变 ， 具 有 普遍 性 ， 涉及 到 结构 工 程 的各 种行 业 ， 包 括 土木 、 水电 、 建筑 、 铁路 、 公路 、 港 口等 等 。相关 的从业 工 程 技 术人 员也 经历 了 以经验 为 主的安 全系 数法 的 旧规范 到基 于可靠 度理 论 的极 限状 态 法设 计 的新规 范 的“ 转轨” 。新 近 入行 的技术 人 员不 必“ 转轨” ， 直接 采 用新 规范 ， 但 新 规范 的 基础— — 可靠 度理 论 ， 只在 极少 数 大学开 设 ， 这 造成 了理 论 与实 践 的 脱节 ，学 生 从业 后 对 规范 理 解不 够 深 入 和透 彻 。
段， 是创 新专 业教 育 教学 改革 的有 益尝试 。 因此 ， 我 系完全
可 以制 定 、 完善 和 推 广相 应 的制 度 ， 将 其列 入 校 、 系两 级 师 资 队伍 建设 规 划 和 学 年教 师 培训 计 划 ， 并 形 成 一种 长 效 的 运 行机 制 ， 从 而 为青 年 教师 能 够 在一 定 时 间 内有 机会 从 事 相 关 的专业 实践 工 作提 供制 度保 障 。另一 方 面我们 也 可极 力 运 用 我们 的 科研 技 术 优势 ， 为 企 事业 单 位解 决 实 际 发展 中存在 的问题 ， 充分 发挥 产 、 学、 研 合作 的协 同力 ， 谋 求 双方 共 赢 发展 。为 更好 地 开展学 术研 究 和实践 教 学奠 定坚 实 的 客观 基 础 ， 青 年教师 也要 想方 设 法主 动参 与专 业 实践 工作 ， 并且 其 社 会 实践 应 密 切结 合 所接 受 实践 单 位 的科 技 开 发 、 技 术服 务 、 经 营 管理 、 合作 研 究 等 工作 ， 尽 快熟 悉 实践 单 位 的生产 、 经营 、 开 发和 管 理等 业 务 ， 在实 践 中加 深 对 专业 理 论 知识 的理 解 及应 用 。此外 ，分 管教 学副 主任 也 应该 定期 听取 青 年 教师 的实 践课 ， 全 面 了解 本 教研 室 青 年教 师 带教 实践课情况 ， 对上课较差的教师应随时给予指导与纠正 ， 并 要 求青 年 教 师建 好 实 践课 教 学文 档 ， 包括 实践 课 集体 备课 记录、 实践 课教 学 指导 书 、 实践 课 备课 笔记 等 。 五、 必须 给青 年教 师营 造 一个 宽松 和谐 的成 长环 境 ， 增 强对青 年 教师 使用 的信 任 感 也 就 是要 把他 们 的迅 速成 才放在 突 出的地位 ，千方百 计 为 青年 教 师 的长远 前途 着想 。 中老 年教师 要有 主动让 出 “ 跑道” 的风格 和 甘为 人梯 的精 神 ， 要让 青 年教 师唱 主角 ， 不 能只跑龙套 。从而努力营造一种尊重长者 、 提携后进 、 感情 交融 、 上下 团结 和浓厚 的学 术氛 围 ， 为 青年 教 师的成 长 和 队 伍 的稳 定提 供 良好 的环 境 。使青 年教 师能 最 大限 度地 发挥 他们 在 学术 上 的积 极性 而不 受任 何束 缚 、压 制 。青年 教师 的积 极 奋 进 反 过 来 也 会 给 中老 年 教师 的继 续 进 步 带 来 鞭
建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究 丁玲
建筑结构设计可靠度的影响因素与比较研究丁玲摘要：城市化在快速的发展，中国的建筑业也在发展。
而建筑结构设计的可靠性直接关系到用户的人身安全。
如何提高建筑结构设计的可靠性已成为建筑工程师的一项最为重要的任务。
本文主要是探讨了建筑结构设计的方面，分析了建筑结构对别的方面的影响因素，从而提高了建筑工程结构的设计质量，希望为建筑设计行业提供到了浅薄的理论参考。
关键字：建筑结构；设计；可靠性；影响因素；比较分析1、前言建筑结构设计是整个建筑的基础。
施工的可靠性直接影响整个建筑的质量和安全。
因此，综合的分析了影响建筑结构设计可靠性的因素，优化了结构的设计。
分析影响结构设计可靠性的四个因素可以改变到负荷水平和分布参数，工程质量，耐腐蚀性和四个因素的最负荷效应的组合，从而得出了目标的可靠性指标，目标可靠性指标变量加载，它是对两个指标研究的综合比较。
2、可靠度的基本理论2.1、结构体系的可靠度在实际应用里面，建筑结构的可靠性理论应转化为方程的一部分，以表达随机变量的影响。
辅助工具主要是通过经验校准和失效概率来测量到结构的可靠性。
在对现有形式的分析基础上，我国可靠性设计的理论已经取得了初步的成果。
但现在这部分理论内容特别适合结构设计规范的要求，会出现一些设计的问题。
因此，结构设计者应逐步提高可靠性的理论。
2.2、结构设计的规范性这里所说的是规范性的，与结构设计的法律法规有关。
在结构设计的时候，强制性是最明显的特征。
在建筑设计里面，参与分析和设计工作的设计师必须承担相应的法律责任，因此在建筑结构设计里面，完全符合中国的相关法律法规，使他们能够怀疑结构设计的结果，不需要承担相应的法律责任。
在分析现有结构设计规范的基础上，确定钢含量是评价结构设计可靠性的关键标准和指标。
为能够提高到结构设计结果的合理性，设计者必须尽量减少结构设计中的钢含量。
然而，在分析中国建筑结构设计的实际情况的基础上，在充分实现各种规格的背景下，提高了建筑结构设计的质量和水平，提高了灵活性。
模块化钢结构建筑结构体系研究进展共3篇
模块化钢结构建筑结构体系研究进展共3篇模块化钢结构建筑结构体系研究进展1模块化钢结构建筑结构体系研究进展现代建筑设计和施工方式中，钢结构建筑已成为一种常见的灵活选项。
钢结构建筑因其高强度、轻质、可进行可靠连接等特性也变得流行起来。
而与此同时，随着建筑业对高标准化、智能化和可持续发展的需求，越来越多针对建筑的模块化钢结构系统设计研究也开始进行。
模块化钢结构建筑的概念是指一种结构模式，其中结构元件可以通过构件或模块来建立一个规律的结构网络。
这种模式不仅可以实现建筑的快速安装和施工，还能确保建筑结构的完整性和稳定性。
该方法大大减少了建筑项目中的不确定性，并在建筑施工过程中达到了更加经济高效的目的。
目前，许多国家已经开展了大量的研究和实践，以探索在建筑设计和施工中应用模块化钢结构的可能性和前景。
以下是一些值得注意的研究进展：1. 模块化钢结构设计和制造技术随着计算机辅助设计（CAD）和数值模拟（FEM）技术的发展，模块化钢结构建筑设计越来越流行。
工程师可以在计算机上设计结构并通过模拟来检查其稳定性，减少了设计过程中的不确定性。
与此同时，钢结构建筑工厂化生产已成为一种越来越普遍的方式，使得生产过程更加高效和精确，同时处理时间也相应缩短。
2. 模块化钢结构建筑的施工方式模块化钢结构建筑的施工非常迅速。
我们可以看到，在越来越多的项目中，建筑模块被制造在工厂中，并由吊车运到现场。
在现场，模块可以被简单地堆叠在一起，并使用高精度技术来进行连接。
这不仅缩短了施工周期，而且降低了人为失误的风险。
3. 模块化钢结构建筑对环境的影响模块化钢结构建筑在环境方面也具有权衡式优势。
钢材可以重复利用和回收利用，并且其环境影响相对较低，使得其在可持续发展的全球时代具有更高的适应性。
同时，由于使用了更少的木材和混凝土，这种建筑结构也减少了森林砍伐和空气污染的负面影响。
总之，模块化钢结构建筑是一种充满未来的建筑设计和施工方式。
虽然它现在可能还没有被广泛采用，但它的实施已经变得更加具有可行性，更有助于实现可持续发展的目标。
论建筑结构设计的可靠度影响原因与比较
论建筑结构设计的可靠度影响原因与比较摘要：近年来，建筑工程的结构设计方法已经逐渐走向了成熟，建筑工程结构可靠度设计也取得了实质的变化和突破性的进展。
本文阐述了建筑工程结构可靠度设计的方法、步骤，并针对不同时期影响建筑结构可靠度设计的原因进行比较，仅供参考。
关键词：建筑结构设计；可靠度；发展比较中图分类号：g267一、建筑结构设计可靠度概述工程结构可靠度习称安全度。
在规定的时间和条件下，工程结构完成预定功能的概率，是工程结构可靠性的概率度量。
工程结构可靠性，是指在规定时间和条件下，工程结构具有的满足预期的安全性、适用性和耐久性等功能的能力。
由于影响可靠性的各种因素存在着不定性，如荷载、材料性能等的变异，计算模型的不完善，制作质量的差异等，而且这些影响因素是随机的，因而工程结构完成预定功能的能力只能用概率度量。
结构能够完成预定功能的概率，称为可靠概率；结构不能完成预定功能的概率，称为失效概率。
工程结构设计的目的，就是力求最佳的经济效益，将失效概率限制在人们实践所能接受的适当程度上。
失效概率愈小，可靠度愈大，两者是互补的。
二、建筑结构设计可靠度的分析步骤及方法1、进行结构可靠度分析一般分三个步骤：一是收集与结构可靠度有关的随机变量（如风荷载、波浪荷载、地震荷载等）的试验、观测资料，进行统计分析，得出各随机变量的统计量（均值、标准差和分布类型）。
二是计算结构的荷载效应，确定抗力，建立极限状态方程。
荷载效应s可以是结构的应力、应变、内力、位移等，它们可用力学分析方法求得。
结构抗力 r是结构抗御破坏或变形的能力，如材料的屈服极限、构件截面的承载能力、容许的位移或变形等。
s和r都是随机变量。
它们的均值和标准差分别为┢s、┢r 和σs、σr。
设功能函数z=r-s。
当z 0，表示结构失效；z 0，表示结构可靠；z=0，表示结构处于极限状态。
此式称为极限状态方程。
三是根据随机变量的统计量和极限状态方程可以计算；z 0的失效概率pf；z≥0的可靠概率ps，即可靠度。
浅析建筑结构设计的可靠度
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图 ２ 正态功能函数 Ｚ的概率密度 曲线
① 结构造价能的要求愈来愈高。 现在建筑物 内各种设施和财产的价值 愈来愈高 ， 对 结构 的可 靠 度 自然 会 提 出 更 高 的要 求 。 随 着 生产 和 生 活 方 式 的 更 新， 人们要求建筑物在使用过程中具有更大 的灵活性 ， 更能适应功 能 变换 的需要 ， 因此 ， 也要求结构可靠度有更大的储 备。③建筑 物 已成 为 商 品 ， 家 不 再是 城 镇 物 业 的惟 一投 资者 和 拥 有 者 。 是 一 个 重 要 国 这 的 变化 。过 去 业 主 只 是 国 家 ， 家 不堪 统 建 城 镇 房 屋 的 重 负 ， 能采 国 只 取 低 可 靠 度 的设 计 原 则 。 在 业 主 中 有 了普 通 百 姓 ， 现 百姓 买房 时 总 希
浅析建筑 结构设计 的可靠度
云建 强 （ 邯郸欣和电力 建设有限 公司）
摘要： 本文分析了影响结构设计可靠度的有关因素以及我国现阶段结构 设计的现状， 提出了合理选择结构设计可靠度的方法， 探讨提高结构设计可 ４根据国情合理选择 结构设计可靠度 我国在解放 初期 ， 财政状况和物资供应均很困难 ， 国家对外需要 靠 度 的 新 概念 。 备战 ， 内需要建设 ， 国从 事建筑结构设计 、 对 我 施工和研究 的科技人 关键词 ： 结构设计 可靠度 构件承载力 荷 载设计值 荷载标准值 员在过去非常困难的历史条件下 ，为我国建设事业作出了巨大 的贡 １ 建 筑 结构 设 计 可 靠 度 的 概 念 献。他们在材料供应和投资经费均很困难 的情况下采用了可能是世 般 来说 ， 建筑 结构 必须 满 足 下 列 功 能要 求 能承 受在 正 常施 工 界上最低的结构设计可靠度 ， 为国家建起 了尽可能多的建筑结构物。 和使用时可能出现 的各种作 用 ， 且在偶 发事件 中， 仍能保持必须 的整 而且这些结构 已经受 了几十年的考验。这是应该肯定 的。但是从 ２ ０ 体稳定性 ； 在正 常使 用 时 具 有 良好 的 工作 性 能 ； 世纪 ８ ０年 代 以来 ， 国 的经 济 形 势和 综合 国 力 发 生 了根 本 的 变化 ， 我 在正 常维护下具有足够 的耐久性。上述可靠性 、适用性和耐久 现行的建筑结构设计可靠度是否适应 国情的需要 ， 值得探讨 。 目前的 性 ， 建筑 结 构 可靠 （ 安 全 ） 否 的标 志 ， 是 或 与 总称 为 结 构 的可 靠 性 ， 对 情况 是： 囊 ∥ ▲ 这 些 性 能 的度 量 ， 结 构 在 规 定 的 时 间 内 ， 规 定 的 条 件 下 ， 成 预 即 在 完 ｉ … ｛ 一 ０ 定功 能的概率 ， 称为结构的可靠度（ 安全度） 或称 。 ； 、 ２ 选 择 结 构 设 计可 靠 度 的意 义
建筑结构设计中的可靠性与安全性分析
建筑结构设计中的可靠性与安全性分析建筑结构设计是一个复杂而重要的工程，其可靠性与安全性至关重要。
在设计过程中，工程师需要考虑各种因素，如材料强度、设计荷载和地震等自然灾害的影响，以确保建筑物能够保持稳定和安全长期使用。
本文将探讨建筑结构设计中的可靠性和安全性，并介绍相关的分析方法。
首先，建筑结构设计中的可靠性分析是一项关键任务。
可靠性是指在一定时间内，结构不发生失效的能力。
为了确保建筑物的可靠性，工程师需要进行荷载分析、结构有限元分析和材料强度分析等。
荷载分析是指确定设计过程中建筑物所承受的荷载，如重力荷载、风荷载和地震荷载等。
通过对不同荷载的计算和模拟，工程师可以确定结构所需的强度和刚度，并合理选择材料。
结构有限元分析是一种常用的可靠性分析方法。
它通过将结构划分为许多小的有限元，然后通过求解各个元素之间的相互作用，来模拟结构的行为。
这种方法可以帮助工程师了解结构在不同负荷下的响应，并评估其可靠性。
通过有限元分析，设计人员可以确定结构的强度、刚度和稳定性，从而确保建筑物在使用过程中不会发生不可预测的破坏。
除了可靠性分析，还有必要进行建筑结构设计的安全性分析。
安全性是指结构在发生外部扰动（如地震和风）或内部故障（如构件损坏）时，能够正常运行并保持稳定的能力。
为了实现建筑物的安全性，工程师需要进行结构强度和稳定性分析。
结构强度分析是指评估建筑物在承受外部荷载时的破坏力学行为。
通过使用材料的弹性力学性质和构件的几何特征，工程师可以计算出结构在各种荷载条件下的强度，并确保其不会超出安全边界。
另一方面，结构稳定性分析是指评估结构在作用力下的平衡状态。
如果结构不稳定，就会发生剧烈的失稳失效，从而对建筑物和人员造成巨大的危险。
为了确保结构的稳定性，工程师需要考虑结构的几何形状、材料特性和荷载条件，通过应力和位移的分析来评估结构的稳定性，并采取必要的措施来防止失稳失效的发生。
总之，建筑结构设计中的可靠性和安全性分析是保证建筑物长期稳定和安全使用的关键步骤。
新的建筑结构设计规范在结构可靠度
新的建筑结构设计规范在结构可靠度新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求，使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。
以SATWE软件为例，进行结构设计计算步骤的讨论，对一个典型工程而言，使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
1．完成整体参数的正确设定计算开始以前，设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述，以及工程的实际情况，对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。
但有几个参数是关系到整体计算结果的，必须首先确定其合理取值，才能保证后续计算结果的正确性。
这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等，在计算前很难估计，需要经过试算才能得到。
(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失真；取值太大，不但浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定，抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不宜小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％。
一般而言，振型数的多少于结构层数及结构自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些，如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理，能够看软件计算书中的x，y向的有效质量系数是否大于0.9。
具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9，若小于0.9，可逐步加大振型个数，直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构得总自由度数。
例如对采用刚性板假定得单塔结构，考虑扭转藕联作用时，其振型不得超过结构层数的3倍。
结构可靠性问题研究的新进展
罗法 是一 种较 为常用 的方法 ， 常被用 于检 验其它 且 可靠性 分析方 法 的正确性 ，在此 ，先 对蒙特 卡 罗法
作 一简单 的 回顾 。 设有 统计相 互独 立 的随机 变 基 、 、… 、 ，
其则 应 的概率 密度 两数 分别 为 、
功 能 函数 式为 Ｚ ｇ ｘ，ｍ， … ， ． － （－ ）
分 别为 随机变 量 的均值和 标准 羞 。这样 ， 得
到一组相 互独 立 的正态 变量 ， 是功 能函数 也可 转 于
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维普资讯
应 用荟 萃
换 到标 准 正态 空问 ，即 Ｆ ＝ （ ，ｓ ） Ｆ （ －（ ） （ Ｆ（ （ ＝ （ ，－ ， （ 。 ）＝ 砷 ， 。 ） （ （
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１１ 蒙特 卡 罗法 ｛ ｎｅＣ ｒ ｔｏ Ｍｏ ｔ ａｌ Ｍｅｈ ｄ】 ｏ 由概 率定 义可知 ， 事件 的概率 可 以用大 量试 某 验 中该事 件发生 的频率 来 估算 因此 ，可 以先对 影 响系 统可 靠度 的随机 变量 进行 大量 随机样 本 抽样 ， 然后把 这些 抽样 值一组 一组 地代 入功 能丽数 式 ， 确
【 关键词 】结构ｌ 靠性 口 Ｊ
概 率模型
随机有 限元
遗传算法
人 Ｔ神经 网络
非概率模型
随机性 是 自然 界各种 事物 所 固有 的特性 实际 工程 结构 中存 在 着 大量 的随机 不确 定 性 素 的影 响 ，如荷载 的波动 、材料 村质 的不均 匀 等 列‘ 性 靠 分析 与这些 不确 定性 紧密相 关 由于 采用 概率 的分 析方法 町以考 虑各种随机 因素在均值 阳近变 化的影 响和 它们 之间 的相关 性 ， 以在 传统 的 叮靠性 分析 所 方法 中，常用概 率论 来处理 其不 确定 性 。 概 率可 但 靠性 模 型需要 较多 的数据 ， 以统 计出 参数 以便确 用 定变 量 的概率 分巾 ， 常计 算量较 大且 繁琐 并且 ， 通 近年 来 的相关研 究表 明： 率可 靠性 模 型对模 型参 概 数较 为敏感 。 率数据 的小误 差可 能会 导致 可靠性 概 分 析 出现 较大 的误差 这 说 明在 没有 足够 的数 据量 信 息来描 述概率 模型 时 ， 主观 的假 设下 ，概 率可 在 靠性 分 析 的结果的可 信度 难 以用数量 来 说 明。 年 近 来 国 内外 的研 究者都在努 力寻求改进传 统 的概 率可 靠性 分析 方法 的途径 ，相 继将随机 有 限元 法、神 经 网络 、 传算 法和非概 率 可靠 性模 型等 引入 到结构 遗 可 靠性 分析领域 中来 本 文简 要阐述 了结构可 靠性 研 究领域 中的若 干新进 展
建筑结构可靠度性相关问题探讨 赵雪琨
建筑结构可靠度性相关问题探讨赵雪琨摘要：针对现行的建筑结构设计可靠性问题进行分析探讨，建议把设计使用年限与结构安全等级一一对应，明确不同设计使用年限建筑结构的可靠度；建议现行建筑结构可靠度计算方法采用新的变量考虑设计和施工质量的影响；建议采用中震设计方法，荷载效应采用标准值，采用材料标准值计算构件承载力，让设计人员更加直观准确把握抗震结构的可靠度。
关键词：建筑结构；可靠度；问题；探讨引言我国现行《建筑结构可靠性设计统一标准：GB 50068-2018》采用可靠度来度量结构的可靠性，结构在规定的使用年限内应具有足够的可靠度，结构可靠度采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。
但文献仍存在一些争议，比如设计使用年限与可靠度之间的相关性、结构抗震可靠度等等问题仍需解决。
近几年建筑事故频发，比如多起无梁楼盖坍塌事故，是可靠度本身问题，还是设计重大失误或施工质量不合格造成，如设计荷载考虑不足、构造措施不当、施工材料强度没有达到要求，不按设计图纸施工，偷工减料，野蛮操作等；又或是不合理使用造成，如超载使用，不合理改造等。
工程结构可靠度是指结构在规定的时间内、在规定的条件下，完成预定功能的能力。
“规定的时间”和“规定的条件”分别指设计基准期和不考虑人为过失的影响；工程结构可靠度是否可以考虑不同的设计基准期和考虑人为过失的影响，有待进一步研究。
1建筑结构可靠度研究的意义我国在以结构可靠性理论为基础对各类建筑结构设计规范修订、影响结构可靠性的不确定因素分析、在役结构的检验、可靠性评定、维修决策、结构诊断专家系统与加固修复技术、结构耐久性和剩余寿命估计、结构防灾减灾与结构抗风、抗震控制等理论和技术多方面已经取得了重要的基础研究成果并部分应用于工程实际。
城市化的加速使得土木建筑业已成为国民经济的支柱产业之一，各种高层及大跨结构、大型立交桥及隧道、地铁、空港等工程日益巨大，城市化带来人口高度密集、财富高度集中，一般的地震灾害就可造成巨大的经济损失和人员伤亡。
建筑工程结构可靠度设计
建筑工程结构可靠度设计的探讨摘要：通过工程界无数人员的长期摸索和不懈努力，建筑工程的结构设计方法已经逐渐走向了成熟，尤其是在将概率论成功引入之后，建筑工程结构可靠度设计也取得了质的变化和突破性的进展。
本文对建筑工程结构可靠度设计的实施方法进行了一定程度的分析和探讨，并针对其中的问题提出了一点看法和总结。
关键词：建筑工程；结构设计；可靠度一、引言通过工程界无数人员的长期摸索和不懈努力，建筑工程的结构设计方法已经逐渐走向了成熟，尤其是在将概率论成功引入之后，建筑工程结构可靠度设计也取得了质的变化和突破性的进展。
建设部系统率先编制并颁发《建筑结构设计统一标准》gbj68-84，为其后编制和修订房屋建筑各种结构设计规范奠定了基础。
铁路、公路、港口及水利水电所属系统又分别于近几年内编制和颁布了《铁路工程结构设计统一标准》、《公路工程结构设计统一标准》、《港口工程结构设计统一标准》和《水利水电工程可靠度统一标准》。
作为上述五个统一标准更高一层次的《工程结构可靠度设计统一标准》gb50153-2008虽然出版在后，但这些统一标准之间是相互协调的。
本文对建筑工程结构可靠度设计的实施方法进行了一定程度的分析和探讨，并针对其中的问题提出了一点看法和总结。
二、建筑工程结构可靠度设计的实施方法第一，针对建筑工程的结构重要性、建筑使用功能以及甲方要需求，在对设计使用期进行明确的前提下，将耐久性退化的影响也纳入了考虑范围之内，从而引申出了建筑工程结构预期使用期可靠度设计的概念。
因而使得建筑工程结构可靠度设计将进一步考虑到不同环境中结构耐久性退化的区别、不同预期使用期相应的荷载水平和结构构件抗力退化的差异。
第二，提出了在指定环境、指定预期使用期的建筑工程结构可靠度设计原则，并相应给出了其设计实施方法。
此方法简而言之就是确保在结构的预期使用期内其构件可靠度设计指标应当高于现行规范的要求，这一实施方法具体就是通过现行的荷载及抗力分项系数设计计算表达式来实现的。
工程结构生命全过程可靠度研究
试验 ， 表明无筋砌体在不同的竖 向压力作用下 ， 产生不 同的破坏 体在剪压 复合 受力作用下 的三种破坏形 态 ， 必要寻求一个新 的 会 有 形态 ， 其破坏准则也随之改变。破坏形态大致可分为以下三种 ： １当竖向压应 力比较小 ／ ｃ ． ， ） ￣≤０ ２ 发生剪摩破坏 。 ２０ ２ ／ ） ． ＜ ≤０ ６时 ， ． 一般发生剪压破坏 。 ３０ ６ ） ．≤ ／ １ ， ≤ 时 一般发生斜压破坏 。
滑移破坏 ， 砌体的抗剪 强度随竖向压应力 的增加而增加 。剪压 破 参 考 文 献 ： 坏则是 由于砂浆单元所 受 的主拉应力 大于砂 浆 的抗 拉强 度而 导 ［］ １施楚 贤． 体结构理 论与设 计 ［ ． 砌 Ｍ］ 北京 ： 中国建 筑工业 出版 致剪切破坏 ， 试验 中常 出现的 阶梯 形斜 裂缝就 属于 这类破 坏 ， 砌 竖向压应力 的增加而增加 ， 砌体发生破 坏的单元 由原 先的砂浆转
社 ， ９ ２ １９ ．
体的抗剪 强度 随着 竖 向压应 力 的增 加而 增加 。斜 压破坏是 随 着 ［］ 伯 龙 ． 体 结构 设 计 原 理 ［ ． 海： ２朱 砌 Ｍ］ 上 同济 大 学 出版社 ，
１９ ． ９ １
３徐 强度 理 论 及 其 应 用 ［ ． 京： 利 水 电 出版社 ， Ｍ］ 北 水 为砌体 ， 体 的抗 剪 强 度 随着 竖 向压 应 力 的增 加 而 降低 ， 至 ［］ 积善 ． 砌 直
专家的认 真审查 ， 一致通过该项 目鉴定 ， 并达成以下鉴定结论 。
工程结构可靠度分析方法的综述
建筑 工 程 Ｉ｝ Ｉ
工程 结构 可靠度分析 方法 的综述
李 沫
（ 阳 建筑 大学 ， 宁 沈 阳 １０ ０ ） 沈 辽 １００
摘 要： 工程结构可靠度是指 结构在规定的时间内， 定的条件 下， 在规 完成预定功能的能力。
关键词 ： 工程结构 ； 可靠度 ； 分析 方法 工程 结构可靠 度是指 结构在 规定 的时间 收敛快 、 精度高的优点 ， 但其结果亦为近似解。 的解析表达式 ，然后用插值的方法来确定表达 内， 在规定的条件下， 完成预定功能 的能力。 自 １ ． ５中心点法 式中的未知参量， 进而求解。 ４蒙特卡罗￣ｏ ｔ Ｃ ｒ ） ｎｅ ａｌ 法 ｏ ２ 世纪 ２ 年代起 ，国际上开始 了结构 可靠性 ０ Ｏ 中心点法是结 构可靠度研究初期提出的一 基本理论的研究 ，并逐步扩展到建筑结 构分析 种方法。其基本思想是首先将非线性功能函数 Ｍ ｎ － ａｏ ｏ ｔ Ｃ ｒ 法是 最直 观 、 确、 ｅ ｌ 精 获取 信息 和设计领域 。我 国对结构可靠度理论的研究始 在随机变量的平均值 （ 中心点 ） 处作泰勒 级数展 最 多、对高次非线性问题最有效的结构可靠度 于 ２ 世纪 ５ 年代 ，在诸多专家、学者 的努力 开并保留至一次项 ， Ｏ Ｏ 然后近似计算功能函数 的 统计计算方法。其基本原理是对各随机变量进 下 ， ２ 世纪 ８ 年代 以来， 自 Ｏ Ｏ 在结构可靠度方面 平均值和标 准差 。中心点法的最大特点是计算 行大量抽样 ，结构失效次数 占 抽样数的频率即 的理论和应用有 了很大的进展。本文对 目 前关 简便 ， 不需进行过多 的数值计算。 但也存在 明显 为其失效概率。 由于该方 法的工作量太大 ， 对于 于工程结构可靠度分析方法的现状 和存在 的问 的缺陷 ： 能考虑随机变量的分布概 型； 不 将非线 大型复杂结 构的使用受到限制。为 了提高工作 题做了论述 。 性功 能函数在 随机变 量 的平均值 处展开 不合 效率 ， 尽可能地减少必需的样本量 ， 应 通常用减 １一次二阶矩法 理 ，随机变量 的平均值不 一定在极 限状态 曲面 少样本方差 、提高样本质量两种方法达到此 目 在实际工程 中，一次二 阶矩 法计 算简便 ， 上 ； 对有相 同力学含义但 不同数学表达式的极 的。蒙特卡罗法 回避 了结构可靠度分析中的数 大多数情况下计算精度 又能满 足工程要求 ， 应 限状 态方程求得的结构可靠度不 同。 因此 ， 中心 学困难 ，不需考虑功能函数 的非线性和极 限状 用相当广泛 ，已成 为国际上结构可靠度分析和 点法计算的结果 比较粗糙 ，一般常用于结构可 态曲面的复杂性 ， 直观、 确、 精 通用性强 ； 缺点是 计算 的基本方法。其要点是非正态随机变量的 靠度计算精度要求 不高的情况 。 计算量大 ， 效率低 。 正态变换及非线性功能 函数 的线性化。 ２高次高阶矩 法 ５结论 工程结构可靠度基本理论的研究是一个 比 １１ ． 均值一次二阶矩法 ２１ ． 二次二 阶矩法 早期结构体系可靠度分析 中， 假设线性化 当结构的功能函数在验算点附近的非线性 较活跃 的研究课题 ， 是工程结构设计者与使用 点ｘ 就是均值点 ， 而由此得线性 化的极 限 化程度较高时 ， 一次二阶矩法的计算精度就不 者非常关注的问题 ，对工程可靠度设计问题更 状态方 程， 随机变量 Ⅺ （ ｌ ， ｎ统计独立 能满足一些特别重要结构的要求了。 在 ｉ ， …， ＝ ２ ） 近年来 ， 一 是一个切合 实际的问题。对于极限状态方程线 的条件下， 接获得 功能函数 ｚ 直 的均值 ｍ 及标 些学者把数学逼近 中的拉普拉斯渐进法用于可 性或非线性程度不高 的简单结构，用一次二阶 ： 简单易行 。 对于 准差 由此 再 由可 靠指 标 ８ 的定 义求 取 靠度研究 中， 取得 了较好的效果 。 从公式 的表达 矩法计算可靠度足 以满足要求， Ｂ＝ ｔ＂ 该方法对于非线性功能函数 ， ｍａ ｏ。 因略去 上可以看 出，二次二阶矩法的结果是在一次二 大型复杂结构， 其功能函数一般 不能显示表达 ， 应用响应面法、 蒙特 二阶及更高阶项，误差将 随着线性 化点到失效 阶矩 法结果 的基础上乘 １ 个考虑功能 函数二次 大多是 非线性 的高次方程 ， 边界距 离的增 大而增 大，而均值法 中所选用的 非线性影响 的系数 ，所 以可 以看作是对一次二 卡 洛 法 、 机 有 限 元 法则 具 有 一 定 的优 势 。 程 随 工 花费少 、 易于实 线性化点（ 均值点） 一般 在可靠 区而不 在失效 边 阶矩法结果的修正。 需要强调的是 ， 在广义随机 结构点可靠度的计算程序简单 、 界上， 误差较大。 空间中，对于随机变量 变换前后相关系数 的取 现， 但不能真正反应体系安全度问题， 越来越不 １ ． ２改进一次二阶矩法 值依 据的是变换前后 的相关 系数 近似相等 ， 这 能满足实际需要。今后 ，在完善可靠度的基础 针对均值一次二阶矩法的上述问题 ， 人们 相当于一次二阶矩法随机变量 间的一次变换 ， 上 ，必须加强工程结构体系可靠度计算方法的 把线性化点选在失效边界上 ，且选在与结构最 对于二次二阶矩 法是否考虑随机变量问的二次 研究 。因此 ， 随着科技 的进步 ， 结构体系可靠度 大可能失效概率对应 的设计验算点上 ，以克服 变换项 ，以及二 次变换项如何考虑是需要进一 的研究必将是 可靠度 的发展方向，其计算方法 必将不断完善。 均值一次二阶矩法存在的问题 ，提 出了改进 的 步研究的问题 。 次二阶矩法 。该方法无疑优于均值一次二 阶 ２２ ．二次 四阶矩法 参 考 文 献 陈 于 郑 基 ｓｎ ｌｔ变换 的 矩法 ，为工程实际可 靠度 计算 中求 解 Ｂ的基 上述方法 的精度能得以保证的一个基本前 ｎ１ 安 龙 ， 雷， 云 龙 ． 于 Ｒｏｅｂａｔ 础。 但该方法 只是在随机变量统计独立 、 正态分 提是采用 的随机变量分布概型是 正确 的，且随 阶 可靠度 分析方 法 Ⅲ．大连理工 大学学报， 布和线性极限状态方程才是精确 的，否则只能 机变量 的有关统计参数是准确的。而随机变量 ２Ｏ０ｏ． 得到近似 的结果。 分布概 型是应用数理统计的方法经过概率分布 『 李国强， ２ １ 李继华． 二阶矩 矩阵法关于相 关随机 Ｊ 重庆 ］ １ ｃ法 －Ｊ ３ 的拟合优度检验后推断确定 的，统计参数是通 向量的 结构可 靠度 计算［ ． 建筑工程 学院 针对工程结构各随机变量 的非正态性 ， 拉 过统计估计获得的 ， Ｊ 法 。 基本原理是将非正态 的 确与否依赖于样本的容量、统计推断及参数估 【】 国藩． 易． Ｃ 其 ３ 赵 曹居 张宽权编著． 工程结构可靠度 变量 当量正态化 ，替代 的正态分布函数要求 在 计的方法 。二次四阶矩法利用信息论中的最大 『 ． 京 ： 利 电 力 出版 社 ，９４ Ｍ１ 北 水 １ ８． 设 计验算点处 的累积概率分 布函数（Ｄ ） Ｃ Ｆ和概 熵原理构造已知信 息下 的最佳概率分布 ， 基本 ［】 ４ 李继祥． 谢桂华． 耿树勇． 军． 刘建 计算结构可靠 率 密度 函数 （ Ｆ值 分别 和原变 量的 Ｃ Ｆ值 、 上避免了上述方 法因采用经过人为加工处理过 度 的 Ｊ Ｐ ） Ｄ Ｄ ｃ法改进 方法 『 ．武 汉工业 学院 学报 ， Ｊ １ Ｐ Ｆ值相等。 Ｄ 当量正态化后 ， 采用改进一次二 阶 的基本资料而可能改变其对现实真实反 映的问 ２Ｏ０４． 矩法的计算原理求解结构可靠 度指标 。 题。 『１ 晓利 ， 国 藩． 进 的 Ｒ ｓｎｌｅｈ方 法及 其 ５佟 赵 改 ｏｅ ｂｕｔ 在 结构 可靠度 分析 中应用［ ． Ｊ 大连理 工大学学 】 １ ． ４几何法 ３响应 面法 １９ ． 用Ｊ ｃ法计算时 ， 迭代次数较 多 ， 而且 当极 大型复杂结构 的内力和位移一般要用有限 报 。９ ７ 限状态方程为高次非线性 时 ， 其误差较大 ， 为此 元法进行分析 ，这时结构的响应 与结构 上外部 人们提 出了几何法。 该方法仍采用迭代求解 ， 其 激励之间的关系不能再用显式来表达 。当对结 基本思 路是先假定验 算点 将验算点值代 入 构或结构构件进行可靠度分析 时，所建立的极 极限状态 方程 Ｇ （ ） ｘ， 沿着 Ｇ（： ） ｘＧ ） 所表 示 限状态方程也不再是显式 ，从而造成 了迭代求 的空间 曲面在 ｘ 处的梯度 方 向前 进 （ 点 或后 解可靠度 的困难 。响应 面法是处理此类问题 的 退 ）得 到 新 的 验算 点 ， 后 再 进 行 迭 代 。 几何 法 …种 有 效 方 法 ，其 基本 思 想 是 先 假 设 一 个包 括 ， 然 责任编辑 ： 张雨 与一般的一次二 阶矩法相 比， 具有 迭代次数少 、 一些未知参量的极限状 态变量与基本变量之 间 一
工程结构可靠度理论的研究现状与展望
个最 佳维修 决策 的 问题 ． 目前 的研究 中 ，有 些 在
内容 过于理论 化 ，与 实际工 程 问题相 差较 远 ． 另
外 ，对处 于不 同环境 下建筑 物使 用 寿命 的安全 性 评 估 问题 ，在结 构设计 的工 作 寿命期 如何 通过 正 常使用 和必要 的维护保 证结 构应 有 的可靠度 ，超 过 正 常使用年 限后 如何 安全 地继 续服役 等都 应是 可靠 度研 究 的重要 方面 ．
工程 结构 可 靠 度是 指 结 构 在规 定 的 时间 内 ，
在规 定 的条件 下 ，完 成 预定 功 能 的能 力 ．“ 定 规
材 料性 能 的变化 ． 如何 根据 已有 结构本 身材 料性
能 的实测 结果 ，来 推断 该结 构 的抗力 随时 间 的变
的时间 ” ，是指 分 析 结构 可 靠 度 时考 虑 各 项 基本 变量 与 时间关 系所 取用 的时 间参 数 ，即设 计基 准 期 ；“ 规定 的条 件 ”是 指结 构设 计 时 所 确定 的 正 常设 计 、正常施 工 和正 常使用 的条件 ，即不考 虑
人为过失 的影 响 ； “ 预定 功 能 ”是 指 以下 ４种功
化 而变化 的规 律 ，进 而 计算该 结 构继续 使用 期 内 的可 靠 度或评估 该结 构 的使 用寿命 ，是 已有 结构 可靠 度研 究 的一项 重要 内容 ． 随着 使用 年 限的增 长 ，混 凝 土的老 化 问题 日
益突 出 ． 于耐久 性不 足或 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化 的结 构 ，存在 一 对
能 ：（）能 承受在 正 常施工 和 正常使 用 期 间可能 １ 出现 的各 种 作 用 （ 载 ） （ ）在 正 常 使 用 时 ， 荷 ； ２ 结构 及其组 成构 件具有 良好 的工作 性能 ； （）在 ３
(2021年整理)结构可靠性理论与应用的国内外研究现状
（完整）结构可靠性理论与应用的国内外研究现状编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（（完整）结构可靠性理论与应用的国内外研究现状）的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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结构可靠性理论与应用的国内外研究现状摘要：自20世纪20年代以来，工程结构可靠性理论和应用的研究已取得了重大进展.许多国家开始研究在结构设计规范中的应用。
从结构可靠性理论的发展历史、国内外科学家对结构可靠性理论所做的工作及成果、与目前此问题存在的一些不足之处。
关键词：工程结构可靠性理论发展结构可靠性理论是随着人们对工程中各种不确定性认识的发展建立并逐步完善起来的一门新兴学科，它对结构的分析与设计具有重要指导意义。
自20世纪20年代以来，结构可靠性的理论和应用的研究取得了重大发展。
本文从结构可靠性理论的发展历史、国内外科学家对结构可靠性理论所做的工作及成果、与目前此问题存在的一些不足之处这三方面进行了简单的总结.1 结构可靠性理论的发展历史结构系统可靠性理论是一门新兴的边缘学科.它以概率论、数理统计方法和随机过程理论为基础，以结构分析的有限元法和网络分析技术为工具,从系统角度出发，将结构系统的设计、分析、评价、检测和维护等融为一体。
作为一种科学分析方法和实用技术,狭义地讲,它研究结构系统在规定的使用条件与环境下,在给定的使用寿命期间，能有效地承受载荷和耐受环境影响而正常工作的概率。
将概率论和数理统计方法应用于结构可靠性分析的最早尝试可以追溯到20世纪初Forsell和Mayer等人的工作。
尽管这些早期研究工作富有创造性，但由于当时的科技发展水平和实际需要，结构系统可靠性作为一种新的设计思想和分析方法并未引起社会的足够重视.第二次世界大战期间及随后的岁月中，有关机电设备、船舶、压力容器、飞行装置和海上石油勘探平台等，在设计使用寿命期限内，在规定的荷载条件与环境下，不能预期正常工作的事例不断增多和日趋严重。
工程结构可靠度讲解
课程内容
• 介绍工程结构可靠度、安全度理论和规范 设计方法；
• 介绍以概率理论为基础的极限状态设计法 （一次二阶矩理论）；
• 介绍荷载和抗力的统计分析方法； • 介绍材料性能的质量控制； • 介绍可靠度研究的动向。
1绪 论
• 工程结构的设计的两个步骤： • 1.结构选型：包括结构总体布置、结构方案
3．1 中心点法
• 中心点法是结构可靠度研究初期提出的一 种方法，其基本思想是首先将非线性功能 函数在随机变量的平均值(中心点)处作泰勒 级数展开并保留至一次项，然后近似计算 功能函数的平均值和标准差。可靠指标直 接用功能函数的平均值和标准差表示。
• 中心点法计算的结果比较粗糙，一般常用 于结构可靠度要求不高的情况，如钢筋混 凝土结构正常使用极限状态的可靠度分析。
约界法、截止枚举法、优化准则法等。
附录A 国际标准IS02394：1998 《结构可靠性总原则》简介
• 国际标准IS02394：1998《结构可靠性总 原则》，‘是由国际标准化组织ISO／TC 98技术委员会(结构设计基础)分委员会 SC2(结构可靠性)编制完成的，取代了曾经 在技术上修订过的第一版国际标准 (1S02394：1986)。
A．2 国际标准ISO 2394：1998
《结构可靠性总原则》的适用范围
• 该标准适用于各种整体结构，如房屋建筑、各种 桥梁、工业构筑物等，以及组成结构的各种结构 构件和基础的设计；适用于施工中的各个阶段， 即结构构件的制作、运输和装匈、安装和全部现 场作业，以及结构在设计工作寿命期的使用及维 修；允许不同国家之间在实际设计中有所差别， 具体到某个国家，其国家标准和实用规范与该国 际标准相比可以略作简化，或在某些方面更加详 细一些。对已有工程结构的鉴定或变更用途的评 定，该标淮同样适用，并在专门章节作了较为详 细的阐述。
建筑结构可靠度设计统一标准
众智软件.gisroad.1 总那么为统一各类材料的建筑结构可靠度设计的根本原那么和方法，使设计符合技术先进、经济合理、平安适用、确保质量的要求，制定本标准。
本标准适用于建筑结构，组成结构的构件与地基根底的设计。
制定建筑结构荷载规以与钢结构、薄壁型钢结构、混凝土结构、砌体结构、木结构等设计规应遵守本标准的规定；制定建筑地基根底和建筑抗震等设计规宜遵守本标准规定的原那么。
本标准所采用的设计基准期为50年。
结构在规定的设计使用年限应具有足够的可靠度。
结构可靠度可采用以概率理论为根底的极限状态设计方法分析确定。
结构在规定的设计使用年限应满足以下功能要求：1 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；2 在正常使用时具有良好的工作性能；3 在正常维护下具有足够的耐久性能；4 在设计规定的偶然事件发生时与发生后，仍能保持必需的整体稳定性。
建筑物中各类结构构件的平安等级，宜与整个结构的平安等级一样。
对其中局部结构构件的平安等级可进展调整，但不得低于三级。
为保证建筑结构具有规定的可靠度，除应进展必要的设计计算外，还应对结构材料性能、施工质量、使用与维护进展相应的控制。
对控制的具体要求，应符合有关勘察、设计、施工与维护等标准的专门规定。
当缺乏统计资料时，结构设计应根据可靠的工程经历或必要的试验研究进展。
2 术语、符号2.1 术语2.2 符号3 极限状态设计原那么对于结构的各种极限状态，均应规定明确的标志与限值。
极限状态可分为以下两类：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到达最大承载能力或不适于继续承载的变形。
当结构或结构构件出现以下状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：1〕整个结构或结构的一局部作为刚体失去平衡〔如倾覆等〕；2〕结构构件或连接因超过材料强度而破坏〔包括疲劳破坏〕，或因过度变形而不适于继续承载；3〕结构转变为机动体系；4〕结构或结构构件丧失稳定〔如压屈等〕；5〕地基丧失承载能力而破坏〔如失稳等〕。
工程结构可靠度讲座第三讲分项系数的确定和可靠度研究动向
随机变量的数字特征
• 随机变量的K阶矩、中心矩： • X为连续型随机变量，f（x）为密度函数， 若 E(g( X )) g(x) f (x)dx 绝对收敛。则：①令 g(x)=xk，(k ≥0) ，称E(Xk)为X的k阶矩。 ②令g(x)=xk，(k ≥0) ，称E(Xk)为X的k阶 绝对矩。 ③令g(x)=(X－EX)2，称E[(X－ EX)2]为X的方差，有时也称为二阶中心 矩。
第二节概率论与数理统计学在结 构可靠度研究中的应用
• 1911年，匈牙利的卡钦奇提出用统计数 学研究荷载和材料强度。 • 1928年前苏联哈奇诺夫、1935年斯特列 律茨基、1947年尔然尼钦等相继发表这 方面的文章，可靠度研究进入概率和数 理统计阶段。 • 1947年，斯特列律茨基提出了将安全系 数分项研究的方法。
R S
工程概率与数理统计概要
• 随机试验E （简称试验）：事先不能准 确预言它的结果，而在相同条件下可以 重复进行的试验。 • 样本空间：随机试验中由基本事件（随 机试验中每一个可能出现的不可能再分 的结果）组成的集合。 • 由样本空间的随机试验，可以延伸出随 机变量的概念。
随机变量的数字特征
• 随机变量的分类：离散型（取值是有限 个和可列无限多个）和连续型。 • 随机变量的描述：可以用概率分布（离 散型）和分布函数（连续型）来描述。 • 数学期望（E(X)）:是算术平均值与概率 相结合的一种指标。可理解为加权平均 E ( X ) x p 离散型 值。
• 根据结构底部剪力的统计特性，可得到构 件剪力和弯矩的统计特性。构件承载力的 统计特性与静力分析时相同，这样可用静 力可靠度方法分析结构小震不坏的可靠度。 现行抗震规范中构件承载力设计表达式的 分项系数，参考了可靠度分析的结果。 • 对于大震下结构层间的塑性变形，抗震规 范 是通过对大震下按弹性分析的层间位移， 乘以一个与楼层屈服强度系数有关的弹塑 性位移增大系数计算的。
建筑结构设计可靠度的影响因素研究 董小瑞
建筑结构设计可靠度的影响因素研究董小瑞发表时间：2018-05-22T10:02:30.850Z 来源：《基层建设》2018年第5期作者：董小瑞[导读] 摘要：建筑结构的可靠性是设计与施工过程中需要综合考虑的因素，其安全性、适用性和耐久性都反映了结构的实际需求。
河南省国控保障房建设投资有限公司河南郑州 450000 摘要：建筑结构的可靠性是设计与施工过程中需要综合考虑的因素，其安全性、适用性和耐久性都反映了结构的实际需求。
建筑结构的可靠性可以用可靠度来衡量，采用先集中、后全面的方法适当地提高可靠度，对于建筑结构的可靠性有实质性的作用和现实意义。
建筑物的可靠性受到多方面因素的影响，合理利用这些影响因素可以提高建筑结构的可靠性。
关键词：建筑工程；结构设计；可靠度 1可靠度的基本理论 1.1结构体系的可靠度在具体进行应用的时候，建筑结构的可靠度理论要随机的将其转化成为一部分表示随机变量效应的方程式，其辅助的工具主要是利用经验校准的方式，再利用失效概率来对结构的可靠度来进行度量。
就目前的形式来进行分析，我们国家对于可靠度设计方面的理论已经取得了初步的成果，但是目前这部分理论内容具体的应用到结构设计规范要求之中，伴随会发生部分设计问题，因此，结构设计人员要逐步的完善可靠度理论。
除此之外，因为正常与不正常结构设计体系之间有着明显的区别，那么最终就使得可靠性理论在结构设计的时候实施受阻。
1.2结构设计的规范性这里所说的规范性，就是和结构设计之间相关的法律法规，在结构设计的过程之中，强制性是其中最为明显的特征。
在建筑设计的时候，针对参与到其中的设计人员来进行分析，设计出来的作品均要承担相应的法律责任，因此在进行建筑结构设计的时候，要综合性的遵循我们国家相关的法律法规，这样一来就可以在结构设计成果发生任何问题的时候，不需要承担相应的法律责任。
就目前现行的结构设计规范来进行分析，评价结构设计可靠性与否的关键标准与指标就是钢的含量，设计人员想要加大结构设计成果的规范合理性，就必须要尽量的缩减结构设计中的钢含量。
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建筑结构工程结构可靠度研究进展院系：姓名：学号：授课老师：建筑结构工程可靠度研究进展摘要：介绍了结构的安全性和可靠性的概念，指出了影响工程结构可靠度的影响因素，以及我国在工程结构可靠性研究方面的一些进展，现今结构可靠度存在的一些问题及研究方向。
关键字：建筑结构可靠度影响因素进展问题0 引言工程结构设计的主要目的在于以最经济的途径来满足建筑物的功能要求，而可靠度是满足这一目的的有效控制参数。
可靠度理论是在20世纪40年代开始提出的。
最早源于军事需要用来提高电子元件的可靠度。
将可靠度理论引入结构工程并加以发展无疑是结构工程学科的重大进展之一，并在许多方面得到成功应用。
我国对结构可靠度理论的研究工作开展得较晚。
20世纪60年代土木工程界曾广泛开展过结构安全度的研究和讨论；20世纪70年代把半经验半概率的方法用于结构设计规范中，并于1980年提出《结构设计统一标准》，从此，结构可靠度理论的应用才在国内开展。
工程结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力“规定的时间”，是指分析结构可靠度时考虑各项基本变量与时间关系所取用的时间参数，即设计基准期；“规定的条件”是指结构设计时所确定的正常设计、正常施工和正常使用的条件，即不考虑人为过失的影响；“预定功能”是指以下四种功能：（1）能承受在正常施工和正常使用期间可能出现的各种作用（荷载）；（2）在正常使用时，结构及其组成构件具有良好的工作性能；（3）在正常维护下具有足够的耐久性；（4）在发生规定的偶然事件情况下，结构能保持必要的整体稳定性。
结构的安全性和可靠性是有区别的。
如上所述要求的第l项和第4项，关系到人身财产安全，属于结构的安全性，第 2项关系到结构的适用性，第 3项关系到结构的耐久性。
这是从数学观点出发的比较科学的定义，因为在各种随机因素的影响下，结构完成预定功能的能力只能用概率来度量。
结构可靠度的这一定义，与其他各种从定值观点出发的定义是有本质区别的。
工程结构是由钢、木、砖石、混凝土及钢筋混凝土等建造的各种建筑物和构筑物。
工程结构在相当长的使用期内，需要安全可靠地承受设备、人群、车辆等使用荷载，经受风、雪、雨、日照或波浪、水流、土压力地震等环境的作用。
它们安全可靠与否，不但影响工农业生产，而且还常常关系到人身安危。
特别是一些重要的纪念性建筑物，作为一个时代的文化特征，将流传后世，对安全可靠、适用、美观、耐久等方面有更高的要求。
结构设计时，应使所设计的结构在其使用期内，力求在经济合理前提下满足安全、适用和耐久的要求，结构的安全一般用安全性来描述。
结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠度。
可见，可靠度比安全度的含义的更广泛。
1 结构可靠度影响因素1.1建筑结构设计可靠度影响因素结构设计可靠度的主要影响因素有：目标可靠度指标、可变荷载水平、工程质量、最不利荷载效应组合和抗力衰减．荷载和抗力分项系数设计表达式是结构构件可靠度设计的一种实用表达式，其中荷载和抗力标准值、分项系数和组合系数只是在上述影响因素设定水平的条件下，按误差最小的原则优化确定的协调量．结构设计可靠度水平的比较和调整，宜直接调整上述影响因素的设定水平．我国统一标准规定的构件目标可靠指标在大多数情况下与美国大体相当，但抗风，特别是抗震的可靠指标要比美国低；风、雪和地震等自然环境荷载与美国大体相当，但楼面活荷载平均值要比美国低大约一半，这一点应引起特别注意．从结构可靠度设计规范发展的角度来说，工程质量的随机影响能在规范和设计中考虑的要尽量考虑，同时要加强质量控制；抗力衰减和结构体系可靠度，将以不同的形式进入结构设计规范，我国应在此方面加强研究，积极考虑．结构可靠度理论是结构设计和规范制定的基础，在某种程度上标志着一个国家结构工程发展的水平，我国应在此领域长期投资，持久的研究，为规范的修订提供充足的成果储备．1.2 影响工程结构可靠性事物的不确定性工程结构要求具有一定的可靠性，是因为工程结构在设计、施工、使用过程中具有种种影响其安全、适用、耐久的不确定性。
这些不确定性大致有以下几个方面：一是事物的随机性，所谓事物的随机性，是由于事件发生的条件不充分，使得在条件与结果之间不能出现必然的因果关系，从而事件的出现与否表现出不确定性，这种不确定性称为随机性，研究事物随机性的数学方法主要有概率论、随机过程和数理统计。
二是事物的模糊性。
事物本身的概念是模糊的，即一个对象是否符合这个概念是难以确定的，也就是说一个集合到底包含哪些事物是模糊的，非明确的主要表现在客观事物差异的中间过渡中的“不分明性”即“模糊性”研究和处理模糊性的数学方法主要是 1965 年美国自动控制专家 L.A.Zadeh 教授创始的“模糊数学”。
三是事物知识的不完善性。
事物是由干相互联系相互作用的要素所构成的具有特定功能的有机整体。
人们常用颜色来简单的描述掌握事物知识的完善程度，并把事物（或称系统）分为三类：白色系统、黑色系统、灰色系统。
对知识的不完善性处理还没有成熟的数学方法，在工程实践中只能由有经验的专家对这种不确定性进行评估，引入经验参数。
例如，“待建”桥梁未来承受的车辆荷载可引入经验的发展系数，作为一种权宜的处理方法。
2 工程结构可靠性研究的一些进展纵观有关“工程结构可靠性”的研究，主要包括以下几方面的内容：一是结构可靠性一般理论的若干问题，介绍了我国在可靠性基本理论方面的研究工作，如结构的几何特性、材料特性、荷载效应、结构的失效准则以及结构分析理论的不完善性和人为因素的影响等,这些因素实际上是结构工程中的决定性因素；二是结构体系可靠性问题；三是结构动力可靠性问题；四是结构疲劳可靠性问题；五是岩土工程的可靠性问题；六是已有工程结构的可靠性鉴定问题。
2.1结构可靠度基本理论和体系构成目前的结构可靠度分析方法仅局限于结构随机变量不相关的情形，而实际工程中，有些情况下随机变量可能是相关的如自重为主要荷载的结构的恒载与结构的抗力，这时需要考虑随机变量间的相关性。
目前的结构可靠度指标是针对线性极限状态方程或线性化极限状态方程而言的，它只适用于结构极限状态方程非线性程度不高的情况，而实际工程中有些情况下的结构极限状态方程非线性程度可能很高，这时需要考虑极限状态方程的非线性项。
基于信息论中的最大熵原理,提出了结构可靠度分析的四阶矩方法. 在考虑了极限状态方程非线性影响的同时,也考虑了随机变量高阶矩的影响；同时提出用改进罗森布鲁斯(Rosen-blueth)方法计算极限状态方程前四阶矩的方法,以解决复杂极限状态方程不易求导的问题。
传统的结构可靠度分析都是在正态空间进行的,当随机变量不服从正态分布时,则需当量正态化或映射变换为正态随机变量,若非正态随机变量的概率分布函数不存在显式,上述变换较为困难. 如原始随机空间内可靠度分析的一次和二次方法,这一方法不使用随机变量的概率分布函数而只使用概率密度函数,降低了对初始条件的要求,避免了传统的结构可靠度分析方法遇到的困难.大型复杂结构的内力和位移一般要用有限元方法进行分析,这时结构的响应与结构上作用荷载之间的关系不能再用一个显式来表达,当对结构或结构构件进行可靠度分析时,所建立极限状态方程也不再是一个显式,从而造成了迭代求解可靠指标的困难. 应用响应面的概念,文献［14］提出了与结构可靠度几何法相结合的响应面法,给出了新的计算迭代格式. 该方法便于与通用的有限元软件联接,以求解大型复杂结构的可靠度。
2.2 结构模糊可靠度结构可靠度分析中，除随机性外，还存在模糊性。
结构的模糊可靠度就是应用模糊概率分析研究结构的可靠度。
模糊性是由于边界的不清晰引起的。
它是工程实际设计中两种不确定性中的一个。
由于使用年限的增长，现有结构的安全性能越来越低。
因此对结构随机模糊性的研究，对现有结构可靠度的评估具有重要的现实意义。
模糊性是一种客观属性。
它是事物发展过程中存在亦此亦彼或中闻过渡状态的结果，考虑问题的模糊状态可以弥补传统可靠性分析中双状态假设的不足，而模糊性中可能性理论的引入则可以弥补概率假设在描述小子样问题中的缺陷。
如钢筋混凝土结构的允许裂缝宽度和允许变形是模糊的，大或小反映了人们的接受程度，不代表完全失效。
应用模糊数学方法，提出了结构模糊-随机可靠度的统一模型，可以同时考虑变量的随机性和模糊性，扩大了结构可靠度分析的范围。
2.3 结构体系可靠度对结构体系可靠度的分析主要包括选取失效模式和计算失效概率两个方面。
寻找失效模式，主要是找失效概率值较大的，即主要失效模式。
但是对于一个工程结构通常存在很多的失效模式，哪一个是主要的，很难鉴别，寻找起来也比较困难。
由于问题的复杂性，无论是理论上，还是在应用上，都与工程要求有较大的差距。
所以它是一个需要深入研究的问题，这种研究不只是对现有方法的进一步发展，更重要的是可能要改变研究的角度和采用性的研究方法。
(1)在寻找结构主要失效模式方面，通过发展线性互补规划中的Lemke算法,并与可靠度中的分枝-约界法相结合，提出一种识别结构主要失效模式的有效算法。
这一算法既不用进行结构重分析，也无需通过判断结构刚度矩阵的奇异性来识别主要失效模式,从而使计算量减少，提高了效率,并以此为基础对钢筋混凝土框架结构的可靠度进行了分析。
(2)在结构体系失效概率计算方面，分别研究了体系失效概率的区间估计法和点估计法.。
区间估计法计算的是结构体系失效概率的上下界，其首要问题是如何计算两个或多个失效模式同时出现的概率，为此提出了两种计算两个失效模式同时出现概率的方法，可电算，也可手，简便实用，同时也提出了计算多个失效模式同时出现概率的数论方法，可用于计算结构体系失效概率的上下界公式中的高阶项。
点估计法是通过近似方法估算体系失效概率的值，分别提出了泰勒级数的展开法和多个极限状态方程两两逐步线性化的方法，计算简便、效率较高。
(3)并联结构体系可靠度的计算是工程中研究较少的问题，一些学者提出了并联结构体系可靠度的一种计算方法，通过将由若干个非线性极限状态方程表示的并联结构体系可靠度问题转化为一个极限状态方程表示的构件可靠度问题，实现问题的求解。
2.4 结构可靠度分析的蒙特卡罗方法蒙特卡罗方法蒙特卡罗法又称统计试验法或随机抽样技巧方法，是一种数值模拟方法，也是结构可靠度分析的基本方法之一,由于具有相对精确的特点常用于各种可靠度近似方法分析精度的校核.通过研究,分别提出了使结构失效概率估计值方差最小的重要抽样方法和对偶重要抽样方法,在计算量增加不大的情况下,提高了分析效率。
采用该法进行结构可靠度分析的优点是概念明确、方法简单，其精度仅与模拟的次数N有关。
该法回避了结构可靠度分析中的数学困难，不需要考虑极限状态曲面的复杂性，且对高次非线性问题较为有效。