国外结构可靠性理论的应用与发展

内容提示：20世纪70年代，结构可靠性理论有了长足发展，许多国家开始研究在结构设计规范中的应用，特别是国际标准ISO2394的颁布和欧洲规范由试行规范逐步转变为正式规范，使结构可靠性理论的应用进入一个新的时期。本文根据大量的文献资料，从涉及结构可靠性的国际机构、国外规范中可靠延伸阅读：可靠性工程结构标准规范

APPLICATIONS AND DEVELOPMENTS OF STRUCTURAL

R.FT,TARIT,TTY THEORY ABROAD

Abstract: With the development of structural reliability theory，in the 1970' s，many countries in the world have started trying to revise structural design codes or specifications based on reliability theory .Especially with the publication of the international standard“ISO/DIS2394;General principles on reliability for s tructures" and EUROCODE becoming the normal code for European counties，the applications of structural reliability theory have entered a new era .Based on a rather detailed review of related documents，this paper outlines the applications and developments of structural reliability theory abroad，with emphasis on the aspects of international organizations dealing with structural reliability，structural reliability theory implementations in design codes，research in other areas as well as training and education.

Keywords: structural engineering; reliability; standard; code

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。

结构设计规范是众多科技工作者智慧的结晶，代表着一个国家结构设计理论发展的水平。作为标准，它不是一成不变的，而是随着科学技术的不断发展和对客观世界的新认识，在继承旧规范合理部分的同时，不断吸收新的研究成果，逐步修订和完善。结构安全性控制方法的发展也是如此，先是由定值设计法发展为半概率法，目前正由半概率法逐步向概率极限状态设计法(可靠度设计方法)过渡。同结构设计规范的发展过程一样，概率极限状态设计方法本身也是由简单到复杂，需要不断完善的过程。本文将根据作者本人掌握的资料，对国外可靠度理论的应用情况做简单的论述。

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》[1]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 欧洲标准化委员会CEN与欧洲规范EN 1990:2002

2.2.1 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[2]。

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。

2.2.2 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