一种分解可靠指标的方法技术

本发明专利技术涉及一种分解可靠指标的方法，属于土木工程承载力分析技术领域。包括如下步骤：第一步：确定作用效应可靠指标β

A method of decomposing reliability index

【技术实现步骤摘要】
一种分解可靠指标的方法
本专利技术涉及一种分解可靠指标的方法，属于土木工程承载力分析

技术介绍
目前，国际上最为通用的分解可靠指标的方法为直接利用可靠指标β分解计算出作用效应的可靠指标βS以及构件承载力的可靠指标βR，欧洲规范EN1990和国际标准ISO2394建议的分解可靠指标的方法的本质即是如此。国际标准ISO2394建议：主要变量的设计值可以用F(xid)＝Ф(-aiβ)的形式表示；建议对于构件的承载力取ai＝0.8；对于控制荷载取ai＝-0.7；当主要变量为正态分布时，xid＝μi(1-aiβVi)。xid＝μi-aiβσi或xid＝μi(1-aiβδi)(1)把承载力和控制荷载的数值ai代入式(1)，可以得到直观的表达式xid＝μS+0.7βσS；xRd＝μR-0.8βσR。欧洲规范EN1990:2002E也有类似形式：当βS＝0.7β时，βR可近似取为0.8β。该类方法中构件承载力的可靠指标βR和作用效应可靠指标βS的取值仅与可靠指标β有关。忽略了很多其它影响构件承载力的可靠指标βR的因素，是一种近似求解βS和βR的方法。由于国际上各标准均没有给出较为精确的分解可靠指标的方法，还需对如何准确的分解可靠指标进行相应的研究。《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定的房屋建筑结构构件的可靠指标β值见下表。表1房屋建筑结构构件的可靠指标β注:表中括号内的数据是与可靠指标β对应的失效概率pf。专利技术内容为了克服现有技术的上述问题，本专利技术提出了一种分解可靠指标的方法，用以解决可靠指标分解准确性问题。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下：一种分解可靠指标的方法，包括如下步骤：第一步：确定作用效应可靠指标βS；第二步：确定作用效应的综合系数γF及作用效应的变异系数δS；第三步：确定构件承载力的变异系数δR，其构件承载力变异系数δR通过对同类构件批量承载力试验数据分析确定；第四步：从可靠指标β中分解出构件承载力的可靠指标βR。进一步地，所述第一步中，取作用效应的可靠指标βS为2.05，其对应于自重荷载的超越概率为2％，对应于可变荷载50年基准期的超越概率为2％。进一步地，所述第二步的具体方法为：作用的综合系数γF和作用效应的变异系数δS与作用效应可靠指标βS之间的关系如下式所示：γF＝1+βSδS(2)式中：γF—作用的综合系数；δS—作用效应的变异系数；作用的综合系数γF按下式计算：γF＝Σ(γFiζFi)(3)式中：γFi—第i类荷载的分项系数；ζFi—第i类荷载占总荷载的比例，∑ζFi＝1.0。进一步地，所述第三步的具体方法为：构件批量承载力试验数据的分析采用下列比值的方式：ξi＝Rtest,i/Rmod,i(4)式中：ξi—第i个构件承载力试验值与计算值的比值；Rtest,i—该批构件中第i个构件的承载力试验值；Rmod,i—该批构件中第i个构件的承载力模型计算值；计算模型的材料强度和几何量应分别取对应构件的实际值，并且应对计算模型的参数进行调整，以减小材料强度、几何参数和承载力模型不定性因素的影响；对模型中参数的调整应使试验值与模型计算值比值的平均值ξm从大于1.0的方向趋近于1.0，该比值的平均值可按下式计算：ξm＝∑ξi/n(5)式中：ξm—分析样本的平均值；n—样本的容量；样本标准差应按下式计算：式中：Sξ—样本的标准差，取各种ξm从大于1.0的方向趋近于1.0中Sξ的最小值；构件承载力的变异系数应按下式计算：δR＝Sξ/ξm(7)式中：δR—该批构件承载力的变异系数。进一步地，所述第四步的具体方法如下：当可靠指标β对应的随机变量用正态分布描述时，联合式(8)和式(9)即可分解得到构件承载力的可靠指标βR:式中：β—可靠指标；βS—作用效应的可靠指标；式中：γR—构件承载力的分项系数；βR—构件承载力的可靠指标；δR—构件承载力的变异系数，由第三步对同类构件批量承载力试验数据得到。对于现有技术，本专利技术具有如下技术效果：本专利技术考虑了构件承载力变异系数δR、作用的综合系数γF、作用效应的变异系数δS等因素对构件承载力可靠指标βR的影响，更符合实际情况，分解出的βR也更为精确。本专利提供一种较为精确的分解可靠指标的方法，该方法以《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068规定的房屋建筑结构构件的可靠指标β作为分解对象，从中分解出构件承载力可靠指标βR。同时具备下列条件的结构构件，可采用本专利所提到的分解可靠指标的方法：(1)可靠指标对应的随机变量可近似用正态分布予以描述；(2)该类构件具备批量的构件承载力试验数据。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式作进一步详细说明。本专利技术的分解可靠指标的方法，具体包括如下步骤：第一步：确定作用效应可靠指标βS作用效应可靠指标βS取为2.05。第二步：确定作用的综合系数γF及作用效应的变异系数δS作用的综合系数γF和作用效应的变异系数δS与作用效应可靠指标βS之间的关系如下式所示：γF＝1+βSδS(10)式中：γF—作用的综合系数；δS—作用效应的变异系数；作用的综合系数γF按下式计算：γF＝∑(γFiζFi)(11)式中：γFi—第i类荷载的分项系数；ζFi—第i类荷载占总荷载的比例，∑ζFi＝1.0；根据统计分析，混凝土构件的自重荷载可近似为占总荷载的2/3，可变荷载占总荷载的1/3，根据现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068的规定，恒荷载分项系数为1.3，活荷载分项系数为1.5，代入式(10)中得到γF＝1.37。综合考虑上述因素，将作用效应的可靠指标βS定为2.05是合理的，其与现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068的规定相协调，该情况对应于自重荷载的超越概率为2％，对应于可变荷载50年基准期的超越概率为2％。故δS＝0.18。第三步：确定构件承载力的变异系数δR，具体方法如下：构件承载力变异系数δR通过对同类构件批量承载力试验数据分析确定。构件批量承载力试验数据的分析采用下列比值的方式：ξi＝Rtest,i/Rmod,i(12)式中：ξi—第i个构件承载力试验值与计算值的比值；Rtest,i—该批构件中第i个构件的承载力试验值；Rmod,i—该批构件中第i个构件的承载力模型计算值；计算模型的材料强度和几何量应分别取对应构件的实际值，并且应对计算模型的参数进行调整本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分解可靠指标的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n第一步：确定作用效应可靠指标β

【技术特征摘要】
1.一种分解可靠指标的方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：确定作用效应可靠指标βS；
第二步：确定作用效应的综合系数γF及与作用效应的变异系数δS；
第三步：确定构件承载力的变异系数δR，其构件承载力变异系数δR通过对同类构件批量承载力试验数据分析确定；
第四步：从可靠指标β中分解出构件承载力的可靠指标βR。


2.根据权利要求1所述的分解可靠指标的方法，其特征在于：所述第一步中，取作用效应的可靠指标βS为2.05，其对应于自重荷载的超越概率为2％，对应于可变荷载50年基准期的超越概率为2％。


3.根据权利要求2所述的分解可靠指标的方法，其特征在于，所述第二步的具体方法为：
作用的综合系数γF和作用效应的变异系数δS与作用效应可靠指标βS之间的关系如下式所示：
γF＝1+βSδS(1)
式中：γF—作用的综合系数；
δS—作用效应的变异系数；
作用的综合系数γF按下式计算：
γF＝∑(γFiζFi)(2)
式中：γFi—第i类荷载的分项系数；
ζFi—第i类荷载占总荷载的比例，∑ζFi＝1.0。


4.根据权利要求3所述的分解可靠指标的方法，其特征在于，所述第三步的具体方法为：
构件批量承载力试验数据的分析采用下列比值的方式：
ξi＝Rtest,i/Rmod,i(3)
式中：ξi—第i个...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振红，邸小坛，张狄龙，崔古月，
申请(专利权)人：中国建筑科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11