第九章--结构可靠度分析ppt课件.ppt

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1、我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1第第 九九 章章 结构可靠度分析结构可靠度分析内容提要内容提要第一节第一节 结构可靠度基本概念结构可靠度基本概念 一、结构的功能要求一、结构的功能要求 二、极限状态、极限状态方程二、极限状态、极限状态方程 三、结构的可靠度三、结构的可靠度 四、结构可靠指标四、结构可靠指标 第二节第二节 结构可靠度分析的实用方法结构可靠度分析的实用方法 一、中心点法一、中心点法 二、验算点法二、验算点法 第三节第三节 结构体系的可靠度结构体系的可靠度 一、基本概念一、基本概念

2、 二、结构体系可靠度的上下界二、结构体系可靠度的上下界我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2第一节第一节 结构可靠度基本概念结构可靠度基本概念 一、结构的功能要求一、结构的功能要求 结构在规定的结构在规定的设计使用年限设计使用年限内应满足下列功能要求：内应满足下列功能要求：1 1、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用、在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用2 2、在正常使用时具有良好的工作性能、在正常使用时具有良好的工作性能3 3、在正常维护下具有足够的耐久性、在正常维护下

3、具有足够的耐久性4 4、在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必要的整、在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必要的整体稳定性体稳定性 1 1项、项、4 4项项 结构安全性的要求结构安全性的要求 2 2项项 结构适用性的要求结构适用性的要求 3 3项项 结构耐久性的要求结构耐久性的要求 结构在结构在规定的时间规定的时间（设计基准期）（设计基准期）内内，在，在规定的条件规定的条件下下（正常设计、正常施工、正常使用），（正常设计、正常施工、正常使用），完成预定功能的能力完成预定功能的能力-结构的可靠性，包括结构的安全性、适用性和耐久性。结构的可靠性，包括结构的安全性、适用性和耐久性。(

4、联接联接)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3 设计使用年限设计使用年限(design working life)(design working life)- - 设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预期目的设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预期目的使用的时期使用的时期- - 即房屋结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护下即房屋结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护下所应达到的使用年限，如达不到这个年限则意味着在设计、所应达到的使用年限，如达不到这个年限则意味着在

5、设计、施工、使用与维修的某一环节上出现了非正常情况，应查找施工、使用与维修的某一环节上出现了非正常情况，应查找原因。原因。类别类别设计使用年限（年）设计使用年限（年）示示 例例1 15 5临时性结构临时性结构2 22525易于替换的结构构件易于替换的结构构件3 35050普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物4 4100100纪念性建筑和特别重要的建筑结构纪念性建筑和特别重要的建筑结构(返回返回) GB500682001GB500682001规定：结构设计使用年限分类规定：结构设计使用年限分类我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测

6、没有错：表里边有一个活的生物4 设计基准期设计基准期(design reference period)(design reference period)-为确定可变作用及时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数为确定可变作用及时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数 规范所采用的设计基准期为规范所采用的设计基准期为5050年年 设计基准期不等同于建筑结构的设计使用年限设计基准期不等同于建筑结构的设计使用年限 足够的耐久性足够的耐久性-指结构在规定的工作环境中，在预定时期内，指结构在规定的工作环境中，在预定时期内，其材料性能的恶化不致导致结构出现不可接受的失效概率。其材料性能的恶化不致导致结构出

7、现不可接受的失效概率。 从工程概念上讲，足够的耐久性就是指在正常维护条件下结构从工程概念上讲，足够的耐久性就是指在正常维护条件下结构能够正常使用到规定的设计使用年限。能够正常使用到规定的设计使用年限。 整体稳定性整体稳定性-指在偶然事件发生时和发生后，建筑结构仅产生指在偶然事件发生时和发生后，建筑结构仅产生局部的损坏而不致发生连续倒塌局部的损坏而不致发生连续倒塌(返回返回)我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物5二、极限状态、极限状态方程二、极限状态、极限状态方程 基本变量基本变量: : 作用效应

8、作用效应S S、结构抗力、结构抗力R - R - 随机变量随机变量 结构的功能函数结构的功能函数 Z=gZ=g( (R,SR,S)=)=R-SR-S 极限状态方程极限状态方程 Z=gZ=g( (R,S)=R-SR,S)=R-S= = 0 0 “极限状态极限状态(limit state)(limit state)”定义定义 整个结构或结构的一部分超过某一整个结构或结构的一部分超过某一特定状态特定状态( () )就不能满足设就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。该功能的极限状态。 结构的极限状态结构的极限状态 结构失效的临界状态结构失

9、效的临界状态 “极限状态极限状态”分类分类 承载能力极限状态承载能力极限状态 正常使用极限状态正常使用极限状态我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物6 承载能力极限状态承载能力极限状态- 结构或结构构件达到最大承载力结构或结构构件达到最大承载力或或不适于继续承载的变形不适于继续承载的变形 承载能力极限状态标志承载能力极限状态标志（1 1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（2 2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏）结构构件或连接因超过材料强度而破坏(

10、(包括包括疲劳破坏疲劳破坏) )，或或因过度变形而不适于继续承载因过度变形而不适于继续承载（3 3）结构转变为机动机构）结构转变为机动机构（4 4）结构或结构构件丧失稳定性）结构或结构构件丧失稳定性 (5) (5) 地基丧失承载力而破坏地基丧失承载力而破坏 保证结构或构件的安全性保证结构或构件的安全性我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物7 正常使用极限状态正常使用极限状态- 结构或结构构件达到正常使用结构或结构构件达到正常使用或或耐久性的某项规定限耐久性的某项规定限值值 正常使用极限状态标志正常

11、使用极限状态标志（1 1）影响正常使用或外观的变形）影响正常使用或外观的变形（2 2）影响正常使用或耐久性的局部破坏）影响正常使用或耐久性的局部破坏( (包括裂缝包括裂缝) )（3 3）影响正常使用的振动）影响正常使用的振动（4 4）影响正常使用的其它特定状态（例：渗漏、腐蚀、）影响正常使用的其它特定状态（例：渗漏、腐蚀、冻害等冻害等) ) 保证结构或构件的适用性、耐久性保证结构或构件的适用性、耐久性我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物8 结构的三种设计状态结构的三种设计状态（根据结构在施工和使

12、用中的环境条件（根据结构在施工和使用中的环境条件和影响）和影响）1 1、持久状况持久状况在结构使用过程中一定出现，其在结构使用过程中一定出现，其持续期持续期很长很长( (一般一般与设计使用年限为同一数量级与设计使用年限为同一数量级) )的状况。的状况。2 2、短暂状况短暂状况在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况。如施工和维修等。计使用年限相比，持续期很短的状况。如施工和维修等。3 3、偶然状况偶然状况在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。的

13、状况，如火灾、爆炸、撞击等。 建筑结构的三种设计状况应分别进行承载力极限状态设计建筑结构的三种设计状况应分别进行承载力极限状态设计1 1、对三种状况，、对三种状况，均均应进行承载力极限状态设计应进行承载力极限状态设计2 2、对持久状况，、对持久状况，尚尚应进行正常使用极限状态设计应进行正常使用极限状态设计3 3、对短暂状况，、对短暂状况，可根据需要可根据需要进行正常使用极限状态设计进行正常使用极限状态设计我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物9 极限状态方程极限状态方程 基本变量基本变量: : 作

14、用效应作用效应S S、结构抗力、结构抗力R - R - 随机变量随机变量 结构的功能函数结构的功能函数 Z=gZ=g( (R,SR,S)=)=R-SR-S 极限状态方程极限状态方程 Z=gZ=g( (R,S)=R-SR,S)=R-S= = 0 0 SRZ=R-S= 0Z0可靠区可靠区 Z0 0 具有相当大的概率具有相当大的概率 或或 Z Z0 0 具有相当小的概率具有相当小的概率 结构完成预定功能的概率结构完成预定功能的概率P P s s= =P P ( (Z Z 0)0) -可靠概率可靠概率 结构不能完成预定功能的概率结构不能完成预定功能的概率P P f f= =P P ( (Z Z0 )S

15、)(RS)是不可能的，合理的解答应该是把所设是不可能的，合理的解答应该是把所设计的结构失效概率降低到人们可以接受的程度。计的结构失效概率降低到人们可以接受的程度。 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物15第二节第二节 结构可靠度分析的实用方法结构可靠度分析的实用方法 中心点法中心点法 只适用于基本变量为正态分布、功能函数为线性的情况只适用于基本变量为正态分布、功能函数为线性的情况一、中心点法一、中心点法1 1、结结构构功功能能函函数数为为线线性性函函数数iniiXaaZ10 根据概率论中心极限定

16、理，当根据概率论中心极限定理，当n n，Z Z 近似服从正态分布近似服从正态分布 = z / z P f =1- ( ) iXniiZaa10 21)(iXniia 验算点法（验算点法（JCSSJCSS建议）建议） 能够考虑非正态基本变量、非线性极限状态方程能够考虑非正态基本变量、非线性极限状态方程 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物16【例【例9.19.1】 某钢筋混凝土轴心受压短柱，截面尺寸为某钢筋混凝土轴心受压短柱，截面尺寸为A Ac c=b=bh=(300h=(300500)mm500

17、)mm2 2，配有配有4 4根直径为根直径为2525的的HRB335HRB335钢筋，钢筋，A As s=1964mm=1964mm2 2。设荷载服从正态分布，轴力。设荷载服从正态分布，轴力N N的的平均值平均值N N=1800kN=1800kN，变异系数，变异系数N N=0.10=0.10。钢筋屈服强度。钢筋屈服强度y y服从正态分布，其平服从正态分布，其平均值均值fyfy=380N/mm=380N/mm2 2，变异系数，变异系数fyfy=0.06=0.06。混凝土轴心抗压强度。混凝土轴心抗压强度c c也服从正态分也服从正态分布，其平均值布，其平均值fcfc=24.80N/mm=24.80N

18、/mm2 2，变异系数，变异系数fcfc=0.20=0.20。不考虑结构尺寸的变异和不考虑结构尺寸的变异和计算模式的不准确性，试计算该短柱的可靠指标计算模式的不准确性，试计算该短柱的可靠指标。解：解：(1) (1) 荷载效应荷载效应S S的统计参数。的统计参数。S S=N N=1800kN=1800kN S S=N N=N NN N=1800=18000.10=180kN0.10=180kN (2) (2) 构件抗力构件抗力R R的统计参数。的统计参数。 短柱的抗力由混凝土抗力短柱的抗力由混凝土抗力 R Rc c=f=fc cA Ac c 和钢筋的抗力和钢筋的抗力 R Rs s=f=fy yA

19、 As s 两部分组成，即：两部分组成，即： R=RR=Rc c+R+Rs s=f=fc cA Ac c+f+fy yA As s 混凝土抗力混凝土抗力R Rc c的统计参数为：的统计参数为： RcRc=A=Ac cfcfc=500=50030030024.8=3720kN24.8=3720kN RcRc= = RcRcfcfc=3720=37200.20=744.0kN0.20=744.0kN 钢筋抗力钢筋抗力R Rs s的统计参数：的统计参数： RsRs=A=As sfyfy=1964=1964380=746.3kN380=746.3kN RsRs=RsRsfyfy=746.3=746.3

20、0.06=44.8kN0.06=44.8kN我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物17构件抗力构件抗力R R的统计参数：的统计参数：R R=RcRc+ + RsRs=3720+746.3=4466.3kN=3720+746.3=4466.3kN(3) (3) 可靠指标可靠指标的计算。的计算。 查表查表9-19-1可得，相应的失效概率可得，相应的失效概率P Pf f 为为2.062.061010-4-4。kNRcRsR30.7458 .440 .744222248. 318030.745180044

21、66.32222SRSRZZ我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物18 = z / z P f =1- ( )iiXnXiniiXXXXXggZ1,.,21nXXXZg,.,21niXiZiiXXg122 2、功功能能函函数数为为非非线线性性函函数数情情况况nXXXgZ,.,21 将将Z Z在各变量的均值点处展开成在各变量的均值点处展开成泰勒级数泰勒级数，并取线性项，并取线性项我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边

22、有一个活的生物19【例【例9.29.2】 已知某钢梁截面的塑性抵抗矩已知某钢梁截面的塑性抵抗矩 服从正态分布，服从正态分布， ；钢梁材料的屈服强度；钢梁材料的屈服强度 服从正态分布，服从正态分布， ， 。钢梁。钢梁承受确定性弯矩承受确定性弯矩M=130.0KN.mM=130.0KN.m。试用均值一次二阶矩法（中心点法）计算该梁的。试用均值一次二阶矩法（中心点法）计算该梁的可靠指标可靠指标。解：解：(1) (1) 取用抗力作为功能函数。取用抗力作为功能函数。 极限状态方程为：极限状态方程为： 539.0 10 mmW0.04W3234N/mmf0.12f6130.0 10Z fW M fW613

23、0.0 100ZfW MfW567234 9.0 10 130.0 108.06 10NmZfWM222222222221417()()7.10 102.66 10 N minZXfWWffWWfiiZgX 778.06 103.032.66 10ZZ我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物20 (2) (2) 取用应力作为功能函数。取用应力作为功能函数。 极限状态方程为极限状态方程为 由上述比较可知，对于同一问题，由于所取的极限状态方程不同，由上述比较可知，对于同一问题，由于所取的极限状态方程不同

24、，计算出的可靠指标有较大的差异。计算出的可靠指标有较大的差异。MZfW0MZfW6252222222222212130.0 1023489.56N/m9.0 10()()()1623.0540.29N/m89.562.2240.29iZfWnZXfWffWiiWWZZZMgMMX 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物21采用中心点法计算可靠指标的前提条件采用中心点法计算可靠指标的前提条件: :v1 1、根据概率论中心极限定理，结构功能函数的分布将随功能、根据概率论中心极限定理，结构功能函数的分布

25、将随功能函数中自变量数的增加而逐渐趋近于正态分布，因此当比较函数中自变量数的增加而逐渐趋近于正态分布，因此当比较大的时候可以用近似的计算，即可以采用中心点法。大的时候可以用近似的计算，即可以采用中心点法。v2 2、不考虑有关基本变量分布类型的信息，而建立在变量分布服、不考虑有关基本变量分布类型的信息，而建立在变量分布服从正态分布的基础上；即变量为独立正态随机向量。从正态分布的基础上；即变量为独立正态随机向量。v3 3、在结构功能函数为非线性函数时，假设其在各个变量的均、在结构功能函数为非线性函数时，假设其在各个变量的均值点（即中心点处）上可按泰勒级数展开值点（即中心点处）上可按泰勒级数展开v4

26、 4、当功能函数为非线性时，只能在中心点附近取线性近似，所、当功能函数为非线性时，只能在中心点附近取线性近似，所得的得的也是近似的；一般情况下，假设中心点离真正的极限曲面也是近似的；一般情况下，假设中心点离真正的极限曲面距离很小，这样计算出的距离很小，这样计算出的才与实际情况差别很小；这时才可以才与实际情况差别很小；这时才可以用中心点法处理非线性函数问题。用中心点法处理非线性函数问题。我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物22计算可靠指标的验算点法克服了中心点法的哪些不足？计算可靠指标的验算点法克

27、服了中心点法的哪些不足？ v中心点法没有考虑有关基本变量的分布类型的信息中心点法没有考虑有关基本变量的分布类型的信息, ,因为中心点因为中心点法建立在正态分布变量的基础上法建立在正态分布变量的基础上, ,当实际变量不是正态分布时当实际变量不是正态分布时, ,可可靠度的计算必然会产生误差靠度的计算必然会产生误差. .功能函数为非线性函数时功能函数为非线性函数时, ,因为中心因为中心点法在中心点处取线性近似点法在中心点处取线性近似, ,所以可靠指标是近似的所以可靠指标是近似的. .近似程度取近似程度取决于线性近似的极限状态曲面与真正的极限状态曲面之间的差异决于线性近似的极限状态曲面与真正的极限状态

28、曲面之间的差异程度程度. .一般中心点离开极限近似曲面的距离越近一般中心点离开极限近似曲面的距离越近, ,差别越小差别越小. .然而然而处于结构可靠的要求处于结构可靠的要求, ,中心点一般总是离开极限状态曲面的中心点一般总是离开极限状态曲面的, ,所以所以对非线性函数的计算误差很难避免对非线性函数的计算误差很难避免. . 改进：改进： （1 1）当极限状态方程）当极限状态方程Z=g(X)=0Z=g(X)=0为非线性时，不以通过中心为非线性时，不以通过中心点的切平面作为线性近似，而以通过点的切平面作为线性近似，而以通过Z=g(X)=0Z=g(X)=0上的某一点的切平上的某一点的切平面作为线性近似

29、，减小了中心点法的误差。面作为线性近似，减小了中心点法的误差。 （2 2）当基本变量具有分布类型的信息时，将基本变量的分）当基本变量具有分布类型的信息时，将基本变量的分布在通过布在通过Z=g(X)=0Z=g(X)=0某点处变换为当量正态分布，某点处变换为当量正态分布，并通过迭代计算并通过迭代计算确定极限状态曲面上的验算点，将极限状态方程在确定极限状态曲面上的验算点，将极限状态方程在验算点验算点处展开处展开成泰勒级数，取其线性项作近似计算，成泰勒级数，取其线性项作近似计算，以考虑变量分布对可靠度以考虑变量分布对可靠度（可靠指标）计算结果的影响。（可靠指标）计算结果的影响。我吓了一跳，蝎子是多么丑

30、恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物23二、验算点法二、验算点法（以两个正态基本变量（以两个正态基本变量R R、S S情况为例）情况为例） 多个正态基本变量情况多个正态基本变量情况 自学自学 多个非正态基本变量情况多个非正态基本变量情况自学自学 将一般将一般正态分布正态分布N N（ , , ） 标准正态分布标准正态分布N N（0 0，1 1） 坐标变换坐标变换R RRR 第一次变换第一次变换 045 o S o SSS 极限状态方程：极限状态方程： 0SRZ 0SRSRZ 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么

31、把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物24RRR RRR RRRR 第二次转换第二次转换 o R SSSS P S o SSS o SSS 极限状态方程：极限状态方程： 0SRSRZ 0SRSRSRZ RSRRSRSRRRcos2222 SSRSSRSRSScos2222 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物25 22)(SRPO 验算点验算点 RRRRRRRcos SRP, 迭迭代代法法求求解解，直直到到满满足足极极限限状状态态方方程程0SR

32、Z 22SRPO 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物26第三节第三节 结构体系的可靠度结构体系的可靠度 结构构件结构构件( (包括连接）的可靠度包括连接）的可靠度 结构体系可靠度结构体系可靠度? ?一、基本概念一、基本概念1 1、结构构件的失效性质、结构构件的失效性质（根据其材料和受力性质不同）（根据其材料和受力性质不同） 脆性构件脆性构件 -一旦失效立即完全丧失功能的构件一旦失效立即完全丧失功能的构件 延性构件延性构件-失效后仍能维持原有功能的构件失效后仍能维持原有功能的构件 构件失效性质的

33、不同，对结构体系可靠度的影响不同构件失效性质的不同，对结构体系可靠度的影响不同2 2、结构体系的失效模型、结构体系的失效模型 组成结构的方式（静定、超静定）组成结构的方式（静定、超静定） 构件失效性质（脆性、延性）构件失效性质（脆性、延性） 串联模型、并联模型、串串联模型、并联模型、串- -并联模型并联模型我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物27 GB50068-2001 GB50068-2001 规定规定 值值 现有结构构件的可靠度分析（采用现有结构构件的可靠度分析（采用“校准法校准法”），并

34、考虑），并考虑使用经验和经济因素等确定使用经验和经济因素等确定。 安全等级安全等级（一级、二级、三级一级、二级、三级） 破坏类型破坏类型（延性破坏、脆性破坏延性破坏、脆性破坏）破坏类型破坏类型安全等级安全等级一级一级二级二级三级三级延性破坏延性破坏3.73.73.23.22.72.7脆性破坏脆性破坏4.24.23.73.73.23.2结构构件承载力极限状态的可靠指标结构构件承载力极限状态的可靠指标 我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物28 GB50068-2001 GB50068-2001 规定

35、建筑结构的安全等级规定建筑结构的安全等级 建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果( (危及人的危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等生命、造成经济损失、产生社会影响等) )的严重性，采用不同的严重性，采用不同的安全等级。的安全等级。 安全等级安全等级（一级、二级、三级一级、二级、三级）建筑结构的安全等级建筑结构的安全等级 安全等级安全等级破坏后果破坏后果建筑物类型建筑物类型一级一级很严重很严重重要的房屋重要的房屋二级二级严重严重一般的房屋一般的房屋三级三级不严重不严重次要的房屋次要的房屋我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在

36、这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物29（1 1）串联模型）串联模型 若结构中任一构件失效，则整个结构也失效，这类结构若结构中任一构件失效，则整个结构也失效，这类结构系统系统串联模型串联模型 所有静定结构所有静定结构的失效分析的失效分析 串联模型串联模型 由脆性构件做成的超静定结构由脆性构件做成的超静定结构的失效分析的失效分析 串联模型串联模型PPPSS桁架杆件桁架杆件我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物30 若构件中有一个或一个以上的构件失效，剩余

37、的构件若构件中有一个或一个以上的构件失效，剩余的构件或失效的延性构件，仍能维持整体结构的功能或失效的延性构件，仍能维持整体结构的功能排架柱排架柱 所有超静定结构的失效分析所有超静定结构的失效分析 并联模型并联模型（2 2）并联模型）并联模型我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物31(3)串串并联模型并联模型在延性构件组成的超静定结构中，若结构的最终失效状态在延性构件组成的超静定结构中，若结构的最终失效状态不限于一种，则这类结构系统不限于一种，则这类结构系统 串串- -并联模型并联模型钢构架钢构架截

38、面塑性铰元件截面塑性铰元件15234111555244433212451345234我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物32 由脆性构件组成的超静定结构并联子系统可简化为一个单元由脆性构件组成的超静定结构并联子系统可简化为一个单元? ? 串联模型串联模型 （当一个元件发生破坏，就可近似认为整个结构破坏）（当一个元件发生破坏，就可近似认为整个结构破坏）二、结构体系可靠度的上下界二、结构体系可靠度的上下界 同一结构中不同构件的失效有一定相关性同一结构中不同构件的失效有一定相关性 各失效形态间存在相关

39、性各失效形态间存在相关性 结构体系可靠度的上、下界结构体系可靠度的上、下界 各构件的工作状态各构件的工作状态X Xi i、失效状态、失效状态X Xi i、各构件失效概率、各构件失效概率P Pfifi 结构系统失效概率结构系统失效概率P Pf f我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物33nifiniifPXPP11111finifiniinifPPXPPmax, 1min, 1min, 1)1 (11nififfiniPPP1max, 1111 1、串联系统、串联系统元件（元件（n n个）工作状态完

40、全独立个）工作状态完全独立元件（元件（n n个）工作状态完全相关个）工作状态完全相关一般串联系统失效概率一般串联系统失效概率P Pf f 对于静定结构，结构体系的可靠度总对于静定结构，结构体系的可靠度总构件的可靠度构件的可靠度我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物342 2、并联系统、并联系统 元件（元件（n n个）工作状态完全独立个）工作状态完全独立nifiniifPXPP11finiinifPXPP, 1, 1minminfinifnifiPPP, 11min 元件（元件（n n个）工作状态完

41、全相关个）工作状态完全相关 一般并联系统失效概率一般并联系统失效概率P Pf f我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物35 对超静定结构对超静定结构 当结构的失效形态唯一时，结构体系的可靠度总大于或当结构的失效形态唯一时，结构体系的可靠度总大于或等于等于（ ）构件的可靠度构件的可靠度 当结构的失效形态不唯一时，结构每一失效形态对应的当结构的失效形态不唯一时，结构每一失效形态对应的可靠度总大于或等于可靠度总大于或等于（ ）构件的可靠度，而结构体系构件的可靠度，而结构体系的可靠度又总小于等于的可靠度又总小于等于（ ）每一失效形态所对应的可靠每一失效形态所对应的可靠度度finifPP, 1min(并联模型并联模型)finifPP, 1min(并联模型并联模型)ffiniPP max, 1(串联模型串联模型)