结构概率可靠度设计方法ppt课件.pptx
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1、变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分最新/精品/即下载即使用/可编辑不妨试试这款如果你还在为没有适合的文档而纠结变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分结构概率可靠度设计方法变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分310.1 结构设计的目标10.1.1 设计要求结构设计的总要求是:结构的抗力R应大于或等于结
2、构的综合荷载效应S。 即R S由于实际中抗力和荷载效应均为随机量, 因此上式 并不能绝对满足, 而只能在一定概率意义下满足。即P R S = ps在一定可靠度ps或失效概率pf条件下,进行结构设计,使得结构的抗力大于或等于结构综合作用效应。P R S = pf变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分410.1.2 目标可靠度可靠度的大小对结构设计的影响:结构目标可靠度定得越高,则结构设计得很强,使结构造价加大;反之,则造价降低,过则产生不安全感。目标可靠度的确定:结构设计目标可靠度的确定应以达到结构
3、可靠与经济上的最佳平衡为原则, 一般需考虑以下四个因素: 公众心理; 结构重要性; 结构破坏性质; 社会经济承受力。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分5(1)公众心理事故事故年死亡率年死亡率事故事故年死亡率年死亡率登山、赛车 510-3汽车旅行2.510-5飞机旅行110-4游泳310-5采矿710-4结构施工310-5房屋失火210-5电击610-6雷击510-7暴风410-6一些事故的年死亡率一些事故的年死亡率 表表10-110-1变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统
4、相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分6年危险率可承受人群10-3胆大的人10-4一般的人10-5不再考虑其危险性50年失效率公众心理5x10-3较安全5x10-4安全5x10-5很安全变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分7(2)结构的重要性 根据结构破坏可能产生的各种后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重程度,对不同的工程结构采用不同的安全等级。 对于重要的结构,目标可靠指标应定得高一些。而对于次要的结构,目标可靠指标可定得低些。建筑结
5、构可靠度设计统一标准将工程结构按照破坏可能产生的后果(危及人的生命, 造成经济损失和产生社会影响等)的严重程度,划分为3个安全等级。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分8安全等级破坏后果建筑物类型一 级很严重重要的房屋(如核电站、影剧院、体育馆等)二 级严 重一般的房屋(如一般工业与民用建筑)三 级不严重次要的房屋(如临时仓库、车棚等)表a 建筑结构的安全等级表b 公路工程结构的安全等级安全等级路面结构桥涵结构一 级高速公路路面特大桥、重要大桥二 级一级公路路面大桥、中桥、重要小桥三 级二级公路
6、路面小桥、涵洞变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分9 一般结构和结构构件的破坏类型分为延性破坏和脆性破坏两类。延性破坏是指结构构件在破坏前有明显的变形或其他预兆;脆性破坏是指结构构件在破坏前无明显的变形或其他预兆。由于脆性破坏的结构破坏前无预兆,其破坏后果比延性破坏的结构要严重,因此工程上一般要求脆性破坏的结构的目标可靠指标应高于延性破坏的结构。(3)结构破坏性质变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部
7、分10(4)社会经济承受力 一般来说,社会经济越发达, 公众对工程结构可靠性的要求将越高, 因而设计目标可靠度也会定得越高。(5)结构功能的失效后果 对承载能力功能,失效后果严重一些,可靠度水准应高些;对正常使用功能,失效后果稍轻,可靠度水准可低些。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分11结构设计可靠指标 确定结构设计的目标可靠度,也可采用校准法。校准法:指采用可靠度计算方法对原结构设计规范进行反演计算分析,以确定原结构设计规范隐含的可靠度水准,以此为基础,综合确定今后的结构构件目标可靠指标。
8、例如,我国现行的建筑结构概率定值设计法所采用的目标可靠度,就是根据原来半经验半概率定值设计法所具有的可靠度水平确定的。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分12 以建筑统一标准为例,说明房屋建筑的目标可靠指标是如何确定的。 在校核目标可靠指标时 ,需要考虑不同的荷载效应组合情况。在房屋建筑中,最常遇的荷载效应组合情况是: (恒荷载与办公楼楼面活荷载); (恒荷载与住宅楼面活荷载); (恒荷载与风荷载)。所以在确定目标可靠指标时,主要考虑这3种基本的组合情况。在校核时,还需要考虑活荷载效 应 与恒载
9、效应 具有不同比值 的情况。因为活荷载和恒荷载的变异性不同,当 改变时, 也将变化。 GLSSGLSSGWSSKQSKGSKKQGSS变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分13 在确定了荷载效应组合情况及常遇的值后,建筑统一标准对钢、薄钢、混凝土、砖石和木结构与本设计规范中的14种有代表性的结构构件进行分析。在3种简单荷载效应组合下,对14种结构构件,原设计规范可靠指标的总平均值为3.30,相应的失效概率约为4.8x10-4。其中,属于延性破坏构件的平均值为3.22。 鉴于以上的校核结果,建筑统一
10、标准规定了我国现行房屋结构设计规范的目标可靠指标。如安全等级为二级的属延性破坏的结构构件取=3.2,属脆性破坏的结构构件取=3.7,对于其他安全等级取值在此基础上分别增减0.5,与此值相应的失效概率约相差一个数量级。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分14变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分15破坏类型安全等级一 级二 级三 级延性破坏3.73.22.7脆性破坏4.23.73.2表a 建筑结构构件
11、的目标可靠指标 值破坏类型安全等级一 级二 级三 级延性破坏4.74.23.7脆性破坏5.24.74.2表b 公路桥梁结构的目标可靠指标 值u承载能力极限状态设计:变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分16与Pf之间的对应关系变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分17u正常使用极限状态设计: 建筑统一标准规定宜按照结构构件作用效应的可逆程度,在01.5范围内选取。可逆程度较高的结构构件取较低值,可逆程
12、度较低的结构构件取较高值。不可逆极限状态:产生超越状态的作用被移掉后,仍将永久保持超越状态的一种极限状态可逆极限状态:产生超越状态的作用被移掉后,将不再保持超越状态的一种极限状态变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分18 采用经验校准法确定目标可靠度水准是考虑到新旧结构设计规范应有一定的继承性,两者的可靠度水准不能相差太大。同时考虑到原结构设计规范已在工程实践中使用了十多年甚至几十年,而出现事故的概率极小这一事实,可认为其可靠度水准总体是合理的可接受的。 变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线
13、路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分1910.2 结构概率可靠度的直接设计法 结构概率可靠度的直接设计法是直接基于结构可靠度分析理论的设计方法。 目前,直接设计法主要用于以下情况:(1)在特定情况下,一些重要结构物的设计。如核电站、压力容器、海上采油平台等(2)根据规定的可靠度,校准分项系数表达式中的分项系数。(3)对不同设计条件下的结构可靠度进行一致性对比。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分20(1)结构可靠度校核已知抗力与荷载的概率
14、分布与统计参数,检验其是否达到预定的可靠度指标。(2)结构构件截面设计已知结构构件的目标可靠度及基本量的统计特征,根据可靠度计算公式反求结构抗力,然后进行截面设计。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分21简单示例:已知:效应S与抗力R满足正态分布, mS,dS,dR和,求mR22SRSRmm由得2222SSRRSRdmdmmm222222222SSRRSSRRmmmmmdmd0121222222SRRSRRmdmmmd由上式可解得R变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接
15、,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分22如果效应S与抗力R满足对数正态分布,则22lnlnSRSRddmm22lnexpSRSRddmm可得变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2310.3 结构概率可靠度设计的结构概率可靠度设计的实用表达式实用表达式 对于大量一般性工程结构,均采用可靠度间接设计法。 可靠度间接设计法的思想是:采用工程师易理解、接受和应用的设计表达式,使其具有的可靠度水平与设计目标可靠度尽量一致 (接近)。问题提出:问题提出: 概率可靠度直接设
16、计法进行结构设计可使设计的结构严格具有预先设定的目标可靠度。但计算过程繁琐,计算工作量大,不太适宜工程师在实际工程结构设计采用。解决方案:解决方案:变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分24 建筑结构可靠度设计统一标准在设计的具体表达式上没有采用直接出现可靠指标的设计准则,而是给出了以概率极限状态设计法为基础的实用设计表达式。在具体的设计表达式中,采用基本变量的标准值和与有一定对应关系的“分项系数”,这些分项系数代替了可靠指标,各个分项系数主要是通过对可靠指标的分析及工程经验校准法确定的。变电站电
17、气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分2510.3.1 单一系数设计表达式单一系数设计表达式设计原则:用安全系数 k0 来表示安全度,即要求式中 S、 R是设计中取用的荷载效应和结构抗力的均值; k0常数,应事先确定,使上式具有与目标可靠指标 相同的可靠性水平。变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分26u简单示例222001SRkkdd2221SRSRSRddmmmm如果R 和 S 相互独立,且服从正态分布,
18、则可得即变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分27可解得22222201)1 (1RRSRkdddd如果R 和 S 相互独立,且服从对数正态分布,则22lnlnSRSRddmm可解得)exp(220SRkdd22022ln)ln(SRSRSRkddddmm变电站电气主接线是指变电站的变压器、输电线路怎样与电力系统相连接,从而完成输配电任务。变电站的主接线是电力系统接线组成中一个重要组成部分28工程设计习惯上采用表达式为kkRkS 式中 Sk 、Rk 荷载效应与结构抗力的标准值; k相应的设计安全系
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