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文檔簡介
《公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范》
(JTGD62—2004)
學(xué)習(xí)與應(yīng)用講評前言新頒布的<公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范>JTGD62-2004(以下簡稱<通用規(guī)范JTGD62>)和<公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范>TTGD62-2004(以下簡稱<橋規(guī)JTGD62>)業(yè)經(jīng)交通部批準(zhǔn),于2004年10月1日開始實施。新頒布的<通用設(shè)計規(guī)范JTGD62>是在原<公路橋涵設(shè)計通用規(guī)范>JTG023-85的基礎(chǔ)上修訂而成。在規(guī)范修訂過程中,規(guī)范修訂組同哈爾濱工業(yè)大學(xué)、同濟大學(xué)和湖南大學(xué)等單位進行了專題科研,并吸收了國內(nèi)其它單位的研究新成果和實際工程經(jīng)驗,借鑒國際先進的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,與國內(nèi)相關(guān)規(guī)范做了比較和協(xié)調(diào)。修訂的主要內(nèi)容有:按《公路工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50283—1999)的規(guī)定,新規(guī)范采用了以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法;按<工程結(jié)構(gòu)設(shè)計基本術(shù)語合通用符號>(GBJ123—90)的規(guī)定,修改了符號,并列出了基本名詞術(shù)語,增加了結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)定,明確提出了公路橋涵結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)按所處的環(huán)境進行耐久性設(shè)計的概念;在材料方面,改變了強度的取值原則,將混凝土的強度等級提高到C80,鋼筋品種也隨現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定作了調(diào)整;全面改進和補充了各種受力構(gòu)件的正截面和受彎構(gòu)件的正截面和受彎構(gòu)件斜截面承載力計算內(nèi)容;改善了預(yù)應(yīng)力混凝土受彎構(gòu)件抗裂限值,裂縫寬度和構(gòu)件剛度的計算方法,以及預(yù)應(yīng)力鋼筋的幾項預(yù)應(yīng)力損失,如鋼絲和鋼絞線的松弛損失,混凝土收縮和徐變損失等。此外,新規(guī)范增加了組合式受彎構(gòu)件、墩臺蓋梁、樁基承臺和箱梁翼緣有效寬度等方面的計算和構(gòu)造的規(guī)定。對橋梁上、下部構(gòu)造,如鋼筋的最小保護層厚度,最小錨固長度,鋼筋接頭及鋼筋最小配筋率等方面也作了較全面的補充和完善。新頒布的<通用設(shè)計規(guī)范JTGD62>和<橋規(guī)JTGD62>是我國橋梁結(jié)構(gòu)理論研究和設(shè)計經(jīng)驗的總結(jié),反映了近年來國內(nèi)外橋梁結(jié)構(gòu)理論方面的新成就,與原規(guī)范相比不僅在內(nèi)容上有較大變化,而且有很多實質(zhì)性的改進,對提高和保證橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量,達到技術(shù)先進、安全可靠、適用耐久、經(jīng)濟合理的設(shè)計要求具有重要意義。了解修改規(guī)范的內(nèi)容和依據(jù),對于正確地掌握和應(yīng)用新規(guī)范是很重要的,這也是廣大設(shè)計、施工、科研、教學(xué)人員十分關(guān)心的問題。為了配合新規(guī)范的實施,幫助工程技術(shù)人員全面地深刻理解新規(guī)范有關(guān)內(nèi)容,我們編寫了這本“學(xué)習(xí)與應(yīng)用講評”材料,筆者試圖以淺顯的文字,反應(yīng)規(guī)范有條文的背景于應(yīng)用,使讀者能夠準(zhǔn)確了解規(guī)范的原意,正確的應(yīng)用規(guī)范進行設(shè)計。由于筆者水平有限,時間又較為倉促,文中難免有不妥或疏漏處,敬請讀者批評指正。
張樹仁
2004年10月于哈爾濱
新編<公路鋼筋混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土橋涵設(shè)計規(guī)范>JTGD62-2004(以下簡稱<橋規(guī)JTGD62>)是按概率極限狀態(tài)設(shè)計法編寫的。我國公路工程結(jié)構(gòu)設(shè)計由長期沿用的,不甚合理的“定值設(shè)計法”轉(zhuǎn)變?yōu)椤案怕蕵O限狀態(tài)設(shè)計法”,即在度量結(jié)構(gòu)可靠性上由經(jīng)驗方法轉(zhuǎn)變?yōu)檫\用統(tǒng)計數(shù)學(xué)的方法,這無疑是設(shè)計思想和設(shè)計理論的一大進步,使結(jié)構(gòu)設(shè)計更符合客觀實際情況。
所有建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計時必須符合技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的要求。結(jié)構(gòu)的可靠性是由結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性決定的。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中,結(jié)構(gòu)的安全性、適用性和耐久性是采用功能極限狀態(tài)作為判別條件。所謂功能極限狀態(tài),是指整個結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一部分或全部超過某一特定狀態(tài),就不能滿足某一功能要求,此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。建筑結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩類。
1.承載能力極限狀態(tài)所謂承載能力極限狀態(tài),是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到最大承載力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形或變位的狀態(tài)。它是結(jié)構(gòu)安全性功能極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時,應(yīng)認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài):(1)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡;(2)結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件或其連接因超過材料強度而破壞,或因過度的塑性變形而不能繼續(xù)承載;(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系;(4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定。超過結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)將導(dǎo)致人身傷亡和經(jīng)濟損失,因此任何結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件均需避免出現(xiàn)這種狀態(tài)。為此,在設(shè)計時應(yīng)控制出現(xiàn)承載能力極限狀態(tài)的概率,使其處于很低的水平。2.正常使用極限狀態(tài)所謂正常使用極限狀態(tài)是指對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用或耐久性的某項限值的狀態(tài),它是結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性功能極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)下之狀態(tài)之一,應(yīng)認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài):(1)影響正常使用或外觀的變形;(2)影響正常使用或耐久性的局部損壞(例如,鋼筋混凝土構(gòu)件的裂縫寬度超過某個限值);(3)影響正常使用的振動;(4)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。各種結(jié)構(gòu)或構(gòu)件都有不同程度的結(jié)構(gòu)正常使用極限狀態(tài)要求。當(dāng)結(jié)構(gòu)超過正常使用極限狀態(tài)時,雖然它已不能滿足適用性和耐久性功能要求,但結(jié)構(gòu)并沒有破壞,不會導(dǎo)致人身傷亡。因此,出現(xiàn)正常使用極限狀態(tài)的概率允許大于承載能力極限狀態(tài)出現(xiàn)率的概率。極限狀態(tài)設(shè)計的基本方程可寫為下列形式:(1-1)式中——作用(或荷載)效應(yīng);——結(jié)構(gòu)抗力。(1)作用(或荷載)效應(yīng)與結(jié)構(gòu)抗力的隨機性作用(或荷載)效應(yīng)是指作用(或荷載)引起的內(nèi)力(例如,彎矩、剪力、軸力、扭矩等)。對彈性材料構(gòu)件,作用(或荷載)效應(yīng)與作用(或荷載)呈線性關(guān)系,因此,可用作用(或荷載)的特性來描述作用(或荷載)效應(yīng)特性。作用(或荷載)的基本特性是隨機性,這種隨機性表現(xiàn)在兩個方面,其一是作用(或荷載)的取值具有隨機性,其二是作用(或荷載)隨時間的變化。按作用(或荷載)隨時間的變化情況可分為永久作用、可變作用和偶然作用三類:永久作用在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)量值不隨時間變化,或其變化值與平均值比較可忽略不計。但是永久作用(或荷載)的取值具有隨機性,例如構(gòu)件自重,由于材料容重的變化和構(gòu)件尺寸的偏差可能與計算值不符,是隨機變量??勺冏饔迷谠O(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)量值隨時間變化,且變化值與平均值比較不可忽略。例如,作用于橋梁上的車輛荷載和人群荷載的作用位置和數(shù)值大小都是變化的,其隨機性是很明顯的。偶然作用在設(shè)計基準(zhǔn)其內(nèi)出現(xiàn)的概率很小,一旦出現(xiàn)其值很大,且持續(xù)時間很短,例如罕遇地震,車輛或船舶撞擊力等。結(jié)構(gòu)抗力的的大小,主主要取決于于結(jié)構(gòu)所用用材料強度度和構(gòu)件的的幾何尺寸寸。材料強度是是隨機變量量。無論是是鋼筋或是是混凝土的的強度都是是有變異的的。來自不不同鋼廠的的同一種類類的鋼筋,,其實際強強度并不完完全相同,,即使是同同一鋼廠,,甚至同一一爐的鋼筋筋強度抽樣樣試驗結(jié)果果也是有差差異的。同同一設(shè)計強強度等級的的混凝土,,由于材料料稱量不準(zhǔn)準(zhǔn),施工條條件和技術(shù)術(shù)水平的影影響,其實實際強度的的變化幅度度就更為顯顯著。構(gòu)件幾何尺尺寸也是隨隨機變量。。由于制造造工藝和操操作技術(shù)等等因素,構(gòu)構(gòu)件的實際際尺寸與設(shè)設(shè)計尺寸不不可能完全全一致?;谝陨细鞲鞣N影響因因素的隨機機性,結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力亦具具有隨機性性。由于作用效效率與結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力都具具有隨機性性,其統(tǒng)計計值都可以以用概率分分布曲線來來表示,并并用概率來來描述結(jié)構(gòu)構(gòu)的可靠和和失效。作用效應(yīng)和和結(jié)構(gòu)抗力力都可以用用內(nèi)力表示示,因此可可以將其分分布曲線并并列于同一一坐標(biāo)內(nèi)進進行分析?!,F(xiàn)以橫坐坐標(biāo)表示作作用效應(yīng)((S)和結(jié)構(gòu)抗抗力(R),縱坐標(biāo)標(biāo)表示出現(xiàn)現(xiàn)的概率密密度f(見圖1-1)。結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計應(yīng)滿足足公式(1-1)的要求,,即。。2.結(jié)構(gòu)可靠概概率與失效效概率將公式(1-1)反映在圖圖1-1上,結(jié)構(gòu)抗抗力概率分分布曲線應(yīng)應(yīng)位于作用用效應(yīng)概率率分布曲線線的右側(cè)。。這樣才能能使絕大多多數(shù)情況下下作用效應(yīng)應(yīng)小于結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力())。但但是,這兩兩個概率分分布曲線不不可避免地地要有一小小部分重合合。在重合合的區(qū)域內(nèi)內(nèi)可能出現(xiàn)現(xiàn)作用效應(yīng)應(yīng)大于結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力,即即。。例如,在在重合區(qū)的的a點,,結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力Ra,在在a點右右邊邊陰陰影影線線范范圍圍內(nèi)內(nèi)的的作作用用效效應(yīng)應(yīng)值值S都比比Ra大,,這這就就意意味味著著在在陰陰影影線線范范圍圍內(nèi)內(nèi)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)是是不不安安全全的的,,或或者者說說結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可能能失失效效。。如如果果在在作作用用效效應(yīng)應(yīng)不不變變的的情情況況下下,,增增加加構(gòu)構(gòu)件件截截面面尺尺寸寸、、提提高高配配筋筋率率或或提提高高材材料料強強度度,,使使結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力提提高高,,結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力概概率率分分布布曲曲線線向向右右移移,,與與作作用用效效應(yīng)應(yīng)分分布布曲曲線線的的距距離離拉拉開開,,使使兩兩個個概概率率分分布布曲曲線線的的重重合合區(qū)區(qū)減減小小,,即即出出現(xiàn)現(xiàn)的的概概率率減減小小。。但但是是,,要要完完全全消消除除重重合合區(qū)區(qū)是是不不可可能能的的。。即即失失效效的的可可能能性性要要完完全全消消除除是是不不可可能能的的,,只只能能減減小小到到最最低低限限度度。。圖1-1作用用效效應(yīng)應(yīng)((S)、、結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力((R)概概率率分分布布曲曲線線示示意意圖圖為了了便便于于說說明明問問題題,,我我們們可可將將公公式式((1-1)改改寫寫為為下下列列形形式式;;(1-2)式中中,,Z為結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力與與作作用用效效應(yīng)應(yīng)之之差差,,即即結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力抵抵消消作作用用效效應(yīng)應(yīng)后后的的多多余余抗抗力力。。若若假假定定R與S為正正態(tài)態(tài)分分布布的的隨隨機機變變量量,,則則Z值也也必必然然是是一一個個正正態(tài)態(tài)分分布布的的隨隨機機變變量量。。將將結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力與與作作用用效效應(yīng)應(yīng)兩兩條條概概率率分分布布曲曲線線合合成成后后示示于于圖((1-2),橫坐坐標(biāo)標(biāo)表表示示多多余余抗抗力力Z,縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)為為多多余余抗抗力力的的概概率率密密度度f(z)。圖1-2多余余抗抗力力概概率率分分布布圖圖當(dāng)Z>0,意意味味著著結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力大大于于作作用用效效應(yīng)應(yīng),,結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)處處于于可可靠靠狀狀態(tài)態(tài);;當(dāng)Z=0,意意味味著著結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力等等于于作作用用效效應(yīng)應(yīng),,結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)處處于于極極限限狀狀態(tài)態(tài);;當(dāng)Z<0,意意味味著著結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗力力小小于于作作用用效效應(yīng)應(yīng),,結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)處處于于失失效效狀狀態(tài)態(tài);;可靠靠狀狀態(tài)態(tài)和和失失效效狀狀態(tài)態(tài)的的大大小小用用概概率率表表示示,,前前者者稱稱為為可可靠靠概概率率,,后后者者稱稱為為失失效效概概率率。。在在圖圖1-2中,,縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)右右邊邊概概率率分分布布曲曲線線與與橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)所所包包圍圍的的面面積積即即為為可可靠靠概概率率,,縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)左左邊邊概概率率分分布布曲曲線線與與橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)所所包包圍圍的的陰陰影影面面積積即即為為失失效效概概率率。。其其數(shù)數(shù)值值由由概概率率分分布布曲曲線線f(z)積分分求求得得,,即即可靠靠概概率率((1-3)失效效概概率率((1-4)可靠靠概概率率與與失失效效概概率率之之和和為為3.可靠靠度度與與可可靠靠指指標(biāo)標(biāo)(1)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的可可靠靠度度結(jié)構(gòu)構(gòu)可可靠靠性性是是結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)安安全全性性、、適適用用性性和和耐耐久久性性的的總總稱稱,,用用結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可靠靠度度來來表表示示。。結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可靠靠度度是是指指結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在規(guī)規(guī)定定時時間間內(nèi)內(nèi),,在在規(guī)規(guī)定定條條件件下下,,完完成成預(yù)預(yù)定定功功能能的的概概率率。。結(jié)構(gòu)構(gòu)的的可可靠靠度度可可用用可可靠靠概概率率表表示示,,亦亦可可用用失失效效概概率率表表示示。。但但習(xí)習(xí)慣慣上上都都采采用用失失效效概概率率表表示示,,因因為為失失效效概概率率具具有有明明確確的的物物理理意意義義,,能能較較好好地地反反映映問問題題的的實實質(zhì)質(zhì),,但但是是計計算算失失效效概概率率比比較較復(fù)復(fù)雜雜,,因因此此國國內(nèi)內(nèi)外外都都采采用用可可靠靠指指標(biāo)標(biāo)代代替替失失效效概概率率來來度度量量結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可靠靠度度。。(2)可靠靠指指標(biāo)標(biāo)的的概概念念前面面已已指指出出失失效效概概率率等等于于圖1-2原點點左左邊邊的的陰陰影影面面積積,,其其大大小小隨隨概概率率分分布布曲曲線線位位置置而而變變。。概概率率分分布布曲曲線線的的位位置置與與平平均均值值有有關(guān)關(guān),,平平均均值值與與原原點點的的距距離離越越大大,,則則陰陰影影的的面面積積越越小小,,即即失失效效概概率率越越小小[圖1-3(a)];反反之之,,平平均均值值與與原原點點的的距距離離越越小小,,則則陰陰影影面面積積越越大大,,即即失失效效概概率率越越大大[圖1-3(b)]。因因此此,,平平均均值值的的大大小小在在一一定定程程度度上上可可反反映映失失效效概概率率的的大大小小。。但但是是只只用用平平均均值值一一個個指指標(biāo)標(biāo)不不能能反反映映曲曲線線離離散散程程度度((或或標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差差的的影影響響。。對對于于平平均均值值相相同同的的兩兩個個隨隨機機變變量量,,由由于于離離散散程程度度((或或標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差差))的的不不同同,,失失效效概概率率亦亦不不相相同同,,離離散散程程度度越越大大,,即即標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差差越越大大,,則則陰陰影影面面積積越越大大((圖圖1-3(a)中的虛線線),即即失效概概率就越越大。圖1-3可靠指標(biāo)標(biāo)與失效效概率關(guān)關(guān)系圖因此,用用平均值值和和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差的的比值值來來反反映失效效概率,,稱稱為為可靠指指標(biāo)。(1-5)式中——結(jié)構(gòu)可靠靠指標(biāo);;——多余抗力力的平均均值;——多余抗力力的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差。由圖1-3可以看出出,值值越越大,失失效概率率越?。?;值值越小小,失效效概率越越大。因因此,可可靠指標(biāo)標(biāo)值值能直接接說明可可靠度的的大小。。(3)失效概率率與可靠靠指標(biāo)的的關(guān)系失效概率率與可靠靠指標(biāo)的的關(guān)系,,可根據(jù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)正正態(tài)分布布的函數(shù)數(shù)表,按按公式計計算。對對應(yīng)關(guān)系系如表1-1所示。由表1-1可以看出出,隨著著可靠指指標(biāo)的提提高,失失效概率率迅速減減少。用用可靠指指標(biāo)代代替失失效概率率來來度量量結(jié)構(gòu)的的可靠度度,概念念清楚,,計算簡簡單,已已被國內(nèi)內(nèi)外普遍遍采用。。(4)設(shè)計可靠靠指標(biāo)((即目標(biāo)標(biāo)可靠指指標(biāo))前已指出出,結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計應(yīng)應(yīng)滿足公公式(1-1)即的的要求。。若將其其轉(zhuǎn)換為為以失效效概率或或可靠指指標(biāo)來度度量,公公式((1-1)可改寫寫為下列列形式::(1-6)(1-7)式中——允許失效效概率;;——設(shè)計可靠靠指標(biāo),,又稱目目標(biāo)可靠靠指標(biāo)。。為設(shè)計規(guī)規(guī)范所規(guī)規(guī)定的作作為設(shè)計計結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件時時所應(yīng)達達到的可可靠指標(biāo)標(biāo),稱為為設(shè)計可可靠指標(biāo)標(biāo),它是是根據(jù)設(shè)設(shè)計所要要求達到到的結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠度度而選定定的,所所以又稱稱為目標(biāo)標(biāo)可靠指指標(biāo)。目標(biāo)可靠靠指標(biāo),,理論上上應(yīng)根據(jù)據(jù)各種結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件的重要要性,破破壞性質(zhì)質(zhì)(延性性、脆性性)及失失效后果果等因素素,并結(jié)結(jié)合國家家技術(shù)政政策以優(yōu)優(yōu)化方法法分析確確定。但但是,限限于目前前統(tǒng)計資資料還不不夠完備備,并考考慮到規(guī)規(guī)范的現(xiàn)現(xiàn)實繼承承性,一一般采用用“校準(zhǔn)準(zhǔn)法”,,并結(jié)合合工程經(jīng)經(jīng)驗加以以確定。。所謂““校準(zhǔn)法法”就是是根據(jù)各各種變量量的統(tǒng)計計參數(shù)和和概率分分布類型型,運用用可靠度度的計算算方法,,揭示以以往規(guī)范范隱含的的可靠度度,以此此作為確確定目標(biāo)標(biāo)可靠指指標(biāo)的主主要依據(jù)據(jù)。這種種方法在在總體上上承認(rèn)了了以往規(guī)規(guī)范的設(shè)設(shè)計經(jīng)驗驗和可靠靠度水平平,同時時也考慮慮了淵源源于客觀觀實際的的調(diào)查統(tǒng)統(tǒng)計分析析資料,,是比較較現(xiàn)實和和穩(wěn)妥的的?!豆方y(tǒng)一一標(biāo)準(zhǔn)GB/T50283》》根據(jù)對《公路鋼筋筋混凝土土及混凝凝土橋梁梁設(shè)計規(guī)規(guī)范》(JTJ023-85)進行的的“校準(zhǔn)準(zhǔn)”,并并參照工工業(yè)與民民用建筑筑工程和和鐵路橋橋梁的有有關(guān)規(guī)定定,給出出的公路路橋梁結(jié)結(jié)構(gòu)的目目標(biāo)可靠靠指標(biāo)列列于表1-2。注:1.表中延性性破壞系系指結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件有有明顯變變形或其其他預(yù)兆兆的破壞壞;脆性破壞壞系結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件無無明顯變變形或其其他預(yù)兆兆的破壞壞;2.當(dāng)有充分分依據(jù)時時,各種種材料橋橋梁結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計規(guī)規(guī)范采用用的目標(biāo)標(biāo)可靠指標(biāo)標(biāo)值,可可對本表表的規(guī)定定值作幅幅度不超超過±0.25的調(diào)整。。目標(biāo)可靠靠指標(biāo)選選后,按按公式((1-5)計算可可靠指標(biāo)標(biāo),進行行可靠指指標(biāo)驗算算,或進進一步建建立包括括作用((或荷載載)效應(yīng)應(yīng)和結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力基基本變量量的統(tǒng)計計參數(shù)、、目標(biāo)可可靠指標(biāo)標(biāo)的極限限狀態(tài)方方程,進進行結(jié)構(gòu)構(gòu)的承載載能力計計算。應(yīng)該指出出,目前前由于作作用(或或荷載))效應(yīng)和和結(jié)構(gòu)抗抗力基本本變量的的統(tǒng)計資資料還很很不充分分,概率率模式和和統(tǒng)計參參數(shù)還很很不完善善,直接接采用可可靠指標(biāo)標(biāo)進行具具體設(shè)計計是有困困難的。。為了實實際工作作的需要要,必須須在可靠靠指標(biāo)計計算公式式的基礎(chǔ)礎(chǔ)建立近近似的實實用概率率極限狀狀態(tài)設(shè)計計法。(1)概率極極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計表表達式概率極限限狀態(tài)設(shè)設(shè)計的表表達式可可根據(jù)可可靠指標(biāo)標(biāo)計算公公式(1-5)演變求求得。按著隨機機變量代代數(shù)運算算規(guī)則,,隨機變變量差的的平均值值等于隨隨機變量量平均值值之差,,即(1-8)隨機變量量差的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差的的平方,,等于隨隨機變量量標(biāo)準(zhǔn)差差的平方方之和,,即(1-9)將公式((1-8)和(1-9)代入公公式(1-5),則可可求得可可靠指標(biāo)標(biāo)的表達達式為(1-10)將代代入上式式,并引引入變異異系數(shù),,則得:(1-11)荷載效應(yīng)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差和和變異異系數(shù)可可通過過荷載效效量標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值和和分項項系數(shù)、、表示。結(jié)構(gòu)抗力力的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差和和變異系系數(shù),,可通通過結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值和和材材料分項項系數(shù)表表示示。將上述有有關(guān)系數(shù)數(shù)代入((1-11),經(jīng)整整理后得得概率極極限狀態(tài)態(tài)設(shè)計的的基本表表達式為為:(1-12)式中——永久荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值;——可變荷載載標(biāo)準(zhǔn)值值;——永久荷載載分項系系數(shù),其其數(shù)值與與永久荷荷載的均均方差,,變異系系數(shù)及及可靠靠指標(biāo)有有關(guān)關(guān);——可變荷荷載分分項系系數(shù),,其數(shù)數(shù)值與與可變變荷載載的均均方差,,變異異系數(shù)數(shù)及及可靠靠指標(biāo)標(biāo)有有關(guān);;、——混凝土土抗壓壓強度度標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值和和設(shè)計計值;;、——鋼筋抗抗拉強強度的的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值和和設(shè)計計值;;——結(jié)構(gòu)抗抗力系系數(shù),,其數(shù)數(shù)值與與結(jié)構(gòu)構(gòu)抗力力標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差、、變變異系數(shù)及及可靠靠指標(biāo)標(biāo)有關(guān)關(guān);——混凝土土材料料分項項系數(shù)數(shù);——鋼筋材材料分分項系系數(shù);;對于不不同安安全等等級的的結(jié)構(gòu)構(gòu),具具有不不同的的可靠靠度要要求,,為此此,引引入結(jié)結(jié)構(gòu)重重要性性系數(shù)數(shù),則則上式式可改改寫為為(1-13)從形式式上看看,上上面給給出的的概率率極限限狀態(tài)態(tài)表達達式((1-13)與過過去采采用的的多系系數(shù)極極限狀狀態(tài)表表達式式基本本一致致,但但實質(zhì)質(zhì)上是是有很很大差差別的的。公公式((1-13)中各各項分分項系系數(shù)的的的的確定定與作作用((或或荷載載)、、材料料強度度等基基本變變量的的統(tǒng)計計參數(shù)數(shù)與可可靠指指標(biāo)有有關(guān),,是通通過選選定的的目標(biāo)標(biāo)可靠靠指標(biāo)標(biāo)換換算算出來來的。。換句句話說說,公公式((1-13)中各各項分分項系系數(shù)中中隱含含了目目標(biāo)可可靠指指標(biāo),,滿足足了結(jié)結(jié)構(gòu)可可靠度度的要要求。。這一一點在在概念念上不不能與與過去去定值值設(shè)計計法中中的安安全系系數(shù)混混淆。。設(shè)計公公路橋橋涵結(jié)結(jié)構(gòu)時時有關(guān)關(guān)作用用(或或荷載載)及及其組組合按按《公路橋橋涵設(shè)設(shè)計通通用規(guī)規(guī)范JTGD60》(以下下簡稱稱<通用規(guī)規(guī)范JTGD60>)采用用。構(gòu)件自自重及及恒載載的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值值按構(gòu)構(gòu)件設(shè)設(shè)計尺尺寸乘乘以材材料標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)容容重計計算。。作用分分項系系數(shù)、、,,嚴(yán)格格講應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)作用用(或或荷載載)基基本變變量的的統(tǒng)計計參數(shù)數(shù)和目目標(biāo)可可靠指指標(biāo)按按公式式計算算確定定。<公路統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50283>根據(jù)調(diào)調(diào)查統(tǒng)統(tǒng)計資資料計計算,,并參參照其其他有有關(guān)規(guī)規(guī)范,,取永永久作作用分分項系系數(shù);;可可變作作用分分項系系數(shù)。。結(jié)構(gòu)上上幾種種作用用(或或荷載載)分分別產(chǎn)產(chǎn)生的的效應(yīng)應(yīng)的隨隨機疊疊加稱稱為作作用((或荷荷載))效應(yīng)應(yīng)組合合。在在作用用(或或荷載載)效效應(yīng)組組合中中,由由于幾幾個獨獨立可可變作作用((或荷荷載))效應(yīng)應(yīng)最不不利同同是出出現(xiàn)的的概率率較小小。引入作作用((或荷荷載))效應(yīng)應(yīng)組合合系數(shù)數(shù),對對作用用(或或荷載載)效效應(yīng)予予以折折減。?!锻ㄓ靡?guī)規(guī)范JTGD60》規(guī)定,,承載載能力力極限限狀態(tài)態(tài)計算算采用用的作作用((或荷荷載))效應(yīng)應(yīng)基本本組合合為(1-14)對公路橋梁梁結(jié)構(gòu)最基基本作用((或荷載))效應(yīng)組合合是永久作作用效應(yīng)+汽車荷載效效應(yīng)+人群荷載效效應(yīng)。當(dāng)永久作用用效應(yīng)與可可變作用效效應(yīng)同號時時,取永久久作用分項項系數(shù),,汽汽車荷載分分項系數(shù),,人群荷載載分項系數(shù)數(shù),,組合系系數(shù)。。將其代代入公式(1-14),則得::(1-15)當(dāng)永久作用用效應(yīng)與可可變效應(yīng)異異號時,永永久作
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