GBT 50283-1999 公路工程结构可靠度设计统一标准

建标工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中华人民共和国国家标准公路工程结构可靠度设计统一标准发布实施国家质量技术监督局中华人民共和国建设部联合发布工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统中华人民共和国国家标准公路工程结构可靠度设计统一标准主编部门中华人民共和国交通部批准部门中华人民共和国建设部施行日期年月日北京工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统关于发布国家标准公路工程结构可靠度设计统一标准的通知建标号根据国家计委一九八七年工程建设标准规范制订修订计划计综号文附件八的要求由交通部会同有关部门共同制订的公路工程结构可靠度设计统一标准经有关部门会审批准为推荐性国家标准编号为自年月日起施行本标准由交通部负责管理交通部公路规划设计院负责具体解释工作建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行中华人民共和国建设部年月日工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统前言本标准是根据国家计委计综号文的要求由交通部负责主编具体由交通部公路规划设计院会同交通部公路科学研究所等八个单位共同编制而成经建设部年月日以建标号文批准发布在本标准编制过程中编制组在总结实践经验和科研成果的基础上主要对结构功能要求结构可靠度和结构设计安全等级结构极限状态设计状况目标可靠指标作用的分类统计特性代表值效应组合材料与岩土性能和结构几何参数的统计参数标准值结构分析与试验极限状态设计表达式分项系数质量管理和控制等方面作了规定并广泛征求了全国有关单位的意见最后由交通部会同有关部门审查定稿鉴于本标准系初次编制在执行过程中希望各单位结合工程实践和科学研究认真总结经验注意积累资料如发现需要修改和补充之处请将意见和有关资料寄交通部公路规划设计院地址北京东四前炒面胡同号邮政编码以供今后修订时参考本标准主编单位参编单位和主要起草人主编单位交通部公路规划设计院参编单位交通部公路科研所同济大学交通部重庆公路科研所西安公路交通大学重庆交通学院工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统湖南大学吉林省交通科研所福建师范大学主要起草人郑绍王圭沙庆林姚祖康林忠民李扬海郭修武鲍卫刚逯一新邹天一程翔云李玉良徐光辉邓卫东张书廷张士铎黄征宇陈祥宝谈至明李晓松唐伯明王旭东李正熔刘庆成陈谦应工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统目次总则术语和符号术语符号极限状态设计原则一般规定极限状态方程结构的可靠指标结构上的作用一般规定作用的分类作用的随机特性和基本设计参数作用效应及其组合材料与岩土的性能和结构的几何参数材料与岩土的性能结构的几何参数结构分析与试验极限状态设计方法一般规定极限状态设计表达式质量管理和控制本标准用词说明工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统总则为了统一公路工程结构设计的基本原则使公路工程各类结构设计符合技术先进安全可靠适用耐久经济合理的要求制定本标准本标准适用于公路桥梁整体结构及结构构件高速一级和二级公路路面等结构的设计也适应于结构的施工阶段及使用阶段其他道路工程结构可参照执行本标准按照国家标准工程结构可靠度设计统一标准的基本原则编制本标准规定的设计原则和方法是编制公路工程各类结构规范应遵守的共同准则结构在规定的时间内在规定的条件下完成预定功能的概率称为结构可靠度公路工程结构的设计基准期应采用桥梁结构年水泥混凝土路面结构不大于年沥青混凝土路面结构不大于年公路工程结构必须符合下列功能要求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使用时具有良好的工作性能在正常维护下具有足够的耐久性能在预计的偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性公路工程结构的设计安全等级应根据结构破坏可能产生的后果的严重程度划分为三个等级并应符合表的规工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统定表公路工程结构的设计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路面小桥涵洞对于有特殊要求的公路工程结构其安全等级可根据具体情况另行确定同一技术等级公路的路面结构宜取相同的安全等级当必要时部分地段的设计安全等级可降低一级公路桥梁结构构件的安全等级宜与整体结构相同当必要时也可作部分调整但调整后的级差不得超过一级公路工程结构均应具有规定的可靠度在勘察设计施工及使用阶段应根据设计可靠度进行有效的质量管理和控制相应的规范应按本标准的要求对质量管理和控制作出具体规定工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统术语和符号术语可靠性结构在规定的时间内在规定的条件下完成预定功能的能力它包括结构的安全性适用性和耐久性设计基准期在进行结构可靠性分析时考虑持久设计状况下各项基本变量与时间关系所取用的基准时间参数安全等级为使结构具有合理的安全性根据工程结构破坏所产生后果的严重程度而划分的设计等级设计状况代表一定时段的一组物理条件设计时必须做到使结构在该时段内不超越有关的极限状态极限状态方程在结构或构件处于极限状态时各有关基本变量的关系式基本变量影响结构可靠度的各主要变量它们一般是随机变量结构功能函数用来描述结构完成功能状况的以基本变量为自变量的函数校准法通过对现存结构或以往设计规范隐含可靠度水平的反演分析以确定结构设计时采用的目标可靠指标的方法工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统可靠指标度量结构可靠性的一种由定义的数量指标其中为标准正态分布反函数标准规定的作为结构设计依据的可靠指标称为目标可靠指标随机过程随连续时间参数变化的随机变量可用随机过程概率模型来描述概率分布随机变量统计规律的描述一般用概率密度函数或概率分布函数表示统计参数一般指随机变量的数字特征如平均值标准差变异系数等分位值与随机变量分布函数的某一概率相应的变量值作用代表值结构或结构构件设计时针对不同设计目的所采用的作用规定值它包括作用标准值准永久值频遇值等作用效应组合结构上几种作用分别产生的效应的随机叠加几何参数附加值实际结构或结构构件的几何参数因与标准值存在偏差而采用的调整值抗力结构或结构构件承受作用效应的能力包括承载能力刚度抗裂度等结构重要性系数工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统对不同安全等级的结构为使其具有规定的可靠度而采用的分项系数作用效应组合系数在作用效应组合中由于几个独立可变作用效应最不利值同时出现的概率较小而对作用采用的折减系数分项系数用概率极限状态设计法设计时为保证所设计的结构具有规定的可靠度而在设计表达式中采用的系数分为作用分项系数和抗力分项系数两类可靠度系数用概率极限状态设计法设计时为保证所设计的结构具有规定的可靠度而在设计表达式中采用的单一综合系数符号结构可靠性有关符号结构的失效概率结构可靠度可靠概率结构或结构构件的抗力作用效应结构的设计基准期第个基本变量结构的功能函数结构的可靠指标结构或结构构件抗力的平均值结构或结构构件抗力的标准差结构或结构构件抗力的变异系数作用效应的平均值工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统作用效应的标准差作用效应的变异系数作用及作用效应有关符号结构上的作用永久作用永久作用标准值可变作用可变作用标准值作用标准值效应作用设计值效应材料岩土性能和几何参数有关符号结构或结构构件的几何参数结构或结构构件几何参数标准值结构或结构构件几何参数设计值结构材料岩土性能材料岩土性能标准值材料岩土性能设计值材料岩土性能的平均值材料岩土性能的变异系数结构或结构构件的几何参数附加值结构或结构构件的几何参数平均值结构或结构构件几何参数的变异系数结构极限状态设计式有关符号第个永久作用标准值的效应第个永久作用设计值的效应含有冲击系数的汽车荷载标准值的效应含有冲击系数的汽车荷载设计值的效应工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统除汽车荷载外第个其他可变作用标准值的效应除汽车荷载外第个其他可变作用设计值的效应第个可变作用标准值的效应结构重要性系数结构或结构构件几何参数的分项系数作用的分项系数结构材料岩土性能的分项系数第个永久作用的分项系数汽车荷载的分项系数除汽车荷载外第个其他可变作用的分项系数作用效应计算模式不定性系数结构或结构构件抗力计算模式不定性系数路面结构的可靠度系数除汽车荷载外其他可变作用效应组合时的组合系数作用短期效应组合设计值作用长期效应组合设计值第个可变作用的频遇值系数第个可变作用的准永久值系数工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统极限状态设计原则一般规定整体结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时此特定状态为该功能的极限状态对结构的各种极限状态均应有明确的限制或规定公路工程结构宜按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计这两种极限状态应符合下列规定承载能力极限状态是指对应于结构结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形或变位的状态当结构或结构构件出现下列状态之一时应认为超过了承载能力极限状态结构或结构的一部分作为刚体失去平衡结构结构构件或其连接因超过材料强度而破坏或因过度的塑性变形而不能继续承载结构转变为机动体系结构或结构构件丧失稳定正常使用极限状态是指对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态当结构或结构构件出现下列状态之一时应认为超过了正常使用极限状态影响正常使用或外观的变形影响正常使用或耐久性的局部损坏影响正常使用的振动影响正常使用的其他特定状态工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统公路工程结构宜根据不同种类的作用及其对结构的影响和结构所处环境条件分为以下三种设计状况持久状况结构建成后承受自重车辆荷载等持续时间很长的状况短暂状况结构施工过程中承受临时性作用的状况偶然状况在结构使用过程中偶然出现的状况公路工程结构应按各自情况确定设计状况并据此选定极限状态和相应的结构计算模式作用和材料性能设计值及结构目标可靠指标进行设计当需要考虑偶然设计状况时可仅按承载能力极限状态对主要承重结构采用下列原则之一进行设计或采取防护措施主要承重结构不致因非主要承重结构发生破坏而导致丧失承载能力允许主要承重结构发生局部破坏但其剩余部分在一段时间内不发生连续倒塌极限状态方程结构的极限状态采用下列极限状态方程来描述式中影响结构的基本变量或结构的功能函数结构极限状态方程中的基本变量包括作用材料和岩土性能结构几何参数计算模式不定性等随机变量极限状态方程中的若干变量也可组合为作用效应和结构抗力两个综合变量此时极限状态方程可表达为式中结构或结构构件的抗力作用的效应工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统结构按极限状态设计时应符合下列要求或结构的可靠指标结构不能完成预定功能的概率称为失效概率结构的失效概率可以下列公式表达结构的可靠度即可靠概率与失效概率有以下关系结构的可靠指标与失效概率有以下关系式中标准正态分布的反函数结构和结构构件的可靠指标应根据基本变量的概率分布类型和统计参数进行计算当极限状态方程仅含有作用效应和结构抗力两个相互独立的综合变量时结构和结构构件的可靠指标应按下列公式计算式中结构或结构构件综合抗力的平均值与标准差作用效应的平均值与标准差公路工程结构设计应以规定的目标可靠指标为依据目标可靠指标按照校准法并结合工程经验和经济优化原则判断确定按持久状况进行承载能力极限状态设计时公路桥梁结构的目标可靠指标应符合表的规定路面结构的目标可靠指标应符合表的规定当有特殊要求时结构的目标可靠指标可不受本条规定的限工程建设标准全文信息系统工程建设标准全文信息系统制按偶然状况进行承载能力极限状态设计时公路桥梁结构的目标可靠指标应符合有关规范的规定表公路桥梁结构的目标可靠指标构件破坏类型结构安全等级一级二级三级延性破坏脆性破坏注表中延性破坏系指结构构件有明显变形或其他预兆的破坏脆性破坏系指结构构件无明显变形或其他预兆的破坏当有充分依据时各种材料桥梁结构设计规范采用的目标可靠指标值可对本表的规定值作幅度不超过的调整表路面结构的目标可靠指标结构安全等级一级二级三级目标可靠指标注与表中目标可靠指标安全等级一级二级三级相应的目标可靠度分别为按正常使用极限状态设计时公路工程结构的目标可靠指标可根据不同类型结构的特点和工程经验确定工程建设标