196体育GB 50068-2018 英文版(wwwGB-Tcn)

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　　196体育1.0.1 为统一各种材料的建筑结构可靠性设计的基本原则、基本要求和基本方法，使结构符合可持续发展的要求，并符合安全可靠、经济合理、技术先进、确保质量的要求，制定本标准。1.0.2 本标准适用于整个结构、组成结构的构件以及地基基础的设计；适用于结构施工阶段和使用阶段的设计；适用于既有结构的可靠性评定。既有结构的可靠性评定，可根据本标准附录A的规定进行。1.0.3 本标准依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的原则制定，是建筑结构可靠性设计的基本要求。1.0.4 建筑结构设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法；当缺乏统计资料时，建筑结构设计可根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行，也可采用容许应力或单一安全系数等经验方法进行。1.0.5 制定建筑结构荷载标准、各种材料的结构设计标准以及其他相关标准时，应符合本标准规定的基本准则，并应制定相应的具体规定。1.0.6 建筑结构设计除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。表征一定时段内实际情况的一组设计条件，设计应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态。2.1.7 持久设计状况 persistent design situation在结构使用过程中一旦出现，且持续期很长的设计状况，其持续期一般与设计使用年限为同一数量级。2.1.8 短暂设计状况 transient design situation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，其持续期很短的设计状况。2.1.9 偶然设计状况 accidental design situation2.1.10 地震设计状况 seismic design situation为特定的验证目的，一组同时考虑的固定可变作用、永久作用、自由作用的某种相容的荷载布置以及变形和几何偏差。整个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，此特定状态为该功能的极限状态。2.1.14 承载能力极限状态 ultimate limit states2.1.15 正常使用极限状态 serviceability limit states2.1.16 不可逆正常使用极限状态 irreversible serviceability limit states当产生超越正常使用要求的作用卸除后，该作用产生的后果不可恢复的正常使用极限状态。2.1.17 可逆正常使用极限状态 reversible serviceability limit states当产生超越正常使用要求的作用卸除后，该作用产生的后果可以恢复的正常使用极限状态。2.1.18 耐久性极限状态 durability limit states对应于结构或结构构件在环境影响下出现的劣化达到耐久性能的某项规定限值或标志的状态。2.1.20 结构整体稳固性 structural integrity;structural robustness当发生火灾、爆炸、撞击或人为错误等偶然事件时，结构整体能保持稳固且不出现与起因不相称的破坏后果的能力。初始的局部破坏，从构件到构件扩展，最终导致整个结构倒塌或与起因不相称的一部分结构倒塌。2.1.24 可靠度 degree of reliability;reliability2.1.25 失效概率Pf probability of failure Pf度量结构可靠度的数值指标，可靠指标β为失效概率Pf负的标准正态分布函数的反函数。代表物理量的一组规定的变量，用于表示作用和环境影响、材料和岩土的性能以及几何参数的特征。2.1.29 概率分布 probability distribution2.1.34 容许应力法 permissible stress method,allowable stress method2.1.35 单一安全系数法 single safety factor method使结构或地基的抗力标准值与作用标准值的效应之比不低于某一规定安全系数的设计方法。施加在结构上的集中力或分布力和引起结构外加变形或约束变形的原因。前者为直接作用，也称为荷载；后者为间接作用。结构在地震、不均匀沉降等因素作用下，边界条件发生变化而产生的位移和变形。2.1.38 约束变形 constrained deformations结构在温度变化、湿度变化及混凝土收缩等因素作用下，由于存在外部约束而产生的内部变形。在设计使用年限内始终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用；或其变化是单调的并趋于某个限值的作用。在设计使用年限内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略不计的作用。在设计使用年限内不一定出现，而一旦出现其量值很大，且持续期很短的作用。在结构上具有固定空间分布的作用。当固定作用在结构某一点上的大小和方向确定后，该作用在整个结构上的作用即得以确定。2.1.52 作用的标准值 characteristic value of an action作用的主要代表值。可根据对观测数据的统计、作用的自然界限或工程经验确定。2.1.53 设计基准期 design reference period2.1.54 可变作用的组合值 combination value of a variable action使组合后的作用效应的超越概率与该作用单独出现时其标准值作用效应的超越概率趋于一致的作用值；或组合后使结构具有规定可靠指标的作用值。可通过组合值系数对作用标准值的折减来表示。2.1.55 可变作用的频遇值 frequent value of a variable action在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较小的作用值；或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。可通过频遇值系数对作用标准值的折减来表示。2.1.56 可变作用的准永久值 quasi-permanent value of a variable action在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较大的作用值。可通过准永久值系数对作用标准值的折减来表示。2.1.57 可变作用的伴随值 accompanying value of a variable action在作用组合中，伴随主导作用的可变作用值。可变作用的伴随值可以是组合值、频遇值或准永久值。2.1.58 作用的代表值 representative value of an action2.1.59 作用的设计值 design value of an action2.1.60 作用组合 combination of actions；荷载组合 load combination在不同作用的同时影响下，为验证某一极限状态的结构可靠度而采用的一组作用设计值。2.1.61 环境影响 environmental influence环境对结构产生的各种机械的、物理的、化学的或生物的不利影响。环境影响会引起结构材料性能的劣化，降低结构的安全性或适用性，影响结构的耐久性。2.1.62 材料性能的标准值 characteristic value of a material property2.1.63 材料性能的设计值 design value of a material property2.1.64 几何参数的标准值 characteristic value of a geometrical parameter2.1.65 几何参数的设计值 design value of a geometrical parameter2.1.67 一阶线弹性分析 first order linear-elastic analysis基于线性应力-应变或弯矩-曲率关系，采用弹性理论分析方法对初始结构几何形体进行的结构分析。2.1.68 二阶线弹性分析 second order linear-elastic analysis基于线性应力-应变或弯矩-曲率关系，采用弹性理论分析方法对已变形结构几何形体进行的结构分析。2.1.69 有重分布的一阶或二阶线弹性分析 first order or second order linear-elastic analysis with redistribution结构设计中对内力进行调整的一阶或二阶线弹性分析，与给定的外部作用协调，不做明确的转动能力计算的结构分析。2.1.70 一阶非线性分析 first order non-linear analysis2.1.71 二阶非线性分析 second order non-linear analysis2.1.72 一阶或二阶弹塑性分析 first order or second elastoplastic analysis2.1.73 刚性-塑性分析 rigid plastic analysis假定弯矩-曲率关系为无弹性变形和无硬化阶段，采用极限分析理论对初始结构的几何形体进行的直接确定其极限承载力的结构分析。2.1.75 评估使用年限 assessed working life3.1.1 结构的设计、施工和维护应使结构在规定的设计使用年限内以规定的可靠度满足规定的各项功能要求。5 当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时196体育，结构能保持必要的整体稳固性，不出现与起因不相称的破坏后果，防止出现结构的连续倒塌；结构的整体稳固性设计，可根据本标准附录B的规定进行。3.1.3 结构设计时，应根据下列要求采取适当的措施，使结构不出现或少出现可能的损坏：3 采用当单个构件或结构的有限部分被意外移除或结构出现可接受的局部损坏时，结构的其他部分仍能保存的结构类型；3.2.1 建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果，即危及人的生命、造成经济损失、对社会或环境产生影响等的严重性，采用不同的安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合表3.2.1的规定3.2.2 建筑结构中各类结构构件的安全等级，宜与结构的安全等级相同，对其中部分结构构件的安全等级可进行调整，但不得低于三级。3.2.3 可靠度水平的设置应根据结构构件的安全等级、失效模式和经济因素等确定。对结构的安全性、适用性和耐久性可采用不同的可靠度水平。3.2.4 当有充分的统计数据时，结构构件的可靠度宜采用可靠指标β度量。结构构件设计时采用的可靠指标，可根据对现有结构构件的可靠度分析，并结合使用经验和经济因素等确定196体育。3.2.5 各类结构构件的安全等级每相差一级，其可靠指标的取值宜相差0.5。3.2.6 结构构件持久设计状况承载能力极限状态设计的可靠指标，不应小于表3.2.6的规定。3.2.7 结构构件持久设计状况正常使用极限状态设计的可靠指标，宜根据其可逆程度取0～1.5。3.2.8 结构构件持久设计状况耐久性极限状态设计的可靠指标，宜根据其可逆程度取1.0～2.0。3.3.4 建筑结构设计时应对环境影响进行评估，当结构所处的环境对其耐久性有较大影响时，应根据不同的环境类别采用相应的结构材料、设计构造、防护措施、施工质量要求等，并应制定结构在使用期间的定期检修和维护制度，使结构在设计使用年限内不致因材料的劣化而影响其安全或正常使用。3.3.5 环境对结构耐久性的影响，可通过工程经验、试验研究、计算、检验或综合分析等方法进行评估；耐久性极限状态设计可根据本标准附录C的规定进行。3.3.6 环境类别的划分和相应的设计、施工、使用及维护的要求等，应符合国家现行有关标准的规定。3.4.1 为保证建筑结构具有规定的可靠性水平，除应进行设计计算外，还应对结构的材料性能、施工质量、使用和维护进行相应的控制。控制的具体措施，应符合本标准附录D和有关的勘察、设计、施工及维护等标准的专门规定。3.4.3 建筑结构的设计应符合国家现行的有关荷载、抗震、地基基础和各种材料结构设计标准的规定。3.4.4 建筑结构的设计应对结构可能受到的偶然作用、环境影响等采取必要的防护措施。3.4.5 对建筑结构所采用的材料及施工、制作过程应进行质量控制，并按国家现行有关标准的规定进行验收。3.4.6 建筑结构应按设计规定的用途使用，并应定期检查结构状况，进行必要的维护和维修；当需变更使用用途时，应进行设计复核并采取相应的技术措施。4.1.1 极限状态可分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和耐久性极限状态。极限状态应符合下列规定：1 当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认定为超过了承载能力极限状态：1) 结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载；2 当结构或结构构件出现下列状态之一时196体育，应认定为超过了正常使用极限状态：3 当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认定为超过了耐久性极限状态：4.1.3 结构设计时应对结构的不同极限状态分别进行计算或验算；当某一极限状态的计算或验算起控制作用时，可仅对该极限状态进行计算或验算。2 短暂设计状况，适用于结构出现的临时情况，包括结构施工和维修时的情况等；3 偶然设计状况，适用于结构出现的异常情况，包括结构遭受火灾、爆炸、撞击时的情况等；4.2.2 对不同的设计状况，应采用相应的结构体系、可靠度水平、基本变量和作用组合等进行建筑结构可靠性设计。4.3.1 对本标准第4.2.1条规定的四种建筑结构设计状况，应分别进行下列极限状态设计：2 对持久设计状况尚应进行正常使用极限状态设计，并宜进行耐久性极限状态设计；4.3.2 进行承载能力极限状态设计时，应根据不同的设计状况采用下列作用组合：3 对于长期效应是决定性因素的正常使用极限状态设计，宜采用作用的准永久组合。4.3.4 对每一种作用组合，建筑结构的设计均应采用其最不利的效应设计值进行。Xi(i＝1,2,…,n)——基本变量，指结构上的各种作用和环境影响、材料和岩土的性能及几何参数等；在进行可靠度分析时，基本变量应作为随机变量。4.3.7 当采用结构的作用效应和结构的抗力作为综合基本变量时，结构按极限状态设计应符合下列规定：4.3.8 结构构件的设计应以规定的可靠度满足本标准第4.3.6或第4.3.7条的要求。4.3.9 结构构件宜根据规定的可靠指标，采用由作用的代表值、材料性能的标准值、几何参数的标准值和各相应的分项系数构成的极限状态设计表达式进行设计；有条件时也可根据本标准附录E的规定，直接采用基于可靠指标的方法进行设计。5.1.1 建筑结构设计时，应考虑结构上可能出现的各种直接作用、间接作用和环境影响。5.2.1 结构上的各种作用，当在时间上和空间上可认为是相互独立时，则每一种作用可分别作为单个作用；当某些作用密切相关且有可能同时以最大值出现时，也可将这些作用一起作为单个作用。5.2.2 同时施加在结构上的各单个作用对结构的共同影响，应通过作用组合来考虑；对不可能同时出现的各种作用，不应考虑其组合。5.2.4 结构上的作用随时间变化的规律196体育，宜采用随机过程的概率模型进行描述，对不同的作用可采用不同的方法进行简化，并应符合下列规定：2 对可变作用，在作用组合中可采用简化的随机过程概率模型。在确定可变作用的代表值时可采用将设计基准期内最大值作为随机变量的概率模型。5.2.5 当永久作用和可变作用作为随机变量时，其统计参数和概率分布类型，应以观测数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定，检验的显著性水平可取0.05。5.2.6 当有充分观测数据时，作用的标准值应按在设计基准期内最不利作用概率分布的某个统计特征值确定；当有条件时，可对各种作用统一规定该统计特征值的概率定义；当观测数据不充分时，作用的标准值也可根据工程经验通过分析判断确定；对有明确界限值的有界作用，作用的标准值应取其界限值。5.2.7 建筑结构按不同极限状态设计时，在相应的作用组合中对可能同时出现的各种作用，应采用不同的作用代表值。对可变作用，其代表值包括标准值、组合值、频遇值和准永久值。组合值、频遇值和准永久值可通过对可变作用的标准值分别乘以不大于1的组合值系数

　　c、频遇值系数

　　f和准永久值系数

　　q等折减系数表示。5.2.8 对偶然作用，应采用偶然作用的设计值。偶然作用的设计值应根据具体工程情况和偶然作用可能出现的最大值确定，也可根据有关标准的专门规定确定。5.2.9 对地震作用，应采用地震作用的标准值。地震作用的标准值应根据地震作用的重现期确定；地震作用的重现期可根据建筑抗震设防目标，按有关标准的专门规定确定。5.2.10 当结构上的作用比较复杂且不能直接描述时，可根据作用形成的机理，通过数学模型来表征作用的大小、位置、方向和持续期等性质。结构上的作用F的大小可采用下列数学模型：F0——基本作用，通常具有随时间和空间随机的或非随机的变异性，但与结构的性质无关；5.2.11 当结构的动态性能比较明显时，结构应采用动力模型描述。此时，结构的动力分析应考虑结构的刚度、阻尼及结构上各部分质量的惯性。当结构容许简化分析时，可计算“拟静态作用”响应，并乘以动力系数作为动态作用的响应。5.2.12 对自由作用应考虑各种可能的荷载布置，并与固定作用等一起作为验证结构某特定极限状态的荷载工况。5.3.2 对结构的环境影响应进行定量描述；当没有条件进行定量描述时，可通过环境对结构的影响程度的分级等方法进行定性描述，并在设计中采取相应的技术措施。6.1.1 材料和岩土的强度、弹性模量、变形模量、压缩模量、内摩擦角、黏聚力等物理力学性能，应根据国家现行有关试验方法标准经试验确定。6.1.2 当利用标准试件的试验结果确定结构中实际的材料性能时，尚应考虑实际结构与标准试件、实际工作条件与标准试验条件的差别。结构中的材料性能与标准试件材料性能的关系，应根据相应的对比试验结果通过换算系数或函数来表示，或根据工程经验判断确定。结构中材料性能的不定性，应由标准试件材料性能的不定性和换算系数或函数的不定性两部分组成。6.1.3 材料性能宜采用随机变量概率模型描述。材料性能的各种统计参数和概率分布类型，应以试验数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定，检验的显著性水平可取0.05。6.1.5 材料强度的标准值可按其概率分布的0.05分位值确定。材料弹性模量、泊松比等物理性能的标准值可按其概率分布的0.5分位值确定。6.1.6 当试验数据不充分时196体育，材料性能的标准值可采用有关标准的规定值，也可根据工程经验，经分析判断确定。6.1.7 岩土性能指标和地基承载力、桩基承载力等，应通过原位测试、室内试验等直接或间接的方法测定，并应考虑由于钻探取样的扰动、室内外试验条件与实际建筑结构条件的差别以及所采用公式的误差等因素的影响，结合工程经验综合确定。6.1.8 岩土性能的标准值宜根据原位测试和室内试验的结果，按有关标准的规定确定；当有条件时，岩土性能的标准值可按其概率分布的某个分位值确定。6.2.1 结构或结构构件的几何参数宜采用随机变量概率模型描述。几何参数的各种统计参数和概率分布类型，应以正常生产情况下对结构或结构构件几何尺寸的观测数据为基础，运用参数估计和概率分布的假设检验方法确定。6.2.2 当观测数据不充分时，几何参数的统计参数可根据有关标准中规定的公差，经分析判断确定。6.2.3 当几何参数的变异性对结构抗力及其他性能的影响很小时，几何参数可作为确定性变量。6.2.4 几何参数的标准值可采用设计规定的公称值，或根据几何参数概率分布的某个分位值确定。7.1.2 结构分析的精度，应能满足结构设计要求，必要时宜进行试验验证。7.2.1 结构分析采用的基本假定和计算模型应能合理描述所考虑的极限状态下的结构反应。7.2.2 根据结构的具体情况，可采用一维、二维或三维的计算模型进行结构分析。7.2.3 结构分析所采用的各种简化或近似假定，应具有理论或试验依据，或经工程验证可行。7.2.4 当结构的变形可能使作用的影响显著增大时，应在结构分析中考虑结构变形的影响。7.2.5 结构计算模型的不定性应在极限状态方程中采用一个或几个附加基本变量来考虑。附加基本变量的概率分布类型和统计参数，可通过按计算模型的计算结果与按精确方法的计算结果或实际的观测结果相比较，经统计分析确定，或根据工程经验判断确定。7.3.1 对与时间无关的或不计累积效应的静力分析，可只考虑发生在设计基准期内作用的最大值和最小值；当动力性能起控制作用时，应有详细的过程描述。7.3.2 当不能准确确定作用参数时，应对作用参数给出上下限范围并进行比较，以确定不利的作用效应。7.3.3 当结构承受自由作用时，应根据每一自由作用可能出现的空间位置、大小和方向，分析确定对结构最不利的荷载布置。7.3.4 当考虑地基与结构相互作用时，土工作用可采用适当的等效弹簧或阻尼器来模拟。7.3.5 当动力作用可被认为是拟静力作用时，可通过把动力作用分析结果包括在静力作用中的方法或将静力作用乘以等效动力放大系数的方法等，来考虑动力作用效应。7.3.6 当动力作用引起的振幅、速度、加速度使结构有可能超过正常使用极限状态的限值时，应根据实际情况对结构进行正常使用极限状态验算。7.4.1 结构分析应根据结构类型、材料性能和受力特点等因素，采用线性、非线性或试验分析方法；当结构性能始终处于弹性状态时，可采用弹性理论进行结构分析，否则宜采用弹塑性理论进行结构分析。7.4.2 当结构在达到极限状态前能够产生足够的塑性变形，且所承受的不是多次重复的作用时，可采用塑性理论进行结构分析；当结构的承载力由脆性破坏或稳定控制时，不应采用塑性理论进行分析。7.4.3 当动力作用使结构产生较大加速度时，应对结构进行动力响应分析。7.5.1 对没有适当分析模型的特殊情况，可按本标准附录F规定的方法，通过试验辅助设计进行结构分析。7.5.2 采用试验辅助设计的结构，应达到相关设计状况采用的可靠度水平，并应考虑试验结果的数量对相关参数统计不定性的影响。8.1.1 结构构件极限状态设计表达式中所包含的各种分项系数，宜根据有关基本变量的概率分布类型和统计参数及规定的可靠指标，通过计算分析，并结合工程经验，经优化确定；当缺乏统计数据时，可根据传统的或经验的设计方法，由有关标准规定各种分项系数。3 几何参数的设计值αd可采用几何参数的标准值αk。当几何参数的变异性对结构性能有明显影响时，几何参数的设计值可按下式确定：2 整个结构或其一部分作为刚体失去静力平衡，此时结构材料或地基的强度不起控制作用；1 结构或结构构件的破坏或过度变形的承载能力极限状态设计，应符合下式规定：式中：γ0——结构重要性系数，其值按本标准第8.2.8条的有关规定采用；2 结构整体或其一部分作为刚体失去静力平衡的承载能力极限状态设计，应符合下式规定：3 地基的破坏或过度变形的承载能力极限状态设计，可采用分项系数法进行，但其分项系数的取值与本标准式(8.2.2-1)中所包含的分项系数的取值可有区别；地基的破坏或过度变形的承载力设计，也可采用容许应力法等方法进行。4 结构或结构构件的疲劳破坏的承载能力极限状态设计，可按现行有关标准的方法进行。2 每个作用组合中应包括一个主导可变作用或一个偶然作用或一个地震作用；3 当结构中永久作用位置的变异，对静力平衡或类似的极限状态设计结果很敏感时，该永久作用的有利部分和不利部分应分别作为单个作用；4 当一种作用产生的几种效应非全相关时，对产生有利效应的作用，其分项系数的取值应予以降低；8.2.4 对持久设计状况和短暂设计状况，应采用作用的基本组合，并应符合下列规定：γGi——第i个永久作用的分项系数，应按本标准第8.2.9条的有关规定采用；γP——预应力作用的分项系数，应按本标准第8.2.9条的有关规定采用；γQ1——第1个可变作用的分项系数，应按本标准第8.2.9条的有关规定采用；γQj——第j个可变作用的分项系数，应按本标准第8.2.9条的有关规定采用；γL1、γLj——第1个和第j个考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，应按本标准第8.2.10条的有关规定采用；2 当作用与作用效应按线性关系考虑时，基本组合的效应设计值按下式中最不利值计算：

　　q1、

　　qj——第1个和第j个可变作用的准永久值系数，应按有关标准的规定采用。2 当作用与作用效应按线性关系考虑时，偶然组合的效应设计值按下式计算：8.2.6 对地震设计状况，应采用作用的地震组合。地震组合的效应设计值应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定。8.2.7 当进行建筑结构抗震设计时，结构性能基本设防目标应符合下列规定：8.2.10 建筑结构考虑结构设计使用年限的荷载调整系数，应按表8.2.10采用。C——设计对变形、裂缝等规定的相应限值，应按有关的结构设计标准的规定采用。