1、中华人民共和国国家标准水利水电工程结构可靠度设计统一标准发布实施国家技术监督局中华人民共和国建设部联合发布中华人民共和国国家标准水利水电工程结构可靠度设计统一标准主编部门中华人民共和国原能源部中华人民共和国水利部批准部门中华人民共和国建设部施行日期年月日中华人民共和国建设部关于发布国家标准水利水电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计综号文的要求由原能源部水利部会同有关部门共同制订的水利水电工程结构可靠度设计统一标准已经有关部门会审现批准水利水电工程结构可靠度设计统一标准为强制性国家标准自年月日起施行本标准由电力部负责管理具体解释等工作由电力部水利水电规划设计总院负责出版发行由建
2、设部标准定额研究所负责组织年月日目次总则基本符号结构可靠度作用和作用效应材料性能和几何参数分项系数极限状态设计式数学符号极限状态设计原则一般规定基本变量极限状态方程结构的可靠指标结构上的作用作用的分类作用的随机特性作用的代表值作用效应的组合材料地基围岩性能和几何参数材料地基围岩性能的随机特性材料地基围岩性能的标准值几何参数的随机特性和标准值结构分析分项系数极限状态设计方法质量控制附录水工建筑物级别附录随机变量的统计参数和概率分布附录可靠指标的计算方法和目标可靠指标附录作用的统计参数和概率分布附录结构抗力的统计参数和概率分布附录确定长期组合系数的方法附录结构系数的计算方法附录本标准用词说明附加说
3、明水利水电工程结构可靠度设计统一标准中华人民共和国国家标准水利水电工程结构可靠度设计统一标准总则为了统一水利水电工程结构可靠度设计的基本原则和设计标准使水工建筑物的结构设计符合安全适用经济合理技术先进的要求制定本标准本标准是制定各类水工结构设计规范所应共同遵守的准则各类水工结构设计规范均应按本标准制定相应的规定水利水电工程的勘测试验施工验收及运行等规范中凡与结构可靠度有关的规定应与本标准协调一致本标准适用于各种材料组成的各类水工建筑物的结构及结构构件和地基在运行施工包括制作运输安装和检修期的结构设计本标准采用概率极限状态设计原则以分项系数极限状态设计为实用设计方法级壅水建筑物结构的设计基准期应
4、采用年其它永久性建筑物结构应采用年临时建筑物结构的设计基准期应根据预定的使用年限及可能滞后的时间确定特大工程壅水建筑物结构的设计基准期应经专门研究确定水工结构在设计基准期内应满足下列各项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设计规定的工作性能在正常维护下具有设计规定的耐久性在出现预定的偶然作用时主体结构仍能保持必需的稳定性水工建筑物的结构安全级别应根据水工建筑物的重要性及其破坏可能产生的后果危及人的生命造成经济损失及产生社会影响等的严重性对应水工建筑物级别按表划分为三级水工建筑物级别应按本标准附录的规定划分表水工建筑物结构安全级别水工建筑物的结构安全级别水工建筑
5、物级别对有特殊安全要求的水工建筑物其结构安全级别应经专门研究确定结构及结构构件的结构安全级别可根据其在水工建筑物中的部位本身破坏对水工建筑物安全影响的大小采用与水工建筑物的结构安全级别相同或降低一级地基的结构安全级别应与水工建筑物的结构安全级别相同为了保证各类水工结构的可靠度水平在编制各类水工结构设计规范时应对计算分析细部构造设计材料性能施工质量运行条件及维护等提出相应的规定中华人民共和国建设部批准实施基本符号结构可靠度编号符号涵义编号符号涵义结构的设计基准期结构的失效概率结构的抗力结构的可靠指标结构的作用效应结构的目标可靠指标结构的功能函数第种结构的权系数抗力的平均值第个随机变量包括基本变量
6、和附加变量抗力的标准差随机变量的平均值抗力的变异系数随机变量的标准差作用效应的平均值随机变量的设计验算点作用效应的标准差随机变量的当量正态分布平均值作用效应的变异系数随机变量的当量正态分布标准差结构的可靠概率随机变量的敏度系数作用和作用效应编号符号涵义编号符号涵义作用作用的平均值永久作用永久作用的平均值可变作用可变作用的平均值偶然作用作用的标准差作用的标准值作用的变异系数作用的设计值材料性能和几何参数编号符号涵义编号符号涵义材料性能的标准值材料性能的变异系数材料性能的设计值几何参数结构中材料的性能值几何参数的标准值试件中材料的性能值几何参数的平均值材料性能的平均值几何参数的变异系数材料性能的标
7、准差反映结构材料性能与试件性能差别的一个影响系数水利水电工程结构可靠度设计统一标准分项系数极限状态设计式编号符号涵义编号符号涵义结构的重要性系数承载能力极限状态基本组合的结构系数设计状况系数承载能力极限状态偶然组合的结构系数偶然作用的代表值正常使用极限状态短期组合的结构系数作用的分项系数正常使用极限状态长期组合的结构系数材料性能的分项系数永久作用的标准值永久作用的分项系数可变作用的标准值可变作用的分项系数长期组合系数结构系数结构的功能极限数学符号编号符号涵义编号符号涵义标准正态分布函数随机变量的数学期望标准正态分布的概率密度函数随机变量的方差标准正态分布的反函数指数函数随机变量的概率分布函数作
8、用效应函数随机变量的概率分布函数的反函数结构抗力函数随机变量的概率密度函数结构功能函数极限状态设计原则一般规定水工结构应按承载能力极限状态及正常使用极限状态设计水工结构设计应对结构的各种极限状态规定明确的标志及限值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整个结构或结构的一部分失去刚体平衡结构构件因超过材料强度而破坏包括疲劳破坏或因过度的塑性变形而不适于继续承载结构或结构构件丧失弹性稳定整个结构或结构的一部分转变为机动体系土石结构或地基围岩产生渗透失稳等结构或结构构件达到影响正常使用或耐久性的限值且结构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结构正常使用或外观的变
9、形对运行人员或设备仪表等有不良影响的振动对结构外形耐久性以及防渗结构抗渗能力有不良影响的局部损坏影响正常使用的其它特定状态水利水电工程结构可靠度设计统一标准结构按正常使用极限状态设计的功能限值应由各类水工结构设计规范根据各种功能要求提出水工结构的破坏可分为下列两类其中第二类破坏的结构的可靠度应高于第一类第一类破坏非突发性的破坏破坏前能见到明显征兆破坏过程缓慢第二类破坏突发性的破坏破坏前无明显征兆或结构一旦发生事故难于补救或修复结构设计时应根据结构在施工安装运行检修不同时期可能出现的不同作用结构体系和环境条件按以下三种设计状况设计持久状况短暂状况偶然状况对三种设计状况均应按承载能力极限状态进行设
10、计对持久状况尚应按正常使用极限状态设计对短暂状况可根据需要按正常使用极限状态设计对偶然状况可不按正常使用极限状态设计对于偶然状况应按下列原则进行设计对主要水工建筑物的主要承载结构应按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施使其不致丧失承载能力对次要水工建筑物及主要水工建筑物的非主要承载结构允许产生局部破坏但不得影响主要水工建筑物的主要承载结构的安全基本变量在结构可靠度分析时应将作用和材料地基围岩的性能及结构的几何参数等作为基本变量应将计算模式不定性等作为附加变量基本变量及附加变量应作为随机变量其统计参数和概率分布模型可按本标准附录确定在结构可靠度分析时也可将若干个基本变量和附加变量组合为一个综
11、合变量如结构的综合作用效应和结构的综合抗力极限状态方程结构的功能函数可采用下列表达式式中结构功能函数基本变量和附加变量结构的极限状态应采用下列极限状态方程表达结构按极限状态设计应符合下式要求当仅有结构抗力和作用效应两个综合变量时可表达为水利水电工程结构可靠度设计统一标准结构的可靠指标结构的可靠度宜采用可靠指标度量式中标准正态分布的反函数结构的失效概率结构的失效概率按下式计算结构的可靠概率按下式计算结构的可靠指标宜根据基本变量和附加变量的平均值标准差及概率分布模型按本标准附录中一次二阶矩法进行计算当结构极限状态方程只有作用效应和结构抗力两个相互独立综合变量且均为正态分布时结构的可靠指标可按下式计
12、算式中抗力的平均值抗力的标准差作用效应的平均值作用效应的标准差对应结构的各种设计状况和极限状态结构可靠度设计水平应达到规定的目标可靠指标结构目标可靠指标宜根据对现行各类水工结构设计规范可靠度校准结果结合对正常设计与施工的结构的可靠度分析和运行经验经安全与经济的综合分析按本标准附录确定对承载能力极限状态其目标可靠指标应分别按结构安全级别设计状况破坏类型给出对同一结构安全级别的结构短暂设计状况和偶然设计状况的目标可靠指标应低于持久设计状况的目标可靠指标对正常使用极限状态结构的目标可靠指标可根据不同结构的特点和工程经验确定结构上的作用作用的分类结构上的各种作用当在时间上或空间上基本互相独立每一种作用
13、可作为单独的作用当某些作用相关密切且经常以它们的不利值同时出现可将它们按一种随机作用考虑作用按随时间的变异可按下列分类永久作用可变作用偶然作用水工结构若干作用随时间变异的分类可按本标准附录进行作用按空间位置的变异可按下列分类水利水电工程结构可靠度设计统一标准固定作用可动作用作用按对结构引起的反应可按下列分类静态作用动态作用作用的随机特性结构上的永久作用宜作为随机变量当其变异性不大时可作为常量结构上的可变作用是随时间变化的随机过程可采用可变作用在设计基准期或年时段内的最大小值作为随机变量来处理可变作用的概率分布模型可按本标准附录确定在结构可靠度分析中作用的统计参数和概率分布模型可根据实际观测或试
14、验数据按本标准附录统计方法确定统计数据应有代表性当统计资料不充分时可结合工程经验综合分析判断确定当结构上有些作用是根据多个随机变量用公式计算确定时其统计参数可采用本标准附录的方法确定或合理规定作用的代表值采用分项系数极限状态设计方法时永久作用和可变作用的代表值应采用作用的标准值偶然作用的代表值按有关规范确定永久作用的标准值可采用概率分布的较不利的某个分位值也可以根据传统方法或某种显著特征确定可变作用的标准值可按年或时段内最大小值概率分布较不利的某个分位值确定对那些有传统的取值或有显著特征的以及难以依靠统计资料按概率分布的分位值确定其标准值的可变作用可采用定义形式规定其标准值有明确额定限值的可变
15、作用应规定该额定限值为标准值作用效应的组合水工结构设计应根据在不同设计状况下对可能同时出现的作用按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行作用效应的组合并采用各自的不利组合进行设计对相互排斥的作用不考虑其效应组合对承载能力极限状态应按作用效应的基本组合和偶然组合设计偶然组合中只考虑一个偶然作用在作用效应基本组合中对概率极限状态设计一个主要可变作用可采用设计基准期的概率分布模型及其参数其它可变作用应采用年或时段的概率分布模型及其参数对正常使用极限状态应按相应于持久设计状况的长期组合和短期组合设计根据需要也可考虑相应于短暂状况的短期组合水利水电工程结构可靠度设计统一标准材料地基围岩性能和几何参数
16、材料地基围岩性能的随机特性材料和地基围岩的物理力学特性和其它性能应按有关标准经试验确定材料地基围岩的各种试件性能宜采用随机变量概率分布模型描述统计参数和概率分布模型宜采用本标准附录的方法确定当确定概率分布模型所需的统计资料不充分时人工材料性能可采用正态分布岩土材料地基和围岩性能可采用对数正态分布或其它分布岩土材料和地基围岩试件性能的统计参数与概率分布模型应按每个工程现场取样或现场试验数据确定当数据较少时可按照岩土分类并结合其它工程同类试验数据进行统计分析确定按试件确定的材料地基围岩的性能应通过换算系数或函数转换为结构中材料和现场地基围岩的性能结构中材料和现场地基围岩的性能的不定性应由试件性能的
17、不定性和换算系数或函数的不定性两部分组成按本标准附录的方法计算材料地基围岩性能的标准值采用分项系数极限状态设计方法时材料地基围岩性能的标准值应根据符合规定质量的材料试样现场取样现场试件的试验性能的概率分布的某一分位值确定人工材料不包括大体积混凝土的强度标准值可采用概率分布的分位值水工结构大体积混凝土的强度和岩基围岩强度标准值可采用概率分布的分位值岩土材料和土基强度的标准值可采用概率分布的分位值材料地基围岩的变形模量泊桑比以及物理性能的标准值一般可采用概率分布的分位值设计上有特殊要求时经专门论证可按概率分布较不利的分位值确定水工结构材料和地基围岩长期在有害介质或其它不良环境的影响下其性能可能恶化
18、时在确定其标准值时应予折减几何参数的随机特性和标准值结构截面及轮廓尺寸等几何参数可作为随机变量几何参数的各种统计参数应根据正常生产情况下结构几何尺寸的测试数据用数理统计方法确定当测试数据不充分时可根据有关标准规定的公差经分析判断确定几何参数的概率分布模型可采用正态分布当结构几何参数的变异性对结构抗力作用效应及其它性能影响很小时几何参数可作为常量结构及结构构件的几何参数的标准值一般可采用设计文件规定的尺寸地基围岩中地质软弱面的几何参数可根据勘测资料统计对地质条件判断和工程分析确定其标准值可采用地质建议值结构分析结构分析应包括下列内容水利水电工程结构可靠度设计统一标准确定结构的作用效应确定结构抗力
19、和其它性能作用效应和结构抗力应由作用结构材料性能几何参数计算模式等因素通过结构分析确定结构分析可采用多种计算模式可靠度分析所采用的极限状态方程应以有关规范规定的计算模式为基础结构分析采用的计算模式和基本假定应能体现结构在极限状态下的反应以减少计算模式和基本假定引起的不定性在结构可靠度分析中作用效应和结构抗力计算模式的不定性可用附加变量反映其统计参数可通过规范规定的计算模式的计算结果与较精确计算模式的计算结果或与模型试验原型试验原型观测等结果相比较经统计分析或根据工程经验综合判断确定在分项系数极限状态设计方法中计算模式不定性可在结构系数中反映当结构承受可动作用时应分析其可能的空间位置选用对结构最
20、不利的分布图形整个结构或结构的一部分可用模型试验原型试验或原型观测进行分析在采用试验成果时应考虑其不定性分项系数极限状态设计方法在分项系数极限状态设计式中应以分项系数和基本变量的代表值反映功能函数中基本变量的不定性并与规定的目标可靠指标相联系分项系数应按下列原则确定同一种作用在不同水工结构中宜采用相同的分项系数同一种材料性能在不同水工结构中宜采用相同的分项系数应优选一组分项系数使水工结构设计的计算可靠指标逼近目标可靠指标在分项系数极限状态设计式中宜采用下列分项系数结构重要性系数对应结构安全级别为级级级的结构或结构构件可分别取作用分项系数考虑作用对其标准值的不利变异按下式计算式中作用的标准值作用
21、的设计值材料性能分项系数考虑材料性能对其标准值的不利变异按下式计算式中材料性能的标准值材料性能的设计值设计状况系数反映结构不同设计状况应有不同目标可靠指标对应持久状况短暂状况偶然状况设计状况系数应分别取不同数值结构系数反映作用效应计算模式不定性和抗力计算模式不定性以及上述分项系数水利水电工程结构可靠度设计统一标准未能反映的其它不定性承载能力极限状态基本组合应采用下列设计表达式式中作用效应函数结构抗力函数永久作用的标准值永久作用的分项系数可变作用的标准值可变作用的分项系数几何参数的标准值承载能力极限状态基本组合的结构系数承载能力极限状态偶然组合应采用下列设计表达式式中偶然作用的代表值可变作用的标
22、准值与偶然作用同时出现的某些可变作用其标准值也可根据观测资料和工程经验适当折减承载能力极限状态偶然组合的结构系数对正常使用极限状态作用效应的短期组合作用分项系数材料性能分项系数可采用并可采用下列设计表达式式中结构的功能限值正常使用极限状态短期组合的结构系数对正常使用极限状态作用效应的长期组合作用分项系数材料性能分项系数可采用可变作用的标准值应乘以小于的长期组合系数并可采用下列设计表达式式中正常使用极限状态长期组合的结构系数长期组合系数按本标准附录的方法确定作用分项系数可根据作用的概率分布模型分别按下列公式计算正态分布对数正态分布极值型分布水利水电工程结构可靠度设计统一标准式中作用的变异系数分别
23、为相应于作用的设计值标准值在标准正态分布上的概率宜在其设计验算点附近选用材料地基围岩性能分项系数可根据它们的概率分布模型分别按下列公式计算正态分布对数正态分布式中材料性能的变异系数分别为相应于材料性能的设计值标准值在标准正态分布上的概率宜在其设计验算点附近选用结构系数应由各类水工结构设计规范根据目标可靠指标和上述已定的分项系数按本标准附录确定偶然作用的分项系数可采用在偶然状况下可考虑偶然作用对结构抗力的影响当永久作用效应对结构构件的承载能力有利时作用分项系数应采用小于或等于质量控制水利水电工程各类规范应明确提出对勘测设计施工验收及运行的质量标准和要求以保证结构在设计基准期内具有规定的可靠度质量
24、控制主要环节应包括下列内容收集各类反映质量的信息和数据对收集的信息和数据进行统计分析和判断根据质量标准作出评价及处理意见设计质量控制应通过建立明确的责任制和检查校核制度予以保证设计基本资料完备数据可靠设计采用的基本假定计算模式合理设计文件图纸及计算符合有关规范规定正确无误结构材料制品和施工质量的合格质量水平应根据规定的目标可靠指标制定质量控制的内容步骤和方法应在有关生产施工和验收等规范中明确规定各类结构设计规范和设计文件应明确规定结构的运用条件和维护要求提出正常运用的标准并应进行监测和检查当结构使用条件与设计预定条件不符时应进行专门的验算和分析论证根据需要还应采取适当的保证措施水利水电工程结构
25、可靠度设计统一标准附录水工建筑物级别水利水电工程等别划分应根据其工程规模效益和在国民经济中的重要性按表确定表水利水电工程等别划分工程等别水库总库容防洪排涝灌溉供水水力发电保护城镇及工业区保护农田面积排涝面积灌溉面积供给城镇及矿区装机容量一特别重要特别重要二重要重要三中等中等四一般一般五注总库容指校核洪水位下的静库容灌溉面积及排涝面积系指设计面积挡潮工程的等别参照防洪工程规定在潮灾特别严重地区其工程等别可适当提高供水工程的重要性应根据城市及工矿区和生活区供水规模经济效益和社会效益分析确定水工建筑物的级别应根据其所属工程等别及其在工程中的作用和重要性按表确定表水工建筑物级别工程等级永久性建筑物级别
26、主要建筑物次要建筑物临时性建筑物级别一二三四五注永久性建筑物指工程运行期间使用的建筑物根据其重要性分为主要建筑物指失事后将造成下游灾害或严重影响工程效益的建筑物如堤坝水闸电站厂房及泵站等次要建筑物指失事后不致造成下游灾害或对工程效益影响不大并易于修复的建筑物如挡土墙导流墙及护岸等临时性建筑物指工程施工期间使用的建筑物如导流建筑物施工围堰等等别为二至五等的工程及临时工程遇下述情况经论证可提高或降低其建筑物的级别工程位置特别重要失事后将造成重大灾害者可提高一级当水工建筑物的工程地质条件特别复杂或采用实践经验较少的新型结构时可提高一级临时性水工建筑物如一旦失事将造成严重灾害或对施工有严重影响时可提高
27、一到二级对失事后影响不大的工程经论证其建筑物级别可适当降低水利水电工程结构可靠度设计统一标准附录随机变量的统计参数和概率分布随机变量的统计参数已知随机变量的个试验值和观测值其样本均值标准差变异系数可按以下公式计算概率分布模型的检验卡平方检验宜按下列步骤进行将观测子样排序根据子样范围划分个等距区间使子样全部落入区间范围内计算子样落入区间内的频数以表示子样落入该区间内的频率建立假设假设分布函数计算在区间内的概率子样频率与假设分布计算概率间的总偏差统计量为根据显著性水平一般取自由度为分布中用子样估计的参数个数查分布表得检验临界值若则原假设成立柯尔莫哥洛夫斯米尔洛夫检验宜按下列步骤进行将观测子样排序计
28、算其经验分布用子样经验分布和假设分布建立统计量根据显著性水平一般取查检验临界值表得若则假设被接受概率分布函数密度函数及其数字特征常用的概率分布函数密度函数数学期望方差宜按下列公式计算水利水电工程结构可靠度设计统一标准正态分布式中的平均值的标准差对数正态分布式中的平均值的标准差极值型分布简化的概率密度函数概率分布函数数学期望变异系数按下列公式确定均匀分布式中的下限的上限等腰三角形分布水利水电工程结构可靠度设计统一标准式中的下限的上限的中点递减直角三角形分布式中的下限的上限递增直角三角形分布式中的下限的上限综合变量的分布参数综合变量是独立随机变量的线性函数可按下式计算水利水电工程结构可靠度设计统一
29、标准式中为常量综合变量的均值和标准差可按下式计算式中的均值的标准差综合变量是独立的随机变量的幂函数可按下式计算式中为常量随机变量均符合对数正态分布则综合变量的均值和变异系数可按下式计算综合变量是独立随机变量的任意函数可按下式计算的均值和标准差的近似式为附录可靠指标的计算方法和目标可靠指标结构可靠指标的计算方法一次二阶矩法结构的基本变量服从正态分布且相互独立当结构的极限状态方程为线性时可按下式计算基本变量的平均值和标准差分别为和则结构的可靠指标可按下式计算结构的基本变量服从正态分布且相互独立当极限状态方程符合下式水利水电工程结构可靠度设计统一标准且设计验算点就在失效边界上结构的可靠指标可由下列方
30、程组计算式中的设计验算点的敏度系数结构的基本变量任意分布且相互独立时可按式和将任意分布的基本变量在验算点处当量正态化结构可靠指标按式计算式中随机变量的当量正态分布平均值随机变量的当量正态分布标准差结构可靠度指标迭代计算框图如图目标可靠指标的确定用校准法确定目标可靠指标的步骤宜符合下列规定根据目标可靠指标的适用范围按各类水工结构设计规范选出各种典型结构或结构构件作为校准法的计算对象按结构安全级别分为三组在每一组结构或结构构件中按它们在工程中用量多少造价大小并结合工程经验判断确定其加权系数同一组内的加权系数总和为即以现行设计规范的安全系数或允许应力为约束条件以材料用量最少为目标对上述典型结构或结构
31、构件进行优化设计确定上述设计优化后的结构或结构构件的作用效应和抗力的统计参数和概率模型分别计算出各种典型结构或结构构件的可靠指标求出结构安全级别相同的一组结构或结构构件的加权平均可靠指标即为该结构安全级别按规范校准的可靠指标对已建成的若干典型水工结构或结构构件也按结构安全级别分组每组内的加权系数同前重复款步骤计算出每一组实际水工结构或结构构件的加权可靠指标水利水电工程结构可靠度设计统一标准根据综合考虑安全与经济的最佳平衡确定不同结构安全级别的目标可靠指标水工结构目标可靠指标可按下列规定确定经过对混凝土重力坝设计规范和水工钢筋混凝土结构设计规范的校准和专家判定这两种结构持久状况承载能力极限状态的
32、目标可靠指标见表其它各类水工结构的目标可靠指标值可根据各自的可靠指标校准分析结果参考表确定表目标可靠指标持久状况结构承载能力极限状态结构安全级别级级级破坏类型一类破坏二类破坏附录作用的统计参数和概率分布水工结构上若干作用随时间变异的分类可按表进行可变作用在设计基准期内最大值的概率分布对于风雪压力以及天然河道湖泊的静水压力等无人为控制的可变作用在设计基准期内最大值的概率分布可用极值统计方法确定具体步骤宜符合下列要求将设计基准期分为个时段时段的选择宜使每时段的作用最大值相互独立对时段内的作用最大值进行调查统计每个时段选一个作用最大值取得的数据样本水利水电工程结构可靠度设计统一标准对的样本进行统计分
33、析计算统计参数估计值作出样本的频数直方图估计概率分布模型并经概率分布模型的优度拟合检验选定时段内的作用最大值概率分布函数根据时段概率分布按下式计算设计基准期内作用最大值的概率分布由时段概率分布的统计参数推求设计基准期内作用最大值的统计参数当符合极值型分布时也符合极值型分布其统计参数为作用的标准值可按下列公式计算作用为正态分布作用为极值型分布表水工结构若干作用随时间变异的分类作用类型结构类型建筑物设备自重土压力围岩压力地应力预应力静水压力浪压力渗透压力浮托力水流冲击力脉动压力温度作用湿度作用泥沙压力孔隙水压力风荷载雪荷载冰压力冻胀作用灌浆压力水击压力冲击碰撞制动力人群堆放物品荷载外水压力地震作用
34、混凝土坝水闸土石坝堤溢洪道闸墩水电站厂房泵站隧洞调压井地下结构引水泄水明管或埋管水工闸门塔式进水口护坦消能工挡土结构护岸渠道桥梁渡槽码头船闸闸墙升船机塔架注永久作用可变作用偶然作用水利水电工程结构可靠度设计统一标准附录结构抗力的统计参数和概率分布影响结构抗力不定性的因素应包括结构材料岩土地基等的性能几何参数和计算模式等的不定性等结构材料岩土和地基性能结构材料岩土和地基性能不定性应按下列公式确定式中结构中材料岩土和地基试件的性能值材料岩土和地基试件的性能值考虑材料缺陷施工质量尺寸效应加荷速度试验方法时间效应等因素影响的系数结构材料岩土和地基性能不定性的均值和变异系数应按下列公式确定式中的均值的变
35、异系数试件材料岩土和地基强度性能的标准值当概率分布模型为正态分布时式中见式当概率分布模型为对数正态分布时结构几何参数结构几何参数的不定性反映结构实际尺寸与其标准值的差异几何参数的不定性用表示应按下列公式计算式中分别为结构的几何参数实际值及其标准值几何参数不定性的均值和变异系数为水利水电工程结构可靠度设计统一标准式中分别为结构几何参数实际值的均值及变异系数当结构截面最小尺寸大于时其制作尺寸偏差与截面尺寸相比可忽略不计故其几何参数可视作常量结构抗力的统计参数和概率分布模型综合抗力不定性附加变量的表示式为或式中结构构件或结构的真实抗力以规范规定的材料性能和几何参数标准值及抗力计算公式求得的综合抗力值
36、结构抗力计算不定性附加变量可按工程经验判断确定单一材料的结构或结构构件综合抗力不定性附加变量的变量均值及其变异系数可表示为式中的均值的变异系数复合材料的结构或结构构件及非线性函数表示的综合抗力可用误差传递方法计算结构综合抗力的概率分布模型可假定为对数正态附录确定长期组合系数的方法选择足够长的观测期对可变作用进行连续观测得出可变作用的量值随时间的变化如图所示长期组合系数按可变作用超过的总的持续时间与整个观测期的比值确定图可变作用的量值随时间变化水利水电工程结构可靠度设计统一标准附录结构系数的计算方法结构系数的计算条件和计算步骤已知条件结构的分项系数极限状态设计式和分项系数作用的概率分布模型均值变
37、异系数以及作用效应计算模式不定性的统计参数和作用的标准值及分项系数结构材料性能的概率分布模型均值变异系数以及抗力的计算模式不定性的统计参数和材料性能的标准值及分项系数结构目标可靠指标计算步骤假设结构系数的初始值利用已知的作用和材料性能的标准值分项系数根据分项系数极限状态设计式计算出结构几何尺寸利用求得的结构几何尺寸作用和结构材料性能的统计参数和作用效应与抗力的计算模式不定性统计参数计算出抗力和作用效应的相应参数依据概率极限状态方程按附录的方法计算将算得的可靠指标与目标可靠指标比较如果式不满足若则设重复各步骤若则设重复各步骤如果式满足则假定的即为所求选定规范采用的结构系数的方法和步骤对于同类结构
38、根据影响结构系数计算的各种因素对工程造价大小的影响程度确定各种因素的加权系数根据目标可靠指标相应的结构重要性系数材料性能分项系数作用分项系数设计状况系数按分项系数设计式计算各种设计情况下的结构系数根据各种因素的加权系数对结构系数加权平均求得也可以从各种设计情况下算得的一系列中综合分析选出一个利用上述得出的结构系数值和相应的各种其它分项系数进行试设计根据试设计成果和工程设计经验分析判断最终确定规范选用的值附录本标准用词说明为便于在执行本标准条文时区别对待对要求严格程度不同的用词说明如下表示很严格非这样做不可的正面词采用必须反面词采用严禁表示严格在正常情况下均应这样做的正面词采用应水利水电工程结构可靠度设计统一标准反面词采用不应或不得对表示允许稍有选择在条件许可时首先应这样做的正面词采用宜或可反面词采用不宜条文中指定应按其它有关标准规范执行时写法为应符合的规定附加说明本标准主编单位参加单位和主要起草人名单主编单位原能源部水利部水利水电规划设计总院副主编单位原能源部水利部北京勘测设计研究院参加单位原能源部水利部西北勘测设计研究院原能源部水利部华东勘测设计研究院原能源部水利部上海勘测设计研究院原能源部水利部成都勘测设计研究院主要起草人董育坚袁玖沈义生张学易黄振兴苗琴生韩焕文段乐斋潘玉华张亦昭蔡定一吴熊飞黄东军聂广明干城石波柏宝忠艾永平方光达水利水电工程结构可靠度设计统一标准
