淺談極限狀態下梁式受彎構件的可靠度

□孫 虎

(陜西國防工業職業技術學院 陜西 西安 710300)

淺談極限狀態下梁式受彎構件的可靠度

□孫 虎

(陜西國防工業職業技術學院 陜西 西安 710300)

結構可靠度設計中，基于正常使用極限狀態下的可靠度研究，由于涉及到較多的隨機變量，計算難度較大且模型較為復雜，所以對于這一方面的研究仍是值得深入探索的重要課題[1]。本文對正常使用極限狀態下梁式受彎構件的可靠度的研究背景與意義進行綜述。

極限狀態；受彎構件；可靠度；背景

1 研究背景

民用建筑結構、以及用于工、農業生產的基礎設施等，不但會影響民生的發展，同時也會影響到國家發展的進程。與其他工藝產物相比，土木工程建造物存在不同的特點：首先是費用較為高昂，根據建造結構類型的不同，其費用可能會從上億元到上千億元不等；其次是受結構的重要性等影響，其使用周期從10年到上百年不等。工程結構是否安全關系著諸多方面，不僅對工、農業的生產有著重要的影響，還直接關系到人的生命安全。當一些建筑物具有重要的紀念及歷史意義時，對其可靠性以及外觀美學等方面的要求會更高。

土木工程結構是工、農業的安全生產與國家經濟發展之間的有力聯系，與地域、政治、經濟等密切相關，是受眾多因素相互影響的系統性工程問題。結構或構件可靠性的保證需要多方面的考慮，結構材料的各種性能，作用在結構上產生的力學特性，用于分析結構內力的方法及結構的破壞機理都需要有一定的基礎研究，另外，對結構的設計、施工還需要達到規定的要求以及正常使用的要求，如對結構的布置合理規劃，嚴格按規范規程建造結構，正常使用結構并進行維護。然而，諸如隨機性、模糊性及知識的不完善性，這些不確定性因素的存在對結構可靠性具有一定的影響，因此合理的設計、嚴格的施工以及必要的使用知識可以從源頭上保證結構的可靠性。

1963年以后，基于概率的安全度理論得到快速的發展，并逐步將理論研究應用于工程實踐中，同時為設計規范所采用。上世紀70年代以后，工程領域的結構可靠度理論逐步以概率論和數理統計為基礎，世界各國均將其逐步發展到實用階段。加拿大、前聯邦德國、北歐五國、美國等都編制了相應的規范或準則。

直到上世紀70年代中期，我國才逐步開展在建筑結構領域的結構可靠度理論的研究和應用工作，相比其他國家而言起步較晚，但通過專家、學者等進行大量的理論分析，以及實地采集數據等工作，結合我國工程實踐的經驗，并借鑒國際的相關標準，我國于1992年正式頒布了適用全國的統一標準。目前，在研究結構可靠度理論的“量”與“質”方面，我國專家學者所做的工作已經超過了一些先進國家，這也讓我國結構設計規范的科學水平得以大幅提高。

隨著人們對材料性能和結構破壞機理認識不斷加深，結構設計方法也一直在不斷的改進發展，例如對于鋼筋混凝土結構的設計方法，已逐步發展為目前普遍接受的極限狀態設計法。在極限狀態設計法中，通常包含兩個方面，即承載能力極限狀態和正常使用極限狀態，作為衡量結構在服役期間是否可靠的界限。比較極限狀態設計法中兩個方面的研究，基于現行規范的結構或構件的撓度可靠度研究還比較少。除了這一研究方向不能引起足夠的重視，還存在著實測資料不足，以及難以確定結構失效準則等原因。

2 研究意義

由于土工結構的建造形式較多且具有較廣的應用范圍，在我國大量建設的工業、農業、建筑及其他工程結構中，鋼筋混凝土結構仍然在結構建造形式中占有重要地位。在新型建筑材料不斷涌現的今天，不僅給工程結構的建造帶來巨大的發展潛力，也會讓未來新型材料的應用給土工結構帶來新的發展局面。但是完全可靠的建筑結構是不存在的，由于各種原因導致會結構提前失效的情況，從而無法實現結構預定的功能。由于在結構設計時產生的差錯，或作用在結構上的荷載超過其承受范圍，以及使用的環境和條件發生變化，這些均會使結構不能達到預期的功能。對于鋼-混凝土組合結構亦是如此。

結束語

結構可靠度設計中，基于正常使用極限狀態下的可靠度研究，由于涉及到較多的隨機變量，計算難度較大且模型較為復雜，所以對于這一方面的研究仍是值得深入探索的重要課題。目前，正常使用極限狀態下的鋼筋混凝土梁式構件及組合梁構件的可靠度，以及隨機變量對可靠指標的靈敏度的研究還較少。因此，本文對在正常使用極限狀態下的梁式構件的可靠度綜述。

[1]貢金鑫,仲偉秋,趙國藩.工程結構可靠性基本理論的發展與應用(1)[J].建筑結構學報,2002,04:2-9.

[2]GB50153-2008,工程結構可靠性設計統一標準[S].北京:中國建筑工業出版社,2008.

[3]張明.結構可靠度分析:方法與程序[M].北京:科學出版社,2009.

1004-7026（2017）17-0127-01

TU375

A

10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2017.17.083