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1、 37 附录B 试验辅助设计 B 1 基本要求 B 1 1 试验辅助设计应符合下列要求 1 在试验进行之前 应制定试验方案 试验方案应包括试验目的 试件的 选取和制作 以及试验实施和评估等所有必要的说明 2 制定试验方案 应预先进行定性分析 确定所考虑结构或构件性能的可 能临界区域和相应极限状态标志 3 试件宜采用与构件实际加工相同的工艺制作 4 按试验结果确定设计值时 应考虑试验数量的影响 B 1 2 应通过适当的换算或修正系数考虑试验条件与结构实际条件的不同 换 算系数 应通过试验或理论分析来确定 影响换算系数 的主要因素包括尺寸效 应 时间效应 试件的边界条件 环境条件 工艺条件等 B
2、2 试验结果的统计评估原则 B 2 1 统计评估应符合下列基本原则 1 在评估试验结果时 应将试件的性能和失效模式与理论预测值进行对比 当偏离预测值过大时 应分析原因 并做补充试验 2 应根据已有的分布类型及参数信息 以统计方法为基础对试验结果进行 评估 本附录给出的方法仅适用于统计数据 或先验信息 取自同一母体的情况 3 试验的评估结果仅对所考虑的试验条件有效 不宜将其外推应用 B 2 2 材料性能 模型参数或抗力设计值的确定应符合下列基本原则 1 可采用经典统计方法或贝叶斯法推断材料性能 模型参数或抗力的设计 值 先确定标准值 然后除以一个分项系数 必要时要考虑换算系数的影响 2 在进行材
3、料性能 模型参数或抗力设计值评估时 应考虑试验数据的离散 性 与试验数量相关的统计不定性和先验的统计知识 38 附录C 分项系数确定方法 C 1 一般规定 C 1 1 按本附录进行可靠度分析和设计时 应具备下列条件 1 建立了所考虑极限状态的方程 2 基本变量具有准确 可靠的统计数据及概率分布 C 1 2 两个及两个以上可变作用参与组合时 可采用塔克斯特拉 Turkstra 规则 进行组合 C 2 可靠指标计算 C 2 1 可靠指标计算宜采用考虑基本 或综合 变量概率分布类型的一次可靠 度方法 也可采用其他方法 C 2 2 采用一次可靠度方法计算可靠指标时 应符合下列规定 1 仅有抗力和作用效
4、应两个相互独立的变量且均服从正态分布时 可靠指 标按下式计算 RS 22 RS C 2 2 1 式中 可靠指标 RS 抗力和作用效应的平均值 RS 抗力和作用效应的标准差 2 极限状态方程为式 4 3 5 1 且有多个相互独立的非正态基本变量时 可靠指标按下列公式迭代计算 12X 1 2 X 1 j j n nPj j j n P j j g g xxxx X g X C 2 2 2 39 X X 2 X 1 i i j P i n P j j g X g X ni 2 1 C 2 2 3 XXX iii i x ni 2 1 C 2 2 4 1 XXX iii ii x Fx ni 2 1
5、C 2 2 5 1 X X X i i i i i Fx fx ni 2 1 C 2 2 6 式中 g 功能函数 包括计算模式不确定性 i X 基本变量 i x 基本变量 i X的验算点坐标值 P i X g 功能函数的一阶偏导数在验算点P处的值 Xi Xi 基本变量i X的当量正态化变量 i X 的平均值和标准差 X i f X i F 基本变量 i X的概率密度函数和概率分布函数 1 标准正态随机变量的概率密度函数 概率分布函 数和概率分布函数的反函数 3 极限状态方程为式 4 3 5 1 且有多个相关的非正态基本变量时 将式 C 2 2 2 和式 C 2 2 3 用下面的公式替换后进行可
6、靠指标迭代计算 12X 1 X XXX 11 j kjkj n nPj j j nn PP kj kj g g x xxx X gg XX C 2 2 7 X XX 1 X X XXX 11 ijj i kjkj n P j j nn PP kj kj g X gg XX ni 2 1 C 2 2 8 式中 X X ij 当量正态化变量 i X 与 j X 的相关系数 可近似取变量 i X与 j X的 40 相关系数 X X ij C 3 可靠度校准 C 3 1 本节可靠度校准方法适用于杆系结构或构件 其他结构可参照执行 C 3 2采用可靠度方法校准按已有设计方法所设计结构或构件的可靠度水平时
7、 所选取的结构或构件应具有代表性 C 3 3 结构可靠度校准可采用下列步骤 1 确定校准范围 如选取结构物类型或结构材料形式 混凝土结构 钢结 构等 根据目标可靠指标的适用范围选取代表性的结构或构件 包括构件的破 坏形式 2 确定设计中基本变量的取值范围 如可变作用标准值与永久作用标准值 比值的范围 3 分析传统设计方法的表达式 如抗弯表达式 抗剪表达式 结构稳定验 算表达式等 4 计算不同结构或构件的可靠指标 i 5 根据结构或构件在工程中的应用数量 所占比例和重要性 确定一组权 重系数 i 并满足下式要求 n i i 1 1 C 3 2 1 6 按下式确定所校准结构或构件可靠指标的加权平均
8、值 ave 1 n ii i C 3 2 2 C 3 4 结构或构件的目标可靠指标 T 应在式 C 3 2 2 可靠度校准结果的基础 上经技术 经济等综合分析判断确定 C 4 分项系数确定 C 4 1本节确定分项系数的方法适用于杆系结构或构件 其他结构可参照执行 C 4 2 结构或构件设计表达式中分项系数的确定应符合下列原则 41 1 结构上的同种作用采用相同的作用分项系数 不同的作用采用各自的作 用分项系数 2 不同种类的构件采用不同的抗力分项系数 同一种构件在任何可变作用 下 抗力分项系数不变 3 对各种构件在不同的作用效应比下 按所选定的作用分项系数和抗力系 数进行设计 使所得的可靠指标
9、与目标可靠指标 T 具有最佳的一致性 C 4 3结构或构件设计表达式中的分项系数可采用优化方法和设计值方法确定 并应符合下列规定 1优化方法应按下列步骤进行 1 选定代表性的结构或构件 或破坏方式 一个永久作用和一个可变作 用组成的简单组合 如桥梁自重 汽车荷载 和常用的作用效应比 可变作用效 应标准值与永久作用效应标准值的比值 2 对于安全等级为二级的结构或构件 重要性系数 0 取为1 0 3 对选定的结构或构件 确定永久作用分项系数 G 和可变作用分项系数 Q 下简单组合的抗力设计值 4 对于选定的结构或构件 确定抗力系数 R 下简单组合的抗力标准值 5 计算选定结构或构件简单组合下的可靠
10、指标 6 对选定的所有代表性结构或构件 所有 G 和 Q 的范围 以0 1或0 05的 级差 优化确定 R 选定一组使按分项系数表达式设计的结构或构件的可靠 指标 与目标可靠指标 T 最接近的分项系数 G Q 和 R 7 根据以往的工程经验 对优化确定的分项系数 G Q 和 R 进行判断 必要时进行调整 8 当永久作用起有利作用时 分项系数表达式中的永久作用取负号 根据 已经选定的分项系数 Q 和 R 通过优化确定分项系数 G 以0 1或0 05的级差 9 对于安全等级为一 三级的结构或构件 以上面确定的安全等级为二级 结构或构件的分项系数为基础 同样以按分项系数表达式设计的结构或构件的可 4
11、2 靠指标 与目标可靠指标 T 最接近为条件 优化确定结构重要性系数 0 2 当按设计值方法确定分项系数时 永久作用分项系数 G 可变作用分项 系数 Q 和抗力分项系数 R 可分别按式 C 4 2 1 式 C 4 2 1 和式 C 4 2 3 确定 1 GTG d G kk FG GG C 4 2 1 1 QTQ d Q kk ii i i ii F Q QQ C 4 2 2 kk R 1 dRTR RR RF C 4 2 3 式中 d G di Q d R 分别为永久作用 可变作用和结构抗力的设计值 k G ki Q k R 分别为永久作用 可变作用和结构抗力的标准值 1 G F 1 Q i
12、 F 1 R F 分别为永久作用 可变作用和结构抗力随机变 量概率分布函数的反函数 T 目标可靠指标 G Qi R 采用一次二阶矩法计算可靠指标时永久作用 可变作 用和结构抗力的敏感系数 可通过优化分析确定 永久作用 可变作用和抗力分布服从正态分布 极值I型分布和对数正态分 布时 分项系数可分别按式 C 4 2 4 式 C 4 2 5 式 C 4 2 6 和式 C 4 2 7 确定 GGGGT 1 k C 4 2 4 1111 QQQQT 10 77970 5772lnln k C 4 2 5 QQQQT 10 77970 5772lnln iiii m k C 4 2 6 R RRRT 1 exp k C 4 2 7 43 式中 G k 1 Q k Qi k R k 分别为永久作用 主导可变作用 第i个非主导可 变作用和结构抗力随机变量平均值与标准值的比值 G 1 Q Qi R 分别为永久作用 主导可变作用 第i个非主导可 变作用和结构抗力随机变量的变异系数 m 第i个非主导可变作用随机变量设计基准期内的时段数
