第一讲地下结构可靠度与耐久性–概论.ppt

* * 漆泰岳 地址：成都西南交通大学土木工程学院 电话：028H) E-mail：qitaiyue21@ 课程安排 教学方式：讲授、研讨、自学； 考试形式：闭卷考试(在课堂上独立完成) 大作业(在课下独立完成)； 上课时间：上课9～10次； 课程主要内容： 1、结构可靠度基本理论与计算方法； 2、地下结构可靠度与耐久性设计的基本方法； 3、实例分析。 教材及主要参考书： 教 材 高波，赵玉光编著。土木工程结构可靠度。成都：西南交通大学出版社 参考书 1、［日］松尾稔著，万国朝等译。地基工程学可靠性设计的理论和实际。北京：人民交通出版社，1999，2 2、杨伟军，赵传智编著。土木工程结构可靠度理论与设计。北京：人民交通出版社，1999,1 3、赵国藩，金伟良，贡金鑫著。结构可靠度理论。北京：中国建筑工业出版社，2000,12 4、张新培编著。建筑结构可靠度分析与设计。北京：科学出版社，2001,6 1绪 论 3可靠度计算方法 4地下结构可靠度及实例介绍 2结构可靠度的基本概念 主要内容 主要内容 第一讲　概论 1.1可靠度理论的发展 1.2岩土工程可靠度分析的特点 1.3主要存在的问题 1绪论 1.1可靠度理论的发展 可靠与不可靠—指某人是否恪守信义，或某事物是或非的一种主观推测，是模糊的、无法预测的概念。但给其赋予数学含义，用概率语言来表达就有量的概念。 第二次世界大战期间(1944年)，军事需要。 二战后，重要工程的需要，从军事转向民用。 在土木工程领域。1947年，前苏联的尔然尼钦提出了一次二阶矩理论，同时美国的弗罗伊詹特(A.M.Freudenthal)进行了类似的工作。 1976年，我国才开始在土木工程领域的可靠度研究。 1996年，开展了地下结构—隧道结构可靠度的研究。 1.1 1976年，国家建委在建 部门开展了“建筑结构安全度与荷 载组合”课题的研究； 1979年，编制了“建筑结构设计统一标准”，1984年经国家计委批准试行； 1989年，各种新的建筑结构设计规范陆续出版使用； 1992年，国家技术监督局和建设部发布了“工程结构可靠度设计统一标准(GB50153-92)。 1.2岩土工程可靠度分析的特点 岩土体是在漫长的地质年代中形成的，又经历了包括自然和人类作用引起的变化，岩土具有随时空变化的变异性； 岩土工程规模尺寸比一般工程大，其计算边界是模糊的； 岩土体是一种高度非线性材料，在不同的应力水平下具有不同的变形特性，相应的极限状态方程的非线性也很显著； 岩土性质具有较强的自相关性和互相关性； 岩土试样的性质与原状岩土的性质存在着较大差异，即使进行原位测试也不能完全真实反映出原状土的性质。 1.2 1.3主要存在的问题 基本随机参数统计特征的研究工作还不足，统计样本少，试验数量少，还有待进一步做大量工作； 基本随机变量的互相关性研究还不足； 影响可靠度的变量的权重的研究不深入； 裂隙岩体中隧道可靠度的研究还不足。 如何确定隧道失效模式的可靠度及其体系可靠度值得进一步研究； 采用不同方法计算结果有所差异，如何评价计算结果的差异还有待于进一步研究。 1.3 2.1随机事件与随机变量 2.2随机变量的分布 2.3结构极限状态(p10) 2.4结构可靠指标(p16) 2.5可靠指标与安全系数(p19) 2结构可靠度的基本概论 在岩土工程中的许多工程现象和过程，表现出很大的随机性。其特征往往难以预先知道，或者仅在某种程度上可加以预估而无确切的把握。 自然界和人类社会所可能发生的事件不外乎三类：(1)必然事件；(2)不可能事件；(3)随机事件。 2.1随机事件与随机变量 如果我们研究的是岩土体的某个指标的某个数值出现的可能性或者是岩土工程性状的某一特征出现的可能性，我们就把这种出现的现象称为事件。 2.1 在工程技术科学中，许多随机现象与某些物理量的数值输出有关，有些虽然在本质上没有数值概念，但也可以人为地加以数量化。这种与随机事件有关的数值称为随机变量。随机变量的某个数值表示一个随机变量大小虽不能确切地知道但我们可以用它小于等于某一变量的概率来描述这个随机变量的规律。 由这些基本随机变量组成的描述结构功能的函数： Z=G(X1,X2,···，Xn) 称为功能函数。 2.2随机变量的分布 平均值μX(又称为数学期望)是指概率加权平均的概念，即所有可能出现的数值，每个数值与它出现的概率相乘，将所有可能出现的这种乘积相加就得到数学期望值，记为E(X)。 对离散型： 对连续型： 2.2 方差