可靠指标计算方法及应用场景简介

1.结构构件的可靠指标

当结构抗力R和作用效应S服从正态分布时的，可靠指标β可以表示为：

代入式（2.5），则有

从图2.4中可以看出，随着β的增大，结构构件的失效概率Pf减小，反之亦然。并且从式（2.7）可看出β值与失效概率Pf之间存在一一对应关系，见表2.8，β可以作为衡量结构可靠性的一个指标，故称其为结构的“可靠指标”。

表2.8　可靠指标β与失效概率运算值Pf的关系

用可靠指标β来度量结构的可靠性比较方便，因为它只与功能函数的概率分布的均值μZ和标准差σZ有关。因此，《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068—2001）采用可靠指标β代替失效概率Pf来度量结构的可靠性。

由于多数荷载不服从正态分布，结构的抗力一般也不服从正态分布，所以实际工程中出现功能函数仅与两个正态变量有关的情况是很少的。此外，结构的极限状态方程也可能是多变量的非线性的。因此，应该采用一种求解可靠指标β的一般方法，可应用于功能函数包含多个正态或非正态变量、极限状态方程为线性或非线性的情况。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068—2001）采用的是国际结构安全度委员会（JCSS）推荐的“一次二阶矩法”。

2.设计可靠指标(www.xing528.com)

结构构件设计时所应达到的可靠指标称为设计可靠指标，它是根据设计所要求达到的结构可靠度而取定的，所以又称为目标可靠指标。

1）承载能力极限状态时的设计可靠指标

当结构构件发生延性破坏时，目标可靠指标［β］值可定得稍低些，发生脆性破坏时，［β］值定得稍高些。延性破坏是指结构构件在破坏前有明显的变形或其他预兆；脆性破坏是指结构构件在破坏前无明显的变形或其他预兆。《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068—2001）根据结构的安全等级和破坏类型，在对有代表性的结构构件进行可靠度分析的基础上，规定了按承载能力极限状态设计时采用的目标可靠指标［β］，见表2.9。

表2.9　结构构件承载能力极限状态的目标可靠指标［β］

表中数值是以建筑结构安全等级为二级时延性破坏时的［β］值3.2作为基准的，其他情况应增减0.5。

2）正常使用极限状态时的设计可靠指标

为促进房屋使用性能的改善，《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068—2001）对结构构件正常使用的可靠度做出了规定。对于正常使用极限状态的可靠指标，一般应根据结构构件作用效应的可逆程度宜取0～1.5。可逆程度较高的结构构件取较低值；可逆程度较低的结构构件取较高值。不可逆极限状态指产生超越状态的作用被移去后，仍将永久保持超越状态的一种极限状态；可逆极限状态指产生超越状态的作用被移去后，将不再保持超越状态的一种极限状态。

按照可靠指标方法设计时，实际结构构件的可靠指标β值应满足下式的要求：

采用可靠指标设计方法，能够比较充分地考虑各有关因素的客观变异性，使所设计的结构比较符合预期的可靠度要求，并在不同结构之间，设计可靠度具有相对可比性。