结构构件材料性能不确定性：地震可靠度设计原理

结构构件材料性能的不定性，主要是指因材料品质、制作工艺、环境条件、加荷速率等因素的差异而引起的构件材料性能（如强度、弹性模量、泊松比）的变异性。统计分析时，结构构件材料性能的不定性用随机变量xm表示为

式中　fc——结构构件实际的材料性能值，由实测得到；

k0fK——规范规定的结构构件材料性能值，由规范查出；

fK——规范规定的材料性能标准值；

k0——规范规定的反映结构构件材料性能与试件材料性能差别的系数。

引入试件材料性能值fs，改写式（4-5）成为

或　

其中　

式中　xf——反映试件材料性能值与规范规定的材料性能标准值差别的随机变量；

x0——反映结构构件材料性能与试件材料性能差别的随机变量。

对于式（4-6）、式（4-7）应用式（4-2）～式（4-4），可得xm的统计参数为

均值　

变异系数　

或　

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目前我国已对各种常用结构材料的强度性能进行大量统计研究，得出其强度不定性统计参数如表4-1所示。

表4-1　我国常用结构材料强度不定性xm的统计参数

续表

【例4-1】 求Q235沸腾钢构件屈服强度的统计参数、。

已知：试件材料屈服强度均值＝280.3N/mm2，标准差＝21.3N/mm2，经观测数据统计，构件中材料的屈服强度与试件材料屈服强度之比x0的均值＝0.92，标准差＝0.032，由规范查得的该材料屈服强度值为k0fK＝240N/mm2。

解：由题意知　＝＝280.3N/mm2

＝＝21.3N/mm2

试件材料性能（屈服强度）的变异系数为

构件屈服强度与试件屈服强度之比的变异系数为

由式（4-11）、式（4-12）得构件屈服强度不定性变量的均值和变异系数为

即Q235沸腾钢构件屈服强度不定性（构件材料实际屈服强度与规范值之比）变量的均值为1.076，变异系数为0.084。