目标的可靠度设计原理

目标可靠度pT的大小影响到所设计结构的经济性和安全可靠性。若pT定得高，则结构设计得强，但造价加大；而若pT定得低，则结构设计得弱，使人产生不安全感。因此，结构设计目标可靠度的确定应以达到结构可靠和经济合理的最佳平衡为原则，一般需考虑以下四个因素：

（1）公众心理。由公众心理分析认为，胆大的人可承受的危险率为每年10—3，谨慎的人允许的危险率为每年10—4，而当危险率为每年10—5或更小时，一般人都不再考虑其危险性。因此，对于工程结构而言，可以认为年失效概率小于1×10—4是较安全的，年失效概率小于1×10—5是安全的，而年失效概率小于1×10—6则是很安全的。一般结构的实际设计基准期为50年，因此，当在结构的设计基准期内失效概率分别小于5×10—3、5×10—4、5×10—5时，可以认为结构较安全、安全和很安全，这时相应的可靠指标约在2.5～4.0之间。

（2）结构重要性。一般而言，对于重要结构，如水利枢纽中的拦河大坝，设计目标可靠度应定得高些；而对于次要结构，如泄水建筑物下游导水渠，设计目标可靠度可定得低些。世界上大多数国家将工程结构按重要性分成三等，即重要结构、一般结构和次要结构。水利水电工程一般分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级。常以一般结构（或Ⅱ级）的设计目标可靠度为基准，对于重要结构使其失效概率减小一个数量级，而次要结构使其失效概率增加一个数量级。

（3）结构破坏性质，由于脆性结构破坏前几乎无预兆，其破坏造成的后果比延性结构更为严重。因此，工程上一般要求脆性结构的设计目标可靠度应高于延性结构的设计目标可度。

（4）社会经济承受力。一般地，社会经济愈发达，公众对工程结构可靠性的要求将愈高，因而设计目标可靠度也会定得愈高。

确定结构设计的目标可靠度，一般采用校准法。它承认传统设计对结构安全性要求的合理性，通过采用结构可靠度分析理论对传统方法所具有的可靠度进行分析，以传统方法的可靠度水平作为结构概率可靠度设计方法的目标可靠度。例如，我国建筑结构规范中的概率定值设计法采用的目标可靠指标（表6-1），就是根据原来半经验半概率定值设计法所具有的可靠度水平确定的。我国《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》（GB 50199—94）指出，水工结构目标可靠指标可按下列规定确定：经过对《混凝土重力坝设计规范》和《水工钢筋混凝土结构设计规范》的校准和专家判定，确定该二类结构持久状况承载力极限状态的目标可靠指标βT（表6-2），其他各类水工结构的目标可靠指标βT值，可根据各自的可靠指标校准分析结果，参考表6-2确定。(www.xing528.com)

表6-2中，一类破坏是指非突发性的破坏，破坏前能见到明显征兆，破坏过程缓慢；二类破坏是指突发性的破坏，破坏前无明显征兆，或结构一旦发生事故难于补救或修复。

表6-1　我国建筑结构目标可靠指标βT值

表6-2　混凝土重力坝、水工钢筋混凝土结构持久状况承载力极限状态βT值