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建筑結構可靠性設計統一標準
Unified standard for reliability design of
building structures
（征求意見(jiàn)稿）
中華人民共和國國家標準
建筑結構可靠性設計統一標準
Unified standard for reliability design of
building structures
GB 50068－201×
中國建筑科學(xué)研究院
2017年2月 北京
前言
根據住建部《2015年工程建設標準規范制訂、修訂計劃》（建標[2014]189號）的要求，中國建筑科學(xué)研究院會(huì )同有關(guān)單位共同對國家標準《建筑結構可靠度設計統一標準》GB 50068-2001進(jìn)行了全面修訂。
本標準以黑體字標志的條文為強制性條文，必須嚴格執行。
為了提高標準質(zhì)量，請各單位在執行本標準的過(guò)程中，注意總結經(jīng)驗，積累資料，隨時(shí)將有關(guān)的意見(jiàn)和建議寄給中國建筑科學(xué)研究院（地址：北京市北三環(huán)東路30號；郵政編碼：100013），以供今后修訂時(shí)參考。
本標準主編單位：中國建筑科學(xué)研究院。
本標準參編單位：中國建筑東北設計研究院有限公司、重慶大學(xué)、中南建筑設計院股份有限公司、中國建筑西南設計研究院有限公司、大連理工大學(xué)、浙江大學(xué)、國家建筑工程質(zhì)量監督檢驗中心。
本標準主要起草人：史志華、肖從真、陳 凱、朱愛(ài)萍、劉斌、戴國欣、徐厚軍、楊學(xué)兵、貢金鑫、金偉良、滕延京、羅開(kāi)海、邸小壇、白生翔。
目次
1 總則. 6
2 術(shù)語(yǔ)、符號. 7
2.1 術(shù)語(yǔ). 7
2.2 符號. 13
3 基本規定. 16
3.1 基本要求. 16
3.2 安全等級和可靠度. 16
3.3 設計使用年限和耐久性. 17
3.4 可靠性管理與風(fēng)險評估. 18
4 極限狀態(tài)設計原則. 19
4.1 極限狀態(tài). 19
4.2 設計狀況. 20
4.3 極限狀態(tài)設計. 20
5 結構上的作用和環(huán)境影響. 22
5.1 一般規定. 22
5.2 結構上的作用. 22
5.3 環(huán)境影響. 24
6 材料和巖土的性能及幾何參數. 25
6.1 材料和巖土的性能. 25
6.2 幾何參數. 25
7 結構分析和試驗輔助設計. 27
7.1 一般規定. 27
7.2 結構模型. 27
7.3 作用模型. 27
7.4 分析方法. 28
7.5 試驗輔助設計. 28
8 分項系數設計方法. 29
8.1 一般規定. 29
8.2 承載能力極限狀態(tài). 30
8.3 正常使用極限狀態(tài). 34
附錄A 質(zhì)量管理. 36
A.1 質(zhì)量控制要求. 36
A.2 設計審查及施工檢查. 37
附錄B 作用舉例及可變作用代表值的確定原則. 38
B.1 作用舉例. 38
B.2 可變作用代表值的確定原則. 39
附錄C 試驗輔助設計. 44
C.1 一般規定. 44
C.2 試驗結果的統計評估原則. 44
C.3 單項性能指標設計值的統計評估. 44
附錄D 結構可靠度分析基礎和可靠度設計方法. 47
D.1 一般規定. 47
D.2 結構可靠指標計算. 47
D.3 結構可靠度校準. 49
D.4 基于可靠指標的設計. 50
D.5 分項系數的確定方法. 51
D.6 組合值系數的確定方法. 52
附錄E 既有結構的可靠性評定. 53
E.1 一般規定. 53
E.2 承載能力評定. 53
E.3 適用性評定. 55
E.4 耐久性評定. 56
E.5 抗災害能力的評定. 56
附錄Ｆ 可靠性風(fēng)險管理. 58
F.1 一般規定. 58
F.2 可靠性風(fēng)險等級評估. 58
F.3 評估要求. 60
附錄G 耐久性極限狀態(tài)設計. 61
G.1 一般規定. 61
G.2 設計使用年限. 61
G.3 環(huán)境影響種類(lèi). 61
G.4 耐久性極限狀態(tài). 62
G.5 耐久性極限狀態(tài)設計方法和措施. 64
附錄H 結構整體穩固性. 66
H.1 一般規定. 66
H.2 設計原則. 66
H.3 設計方法. 67
H.4 安全管理與評估. 67
本標準用詞說(shuō)明. 69
附：條文說(shuō)明……………………………………………………………………….71
1 總則
1.0.1 為統一各種材料的建筑結構可靠性設計的基本原則、基本要求和基本方法，使結構符合可持續發(fā)展的要求，并符合安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進(jìn)、確保質(zhì)量的要求，制定本標準。
1.0.2 本標準適用于整個(gè)結構、組成結構的構件以及地基基礎的設計；適用于結構施工階段和使用階段的設計；適用于既有結構的可靠性評定。
1.0.3建筑結構設計宜采用以概率理論為基礎、以分項系數表達的極限狀態(tài)設計方法；當缺乏統計資料時(shí)，建筑結構設計可根據可靠的工程經(jīng)驗或必要的試驗研究進(jìn)行，也可采用容許應力或單一安全系數等經(jīng)驗方法進(jìn)行。
1.0.4 制定建筑結構荷載規范和各種材料的結構設計規范以及其他相關(guān)標準應遵守本標準規定的基本準則，并應制定相應的具體規定。
1.0.5 建筑結構設計除應遵守本標準的規定外，尚應符合國家現行有關(guān)標準的規定。
2 術(shù)語(yǔ)、符號
2.1 術(shù)語(yǔ)
2.1.1結構 structure
能承受作用并具有適當剛度的由各連接部件有機組合而成的系統。
2.1.2結構構件 structural member
結構在物理上可以區分出的部件。
2.1.3結構體系 structural system
結構中的所有承重構件及其共同工作的方式。
2.1.4結構模型 structural model
用于結構分析、設計等的理想化的結構體系。
2.1.5設計使用年限 design working life
設計規定的結構或結構構件不需進(jìn)行大修即可按預定目的使用的年限。
2.1.6設計狀況 design situations
代表一定時(shí)段內實(shí)際情況的一組設計條件，設計應做到在該組條件下結構不超越有關(guān)的極限狀態(tài)。
2.1.7持久設計狀況 persistent design situation
在結構使用過(guò)程中一定出現，且持續期很長(cháng)的設計狀況，其持續期一般與設計使用年限為同一數量級。
2.1.8短暫設計狀況 transient design situation
在結構施工和使用過(guò)程中出現概率較大，而與設計使用年限相比，其持續期很短的設計狀況。
2.1.9偶然設計狀況 accidental design situation
在結構使用過(guò)程中出現概率很小，且持續期很短的設計狀況。
2.1.10地震設計狀況 seismic design situation
結構遭受地震時(shí)的設計狀況。
2.1.11荷載布置 load arrangement
在結構設計中，對自由作用的位置、大小和方向的合理確定。
2.1.12荷載工況 load case
為特定的驗證目的，一組同時(shí)考慮的固定可變作用、永久作用、自由作用的某種相容的荷載布置以及變形和幾何偏差。
2.1.13 極限狀態(tài) limit states
整個(gè)結構或結構的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿(mǎn)足設計規定的某一功能要求，此特定狀態(tài)為該功能的極限狀態(tài)。
2.1.14 承載能力極限狀態(tài) ultimate limit states
對應于結構或結構構件達到最大承載力或不適于繼續承載的變形的狀態(tài)。
2.1.15 正常使用極限狀態(tài) serviceability limit states
對應于結構或結構構件達到正常使用的某項規定限值的狀態(tài)。
2.1.16 不可逆正常使用極限狀態(tài) irreversible serviceability limit states
當產(chǎn)生超越正常使用要求的作用卸除后，該作用產(chǎn)生的后果不可恢復的正常使用極限狀態(tài)。
2.1.17 可逆正常使用極限狀態(tài) reversible serviceability limit states
當產(chǎn)生超越正常使用要求的作用卸除后，該作用產(chǎn)生的后果可以恢復的正常使用極限狀態(tài)。
2.1.18 耐久性極限狀態(tài) durability limit states
對應于結構或結構構件在環(huán)境影響下出現的劣化達到耐久性的某項規定限值或標志的狀態(tài)。
2.1.19 抗力 resistance
結構或結構構件承受作用效應和環(huán)境影響的能力。
2.1.20 結構整體穩固性 structural integrity，structural robustness
當發(fā)生火災、爆炸、撞擊或人為錯誤等偶然事件時(shí)，結構整體能保持穩固且不出現與起因不相稱(chēng)的破壞后果的能力。
2.1.21 關(guān)鍵構件 key member，key element
結構承載能力極限狀態(tài)性能所依賴(lài)的結構構件。
2.1.22 連續倒塌 progressive collapse
初始的局部破壞，從構件到構件擴展，最終導致整個(gè)結構倒塌，或與起因不相稱(chēng)的一部分結構倒塌。
2.1.23 可靠性 reliability
結構在規定的時(shí)間內，在規定的條件下，完成預定功能的能力。
2.1.24 可靠度 degree of reliability，reliability
結構在規定的時(shí)間內，在規定的條件下，完成預定功能的概率。
2.1.25 失效概率 probability of failure
結構不能完成預定功能的概率。
2.1.26 可靠指標 reliability index
度量結構可靠度的數值指標，可靠指標與失效概率的關(guān)系為=-，其中為標準正態(tài)分布函數的反函數。
2.1.27 風(fēng)險 risk
不確定性對目標的影響。
2.1.28 基本變量 basic variable
代表物理量的一組規定的變量，用于表示作用和環(huán)境影響、材料和巖土的性能以及幾何參數的特征。
2.1.29 功能函數 performance function
關(guān)于基本變量的函數，該函數表征一種結構功能。
2.1.30 概率分布 probability distribution
隨機變量取值的統計規律，一般采用概率密度函數或概率分布函數表示。
2.1.31 統計參數 statistical parameter
在概率分布中用來(lái)表示隨機變量取值的平均水平和離散程度的數字特征。
2.1.32 分位值 fractile
與隨機變量概率分布函數的某一概率相應的值。
2.1.33 名義值 nominal value
用非統計方法確定的值。
2.1.34 極限狀態(tài)法 limit state method
不使結構超越某種規定的極限狀態(tài)的設計方法。
2.1.35 容許應力法 permissible stress method，allowable stress method
使結構或地基在作用標準值下產(chǎn)生的應力不超過(guò)規定的容許應力的設計方法。
2.1.36 單一安全系數法 single safety factor method
使結構或地基的抗力標準值與作用標準值的效應之比不低于某一規定安全系數的設計方法。
2.1.37 作用 action
施加在結構上的集中力或分布力和引起結構外加變形或約束變形的原因。前者為直接作用，也稱(chēng)為荷載；后者為間接作用。
2.1.38 外加變形 imposed deformations
結構在地震、不均勻沉降等因素作用下，邊界條件發(fā)生變化而產(chǎn)生的位移和變形。
2.1.39 約束變形 constrained deformations
結構在溫度變化、濕度變化及混凝土收縮等因素作用下，由于存在外部約束而產(chǎn)生的內部變形。
2.1.40 作用效應 effect of action
由作用引起的結構或結構構件的反應。
2.1.41 單個(gè)作用 single action
可認為與結構上的任何其他作用之間在時(shí)間和空間上為統計獨立的作用。
2.1.42 永久作用 permanent action
在設計所考慮的時(shí)期內始終存在且其量值變化與平均值相比可以忽略不計的作用；或其變化是單調的并趨于某個(gè)限值的作用。
2.1.43 可變作用 variable action
在設計使用年限內其量值隨時(shí)間變化，且其變化與平均值相比不可忽略不計的作用。
2.1.44 偶然作用 accidental action
在設計使用年限內不一定出現，而一旦出現其量值很大，且持續期很短的作用。
2.1.45 地震作用 seismic action
地震動(dòng)對結構所產(chǎn)生的作用。
2.1.46 土工作用 geotechnical action
由巖土、填方或地下水傳遞到結構上的作用。
2.1.47 固定作用 fixed action
在結構上具有固定空間分布的作用。當固定作用在結構某一點(diǎn)上的大小和方向確定后，該作用在整個(gè)結構上的作用即得以確定。
2.1.48 自由作用 free action
在結構上給定的范圍內具有任意空間分布的作用。
2.1.49 靜態(tài)作用 static action
使結構產(chǎn)生的加速度可以忽略不計的作用。
2.1.50 動(dòng)態(tài)作用 dynamic action
使結構產(chǎn)生的加速度不可忽略不計的作用。
2.1.51 有界作用 bounded action
具有不能被超越的且可確切或近似掌握界限值的作用。
2.1.52 無(wú)界作用 unbounded action
沒(méi)有明確界限值的作用。
2.1.53 作用的標準值 characteristic value of an action
作用的主要代表值?？筛鶕τ^(guān)測數據的統計、作用的自然界限或工程經(jīng)驗確定。
2.1.54 設計基準期 design reference period
為確定可變作用等取值而選用的時(shí)間參數。
2.1.55 可變作用的組合值 combination value of a variable action
使組合后的作用效應的超越概率與該作用單獨出現時(shí)其標準值作用效應的超越概率趨于一致的作用值；或組合后使結構具有規定可靠指標的作用值?？赏ㄟ^(guò)組合值系數對作用標準值的折減來(lái)表示。
2.1.56 可變作用的頻遇值 frequent value of a variable action
在設計基準期內被超越的總時(shí)間占設計基準期的比率較小的作用值；或被超越的頻率限制在規定頻率內的作用值?？赏ㄟ^(guò)頻遇值系數對作用標準值的折減來(lái)表示。
2.1.57 可變作用的準永久值 quasi-permanent value of a variable action
在設計基準期內被超越的總時(shí)間占設計基準期的比率較大的作用值?？赏ㄟ^(guò)準永久值系數對作用標準值的折減來(lái)表示。
2.1.58 可變作用的伴隨值 accompanying value of a variable action
在作用組合中，伴隨主導作用的可變作用值?？勺冏饔玫陌殡S值可以是組合值、頻遇值或準永久值。
2.1.59 作用的代表值 representative value of an action
極限狀態(tài)設計所采用的作用值。它可以是作用的標準值或可變作用的伴隨值。
2.1.60 作用的設計值 design value of an action
作用的代表值與作用分項系數的乘積。
2.1.61 作用組合combination of actions；荷載組合 load combination
在不同作用的同時(shí)影響下，為驗證某一極限狀態(tài)的結構可靠度而采用的一組作用設計值。
2.1.62 環(huán)境影響 environmental influence
環(huán)境對結構產(chǎn)生的各種機械的、物理的、化學(xué)的或生物的不利影響。環(huán)境影響會(huì )引起結構材料性能的劣化，降低結構的安全性或適用性，影響結構的耐久性。
2.1.63 材料性能的標準值 characteristic value of a material property
符合規定質(zhì)量的材料性能概率分布的某一分位值或材料性能的名義值。
2.1.64 材料性能的設計值 design value of a material property
材料性能的標準值除以材料性能分項系數所得的值。
2.1.65 幾何參數的標準值 characteristic value of a geometrical parameter
設計規定的幾何參數公稱(chēng)值或幾何參數概率分布的某一分位值。
2.1.66 幾何參數的設計值 design value of a geometrical parameter
幾何參數的標準值增加或減少一個(gè)幾何參數的附加量所得的值。
2.1.75 既有結構 existing structure
已經(jīng)存在的各類(lèi)建筑結構。
2.1.76 評估使用年限 assessed working life
可靠性評定所預估的既有結構在規定條件下的使用年限。
2.1.77 荷載檢驗 load testing
通過(guò)施加荷載評定結構或結構構件的性能或預測其承載力的試驗。
2.2 符號
大寫(xiě)拉丁字母：
——地震作用的標準值；
——偶然作用的設計值；
——設計對變形、裂縫等規定的相應限值；
——作用的設計值；
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