
【化】 built-in reliability
中文定義
“結構可靠性”指工程結構(如建築、橋梁、機械等)在規定的使用年限内,在預期荷載與環境作用下,保持安全性與適用性的能力。其核心是衡量結構抵抗失效(如倒塌、變形超标)的概率,涵蓋安全性(Safety)、耐久性(Durability)和功能適用性(Serviceability)三個維度。
英文對應術語
英文術語為"Structural Reliability",其權威定義包括:
"The probability that a structure will perform its intended function without failure under specified conditions and time period."
(來源:美國土木工程師協會 ASCE)
失效概率(Probability of Failure)
量化結構失效可能性的核心指标,通常要求低于 $10^{-6}$(重要結構)至 $10^{-3}$(次要結構)。計算需結合荷載不确定性(如地震、風載)和材料抗力變異性。
設計基準期(Design Working Life)
依據結構類型設定目标使用年限(如普通建築50年、橋梁100年),需确保在該期限内可靠性達标(ISO 2394:2015)。
可靠度指标(Reliability Index, β)
通過公式 $beta = Phi^{-1}(1 - P_f)$ 關聯失效概率($P_f$),其中 $Phi$ 為标準正态分布函數。β值越高,可靠性越強(目标值通常為3.0–4.5)。
中國《工程結構可靠性設計統一标準》(GB 50153)
定義可靠性為“結構在規定時間内完成預定功能的能力”,涵蓋承載能力極限狀态與正常使用極限狀态。
國際标準 ISO 2394:2015
"General principles on reliability for structures",系統規範了可靠度分析框架及設計方法。
ASCE/SEI 7-22
美國土木工程師協會标準,明确荷載組合與可靠度校準方法,為全球廣泛采用。
結構可靠性是工程領域的重要概念,指結構在規定時間和條件下,完成安全性、適用性和耐久性等預定功能的能力。其核心要素和理論框架如下:
由于荷載變異、材料性能波動、施工誤差等隨機因素,可靠性通過概率衡量:
我國規範設定設計基準期為50年,此時延性破壞構件的可靠指标$beta geq 3.2$。設計需平衡經濟性與安全性,将失效概率控制在可接受範圍内。
主要包括荷載特性、材料強度離散性、施工質量差異,以及抗力分析模型準确性等。例如混凝土強度波動可達±15%,直接影響結構承載能力。
注:相關内容綜合自工程規範釋義及可靠性理論教材,低權威性網頁信息已通過交叉驗證篩選。
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