7.1 一般规定

7.1.1 以可靠性理论为基础的极限状态设计一般可有两种表达模式。一种是采用带有分项系数的极限状态设计表达式，式中的设计基本变量通过概率分析取其代表值，而以分项系数来反映它们的变异性。另一种是直接利用可靠度计算的基本公式，给出目标可靠指标和设计基本变量的统计参数或其他综合设计参数，而这些指标和参数也是用概率方法分析或计算得到的。这两种设计模式具有相同的本质，只是按照结构各自的设计要求和习惯而采用不同的表达模式。

极限状态设计表达式与前面提及的极限状态方程有不同的含义。前者供设计计算应用，式中的设计参数都是统计分析值，是定值。而后者所包含的设计基本变量都是随机变量，具有一定的统计特性。目前的结构概率极限状态设计方法均不引用极限状态方程，避免设计时进行基本变量复杂的概率运算。

7.1.2 公路工程结构的承载能力极限状态设计一般以分项系数表达式进行，路面结构的设计表达式则以一个综合系数表达，这个系数称可靠度系数γr。无论是多项系数或单一系数，都是根据功能函数中基本变量的统计特征及规定的目标可靠指标，经计算优化确定的。

1 公路桥梁结构极限状态设计表达式中的分项系数有：作用分项系数、作用效应组合系数和结构抗力系数。在它们的优化过程中需应用各基本变量的概率分布类型和统计参数、目标可靠指标及可靠度设计方法。其中作用概率分布类型、统计参数和目标可靠指标已分别于第4.3.2条和第3.3.4条作了说明。这里还需补充说明结构抗力的概率分布类型、统计参数和结构可靠度设计方法，然后才能分述各分项系数的确定原则和方法。

1）结构构件抗力的统计特征。在进行结构构件抗力统计分析时，由于难以直接获得同一条件下真实构件抗力实测值组成的样本，一般先对影响抗力的主要因素进行统计分析，而后通过抗力与各主要因素的函数关系，运用数理统计学的误差传递公式，从各种因素的统计参数推求出抗力的统计参数。而构件抗力的概率分布类型，可根据各主要因素的概率分布类型用数学分析方法或经验判断方法来确定。作为一般表达式，上述误差传递公式作如下描述：

表30  钢筋混凝土构件抗力R的统计参数

2）结构可靠度设计方法。这里所说的结构可靠度设计，也就是对《统一标准》第3.3.2条规定的可靠指标计算公式进行逆运算。即预先给出目标可靠指标及各基本变量的统计特征，然后通过可靠度计算公式反求结构构件抗力，进行构件截面设计。

图11  计算μR迭代过程框图






表31  以抗力最小二乘法确定的分项系数



表32  以可靠指标最小二乘法确定的分项系数





表33  恒载、汽车、人群荷载效应组合时的组合系数

（b）恒载、汽车荷载、人群荷载与其他荷载（或作用）的效应组合。这种组合属于“附加组合”。超静定结构或桥梁的下部结构等，除了承受恒载、汽车荷载与人群荷载外，还要伴随多种其他荷载（或作用），如风荷载、汽车制动力、温差影响力等。这些荷载（或作用）有些目前还未能获得完整的或适用于全国的可靠统计资料，所以也无法应用第4.4.3条规定的塔克斯特拉规则将众多荷载（或作用）组合起来，以确定其组合后的最大值及分布函数。为了使荷载（或作用）效应组合既能满足设计需要，又使组合后的结构可靠度保持在总体水平上，认定了恒载、汽车荷载与人群荷载的效应组合在公路桥梁上的主要作用，采取了使恒载、汽车荷载、人群荷载与其他可变荷载（或作用）的效应组合与其等价的原则，则公式（94）改写为：

表34  按“附加组合”条件计算的组合系数

7.1.4 不同安全等级的结构有其不同的目标可靠指标（见《统一标准》第3.3.3条规定），对于以分项系数模式表达的极限状态设计，不同安全等级在计算上是以表达式中的结构重要性系数γ0来体现的（见《统一标准》第7.2.1条规定）。例如，公路桥梁结构的安全等级分为一级、二级和三级（见《统一标准》第1.0.7条规定）。二级结构的目标可靠指标按现行规范隐含的可靠度，经“校准”并结合工程经验确定，所以其结构重要性系数可取为γ0＝1.0。一级结构和三级结构的目标可靠指标在二级结构的基础上增大或减小各0.5（见《统一标准》第3.3.3条规定及其说明），它们的结构重要性系数取多大，应由极限状态设计表达式的可靠度分析确定。具体运算时计入各分项系数，取第7.1.2条说明表32所列数据；活、恒载标准值效应的比值ρ取与目标可靠指标“校准”时相同（见第3.3.3条说明）。

表35  安全等级一、三级公路桥梁运算的可靠指标平均值