GB 50199-2013  水利水电工程结构可靠度设计统一标准(完整正版、清晰无水印)

随机变量取值的统计规律，一般采用概率密度函数或概 布函数表示

在概率分布中用来表示随机变量取值的平均水平和离 等的数字特征。

用非统计方法确定的值。

2.1.24极限状态法

隧道标准规范范本nominal value

limit state method

不使结构超越某种规定的极限状态的设计方法

2.1.25概率极限状态法

结构设计时，直接以影响结构可靠度的基本变量作为随机变 量，根据结构的极限状态方程计算结构的失效概率或可靠指标的 方法；或者以允许失效概率或目标可靠指标为基础，建立结构可靠 度与极限状态方程之间的数学关系，将结构的极限状态方程转化 为基本变量标准值（或代表值）和相应的分项系数形式表达的极限 状态设计表达式进行设计的方法

2.1.26容许应力法

便结构或地基在作用标准值下产生的应力不超过规定的 应力（材料或岩土强度标准值除以基一安全系数）的设计）

2.1.27单一安全系数法

使结构或地基的抗力标准值与作用标准值的效应之比不低 规定安全系数的设计方法。

施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷 引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）

effect of action

effect of action

由作用引起的结构的反应，包括内力变形和应力等

single action

可认为与结构上的任何其他作用之间在时间和空间上为统计 独立的作用。

在设计所考虑的时期内始终存在且其量值变化与平均值相比 可以忽略不计的作用，或其变化是单调的并趋于某个限值的作用。

在设计使用年限内其量值随时间变化，且其变化与平均值相 比不可忽略不计的作用。

在设计使用年限内不一定出现，而一出现其量值很大，且持 续时间很短的作用。

地震对结构所产生的作用。

geotechnicalact

在结构上具有固定空间分布的作用，但其数值可能是随机的。 当固定作用在结构某一点上的大小和方向确定后，该作用在整个 结构上的作用即得以确定。

没有明确界限值的作用。

作用的主要代表值，可根据对观测数据的统计、作用的自然界 限或工程经验确定，

2.1.44作用的设计值

作用标准值与作用分项系数的乘积

2.1.45作用（荷载）组合

在不同作用的同时影响下，为验证某一极限状态的结构可靠 度而采用的一组作用的组合。

按承载能力极限状态设计时，持久设计状况或短暂设计状况 下，永久作用与可变作用的组合。当作用与作用效应之间按线性 关系考虑时，作用基本组合的效应设计值即为各作用设计值效应 的组合。

按承载能力极限状态设计时，永久作用、可变作用与一种偶然 作用的组合。当作用与作用效应之间按线性关系考虑时，作用偶 然组合的效应设计值即为各作用设计值效应的组合。

按正常使用极限状态设计时，对永久作用、可变作用均采用标 准值为作用代表值的组合

environmental influence

环境对结构产生的各种力学的、物理的、化学的或生物的 影响。环境影响会引起结构材料性能的劣化，降低结构的安 或适用性，影响结构的耐久性。

2.1.50材料性能的标准值

2.1.50材料性能的标准值

符合规定质量的材料性能概率分布的某一分位值或 的名义值。

材料性能的标准值除以材料性能分项系数所得的值。

2.1.55非线性分析

2.1.57评估使用年限

loadtesting

2.2.2作用和作用效应

Fa一一作用的设计值； 一作用的标准差； 6r 8一一作用的变异系数。 2.2.32 材料性能和几何参数 fk一材料性能的标准值； fa一一材料性能的设计值； f。一一结构中材料的性能值； f.一一试件中材料的性能值； 一材料性能的平均值； 8m一材料性能的标准差； Q一一几何参数； αk一一几何参数的标准值； u一一几何参数的平均值； 8。一几何参数的变异系数； Wo 一反映结构材料性能与试件性能差别的影响系数。 2.2.4 分项系数和功能限值 % 结构的重要性系数； 设计状况系数； Yf 作用的分项系数； Ym 材料性能的分项系数； YG 永久作用的分项系数； YQ 可变作用的分项系数； Yp 预应力作用的分项系数； Y& 结构系数； C 正堂使用极 能限值

2.2.3材料性能和几何参数

3.1.1水工结构的设计、施工和维护应使结构在规定的设计使用

水工给构的汉计施工和维护应使结构在规定的设计使月 年限内以安全且经济的方式满足规定的各项功能要求。 .1.2水工结构在设计使用年限内应满足下列功能要求： 1在正常施工和正常使用时，应能承受可能出现的各种作用 2在正常使用时，应具有设计规定的工作性能。 3在正常维护下，应具有设计规定的耐久性。 4在出现预定的偶然作用时，主体结构应能保持必需的稳定性 3.1.3水工结构设计时，应避免结构出现损坏或少出现损坏，并 应根据下列要求采取适当的措施： 1应避免、消除或减少结构可能受到的危害 2应采用对可能受到的危害反应不敏感的结构类型。 3应采用当结构出现可接受的局部损坏时结构的其他部分 乃能保持安全可靠的结构类型。 4不宜采用无破坏预兆的结构体系。 5应使结构具有整体稳固性。 3.1.4宜采取下列措施满足结构设计的基本要求： 1宜采用适当的材料。 2宜采用合理的设计和构造。 3对结构的设计、制作、施工和使用（包括定期的检查、维护 和维修）等宜制定相应的控制措施。

3.2结构安全级别和可靠度

.2.1水工建筑物设计时，应根据水工建筑物级别，采用不

级别。水工建筑物结构安全级别的划分应符合表3.2.1

结构安全级别。水工建筑物结构安全级别的划分应符合 的规定。

表3.2.1水工建筑物结构安全级别

3.2.2结构及结构构件的安全级别，根据其在水工建筑物中的部 位、本身破坏对水工建筑物安全影响，可比水工建筑物的结构安全 级别降低一级，但不应低于Ⅲ级。地基的结构安全级别应与水工 建筑物的结构安全级别相同。

位、本身破坏对水工建筑物安全影响，可比水工建筑物的结构安全 级别降低一级，但不应低于Ⅲ级。地基的结构安全级别应与水工 建筑物的结构安全级别相同。 3.2.3可靠度水平的设置应根据结构构件的安全级别、失效模式 和经济因素等确定。对结构的安全性和适用性可采用不同的可靠 度水平。

3.2.3可靠度水平的设置应根据结构构件的安全级别、失效 和经济因素等确定。对结构的安全性和适用性可采用不同的 度水平。

标β度量。结构构件设计时采用的可靠指标，可根据对现有结构 构件的可靠度分析，并结合使用经验和经济因素等确定。

3.3设计使用年限和耐久性

3.3.1水工结构设计时，应规定结构的设计使用年限。

3.3.21级~3级主要建筑物结构的设计使用年限应采用100 年，其他永久性建筑物结构应采用50年。临时建筑物结构的设计 使用年限应根据预定的使用年限和可能滞后的时间采用5年～ 15年。

3.3.3水工结构设计时，应对环境影响进行评估，当结

环境对其耐久性有较大影响时，应根据不同的环境类别采用相应 的结构材料、设计构造、防护措施、施工质量要求等，并应制定在使 用期间的定期检修和维护制度，以保证结构在设计使用年限内满 足安全和正常使用的要求

等，应遵守国家现行相关标准的规定。13：

4.1.1 水工结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态 设计。 4.1.2 水工结构设计应对结构的各种极限状态规定明确的标志 及限值

4.1.3当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承

1整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡 2结构构件因超过材料强度而破坏，或因过度的变形而不适 于继续承载。 3结构或结构构件丧失稳定。 4整个结构或结构的一部分转变为机动体系。 5土、石结构或地基、围岩产生渗透失稳等。 6地基丧失承载力而破坏。 4.1.4结构达到影响正常使用或耐久性的限值，且出现下列状态 之一时，应认为超过了正常使用极限状态： 1影响结构正常使用或外观的变形

4.1.5水工结构的破坏可分为以下两类

工第一类破坏为非突发性的破坏，破坏前可见到明显 皮坏过程缓慢。

一旦发生破环难于补救或修复

4.1.6结构设计时，应对结构的不同极限状态分别进行计

算；当某一极限状态的计算或验算起控制作用时，可仅对该极限状 态进行计算或验算

4.2.1结构设计时，应根据结构在施工安装、运行、检修不同时

1持久设计状况应用于结构使用时的正常情况。 2短暂设计状况应用于结构出现的临时情况，包括结构施工 和维修时的情况等。 3偶然设计状况应用于结构出现的非常情况，包括结构在承 受永久作用和一些可变作用的同时，遭遇某一种偶然作用的情 况等。

4.2.2结构设计时，对不同的设计状况，应采用相应的

4.3.1对本标准第4.2.1条规定的三种设计状况应按下列要求 分别进行极限状态设计： 1对三种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计 2对持久设计状况，应进行正常使用极限状态设计。 3对短暂设计状况，可根据需要进行正常使用极限状态 设计。

4.3.1对本标准第4.2.1条规定的三种设计

4.3.2水工结构设计应根据在不同设计状况下.对可能同日

组合，并应采用各自的不利组合进行设计。

4.3.3进行承载能力极限状态设计时，应根据不同的设计状况采

1基本组合应用于持久设计状况或短暂设计状况。 2偶然组合应用于偶然设计状况。在每一种偶然组合 只考虑一个偶然作用。

4.3.11 结构按极限状态设计应丝人工

绍构按极限状态设计应符合下式要求

Z= g(X.,X,,....X)

g(X1,X2,",X)=0

(4. 3. 10)

g(X1,X2,,X.) >0

当仅有结构抗力和作用效应两个综合的基本变量时， 下式要求：

1结构的可靠度宜采用可靠指标β表达，可靠指标β可按 公式计算：

式中：Φ（·）一—标准正态分布函数的反函数； 力一结构的失效概率。 2结构的可靠概率力s按下式计算：

式中：ps 结构的可靠概率。

ps = PLg(.) ≥0]

4.3.13结构的可靠指标宜根据基本变量和附加变量的平均值、 标准差及概率分布按本标准附录B.1进行计算。 4.3.14与结构的各种设计状况和极限状态相对应的结构可靠度 设计水平应达到规定的目标可靠指标。目标可靠指标应根据现行 各类水工结构设计规范可靠度校准结果，结合正常设计与施工的 结构可靠度分析和运行经验，并应经安全与经济的综合分析确定。 结构可靠度校准与目标可靠指标的确定可按本标准附录B.2 进行。

4.3.15承载能力极限状态设计的且标可靠指标应按结构

别、设计状况、破坏类型分别给出。对同一结构安全级别的结构， 短暂设计状况和偶然设计状况的目标可靠指标可低于持久设计状 况的目标可靠指标；第二类破坏的结构且标可靠指标应王笛

类破坏的结构目标可靠指标。

4.3.16结构构件宜根据规定的可靠指标，采用由作用的代表值、 材料性能的标准值、几何参数的标准值和各相应的分项系数构成 的极限状态设计表达式进行设计。水工结构构件承载能力极限状 态持久设计状况的目标可靠指标β不应低于表4.3.16的规定。 有条件时也可按本标准附录B.3的规定，直接采用基于可靠指标 的方法进行设计

表4.3.16水工结构构件持久设计状况承载能力极限 状态的目标可靠指标B

4.3.17结构正常使用极限状态的目标可靠指标可根据不同结构 的特点和工程经验确定。

4.3.17结构正常使用极限状态的目标可靠指标可根据不同结构 的特点和工程经验确定。

5结构上的作用和环境影响

5. 1结构上的作用

5.1.1结构上的各种作用，当在时间上或空间上互相独立时，每 一种作用可作为单独的作用；当某些作用相关密切，且经常以它们 的不利值同时出现时，也可将它们一起作为单个作用。

5.1.2结构上的作用可按下列性质分类：

1按随时间的变化分类： 1)永久作用； 2）可变作用； 3)偶然作用。 水工结构上的作用随时间的变化可按本标准附录C进行 分类。 2按随空间的变化分类： 1）固定作用； 2）自由作用。 3按结构的反应特点分类： 1）静态作用； 2）动态作用。 4按有无限值分类： 1)有界作用； 2)无界作用。 5其他分类。

为常量。量。可变作用的概率分布可按本标准附录C确定。规定确定：11级～3级主要建筑物结构的设计基准期应采用100年，其他永久性建筑物结构应采用50年。2临时建筑物结构的设计基准期应根据设计使用年限及可能滞后的时间确定。3特大型工程建筑物结构的设计基准期应经专门研究确定。5.2.4在结构可靠度分析中，作用的统计参数和概率分布可根据实际观测或试验数据按本标准附录A的统计方法确定。统计数据应有代表性，当统计资料不充分时，可结合工程经验综合分析判断确定。5.2.5当结构的作用是根据多个随机变量计算确定时，其统计参数可采用本标准附录A的方法确定，也可按工程实践经验确定。5.3作用的代表值5.3.1当采用分项系数表达的概率极限状态设计方法时，永久作用和可变作用的代表值应采用作用的标准值，偶然作用的代表值可根据具体水工结构设计规范的规定确定。5.3.2永久作用的标准值，可采用规定的概率分布中的某个分位值；也可以根据传统方法或某种显著特征确定。5.3.3可变作用的标准值可采用设计基准期或年（时段）内的最大(小)值概率分布中指定的某个分位值，应按本标准附录C确定。对有传统的取值或有显著特征，以及难以依靠统计资料按概率分布的分位值确定标准值的可变作用，可根据工程经验通过分析判断确定。有明确额定限值的有界可变作用，应规定该额定限值为标准值。·20:

5.4.1环境影响可分为永久影响、可变影响和偶然影响。

5.4.1环境影响可分为永久影响、可变影响和偶然影响。 5.4.2·对结构的环境影响应进行定量描述；当没有条件进行定量 描述时，也可通过环境对结构的影响程度的分级等方法进行定性 描述，并应在设计中采取相应的技术措施

6材料和岩土性能及几何参数

6.1材料、地基、围岩性能的随机特性

6.1.1材料和地基、围岩的物理力学特性和其他性能，应按国家 现行有关标准经试验确定。 6.1.2材料、地基、围岩的性能宜采用随机变量概率分布模型描 述。统计参数和概率分布宜采用本标准附录A的方法确定。当 统计资料不充分时，人工材料性能可采用正态分布或对数正态分 布；岩、土材料，地基和围岩性能可采用对数正态分布或其他分布 6.1.3岩、土材料和地基、围岩试件性能的统计参数与概率分布 应按工程现场取样或现场试验数据确定。当数据较少时，可按照 岩、土分类并结合其他工程同类试验数据进行统计分析确定。 6.1.4按试件确定的材料、地基、围岩的性能，应通过换算系数或 函数转换为结构中材料、现场地基、围岩的性能。结构中材料、现 场地基、围岩的性能的不定性，应由试验性能的不定性和换算系数 或函数的不定性两部分组成，应按本标准附录D的方法计算。

应按工程现场取样或现场试验数据确定。当数据较少时，可 岩、土分类并结合其他工程同类试验数据进行统计分析确定

6.1.4按试件确定的材料、地基、围岩的性能,应通过换算系

函数转换为结构中材料、现场地基、围岩的性能。结构中材米 场地基、围岩的性能的不定性燃气标准规范范本，应由试验性能的不定性和换算 或函数的不定性两部分组成，应按本标准附录D的方法计算

材料、地基、围岩性能的标准值

6.2.1当采用以分项系数形式表达的概率极限状态设计方法时， 材料、地基、围岩性能的标准值应根据符合规定质量的材料试样 现场取样、现场试件的试验性能的概率分布的某一分位值确定。

6.2.2人工材料（不包括大体积混凝土）的强度标准值可采用概

率分布的0.05分位值，水工结构大体积混凝土的强度标准值可采 可采用概率分布的0.1分位值。岩基和围岩强度标准值宜根据原

勘察规范》GB50287的规定确定。当试验数据不充分时，可米用 现行国家标准《水力发电工程地质勘察规范》GB50287的规定值 也可根据工程经验，经分析判断确定。当有条件时，也可按概率分 布的某个分位值确定。

6.2.4水工结构材料、地基、围岩的性能，长期在有害介质或其他

6.2.4水工结构材料、地基、围岩的性能暖通标准规范范本，长期在有害介顶或其他