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4.3.極限狀態(tài)設計4,3，1,持久設計狀況是貫穿結構全壽命周期的設計情況。要滿足承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求 承受重復荷載作用的構件或構造細節(jié)、還應考慮疲勞極限狀態(tài)。短暫狀況在結構施工和使用過程中一定出現(xiàn)。根據性能要求不同考慮承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，偶然狀況主要涉及偶然事件、只進行承載能力極限狀態(tài)驗算。主要承載結構應采用下列原則之一進行設計 1、按作用效應的偶然組合進行設計或采取保護措施 使主要承載結構不致因偶然事件而喪失承載能力.2、允許主要承載結構因偶然事件而局部破壞，但結構的剩余部分仍應具有在一段時間內不發(fā)生繼發(fā)性破壞的可靠性，地震狀況按承載能力極限狀態(tài)進行設計.使主要承載結構不致因出現(xiàn)設計的地震狀況而喪失承載力.按照多遇地震設計的工程結構。還需要滿足正常使用極限狀態(tài)要求 4 3、2 4。3。3 承載能力極限狀態(tài)的荷載組合有基本組合.偶然組合和地震組合、分別對應持久設計和短暫設計狀況。偶然設計狀況和地震設計狀況,當考慮偶然事件產生的作用。如列車脫軌.時.此時采用的結構可靠指標適當降低,正常使用極限狀態(tài)分為不可逆極限狀態(tài)和可逆極限狀態(tài) 荷載組合有標準組合，頻遇組合和準永久組合，標準組合用于不可逆正常使用極限狀態(tài)。當超越極限狀態(tài)時將產生永久性不可逆損壞，如有抗裂要求的構件 一旦產生裂縫會造成不可逆的損壞 頻遇組合用于可逆正常使用極限狀態(tài),如構件的變形 振動等情況 準永久組合用于當長期效應為決定性因素的正常使用極限狀態(tài)設計 4.3，5,4。3.6,極限狀態(tài)方程是當結構處于極限狀態(tài)時各有關基本變量的關系式,當結構設計問題中僅包含兩個基本變量時，在以基本變量為坐標的平面上,極限狀態(tài)方程為直線，線性問題，或曲線，非線性問題、當結構設計問題中包含多個基本變量時.在以基本變量為坐標的空間中。極限狀態(tài)方程為平面、線性問題.或曲面，非線性問題,功能函數(shù)g、R,S，描述結構某一功能所處的狀態(tài)，g R S 0表示結構處于可靠狀態(tài)。g,R，S 0表示結構處于極限狀態(tài) g、R S，0表示結構處于失效狀態(tài).計算結構可靠度就是計算功能函數(shù)g.R.S，0的概率、結構極限狀態(tài)方程中的基本變量包括作用,環(huán)境影響。材料和巖土性能。結構幾何參數(shù).計算模式不定性等隨機變量、若將結構設計問題中基本變量歸結為抗力和作用項，進行極限狀態(tài)設計即要求抗力不小于作用 即g、R、S。0。結構功能函數(shù)中主要基本變量可用設計基準期內概率分布函數(shù)的最大值，最小值.隨機變量描述、其他基本變量可用任意時點分布函數(shù)的隨機變量描述。4、3。7 為了統(tǒng)一我國鐵路工程結構可靠性設計標準的基本原則,促進結構設計理論的發(fā)展。本標準采用了以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法、以往采用的半概率極限狀態(tài)設計方法、僅在荷載和材料強度的設計取值上考慮了各自的統(tǒng)計變異性 沒有對結構或構件的可靠度給出科學的定量描述 這種方法常常使人誤認為只要設計中采用了某一給定安全系數(shù),結構就能百分之百的可靠，將設計安全系數(shù)與結構可靠度簡單地進行等同、而以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法則是以結構失效概率來定義結構可靠度，并以與結構失效概率Pf相對應的可靠指標β，來度量結構可靠度 從而能較好地反映結構可靠度的實質.使設計概念更為科學和明確,表3為可靠指標β與失效概率Pf的對應關系,表3、可靠指標β與失效概率Pf對照表,表3中可靠指標β與失效概率Pf的對應關系是在功能函數(shù)服從正態(tài)分布情況下而來.當功能函數(shù)不服從正態(tài)分布時 要先轉化為正態(tài)分布再進行計算 4、3.8 根據極限狀態(tài)方程是否為線性方程以及綜合基本變量R和S概率分布的不同。根據.鐵路工程結構極限狀態(tài)設計通用方法及專業(yè)參數(shù)處理分析研究 合同編號,鐵建科字.2009。2 的科研成果、推薦了計算可靠指標的JC法.JC法也是國際結構安全度聯(lián)合委員會，JCSS、推薦的方法，分位值法是原國家。鐵路工程結構可靠度設計統(tǒng)一標準,GB，50216。94中推薦使用的方法。JC法和分位值法都屬于一次二階矩法，兩者皆能考慮非正態(tài)隨機變量。巖土工程領域采用蒙特卡羅法相對較多、因此本標準推薦JC法.分位值法，蒙特卡羅法計算可靠指標 根據具體情況不同、可靠指標的計算也可選用數(shù)值積分法,響應面法等其他方法。4 3.9.鐵路工程結構設計要保證結構的計算可靠指標不小于目標可靠指標、只有這樣，才能保證結構在設計使用年限的安全性和可靠性,即目標可靠指標與設計使用年限是緊密相關的.根據規(guī)范科研。鐵路工程結構目標可靠指標制定研究，專項編制2012,02 的研究成果、給出了鐵路工程結構極限狀態(tài)法轉軌時目標可靠指標的參考.1。橋梁結構目標可靠度指標建議值、承載能力極限狀態(tài)、按結構安全等級不同、延性破壞為4.2、4.7 5.2、脆性破壞為4。7、5，2.5、7，正常使用極限狀態(tài)為1、5、3。0,2。鐵路隧道二次襯砌，明洞目標可靠度指標建議值。承載能力極限狀態(tài),按結構安全等級不同、延性破壞為3,2、3 7 4.2。脆性破壞為3，7，4、2 4,7、正常使用極限狀態(tài)為1.0。2 5.3，鐵路路基目標可靠度指標建議值。承載能力極限狀態(tài) 抗滑。傾覆和地基應力按結構安全等級不同分為2,7 3，2 3、7、正常使用極限狀態(tài)為1，0、2、5，4 軌道目標可靠度指標建議值，承載能力極限狀態(tài).按結構安全等級不同,延性破壞為3.2,3、7 4,2.脆性破壞為3 7。4.2.4、7、正常使用極限狀態(tài)為1。0，2。5，4、3,10，針對承載能力極限狀態(tài)、不同安全等級和失效模式的可靠指標要適當拉開檔次.國外計算分析表明,由于重要性系數(shù)取值不同。相鄰安全等級的結構或構件可靠指標有0,5的級差,基于此、參照國內外目標可靠指標的分級、規(guī)定安全等級每相差一級.可靠指標取值宜相差0.5，安全等級相同,脆性破壞結構或構件的設計可靠指標與延性破壞相差0.5,當然.也可以根據實際綜合分析確定、4 3 11，為照顧原有設計習慣,結構可靠性設計是通過多個分項系數(shù)組成的表達式來實現(xiàn)。而分項系數(shù)的獲取則是通過結構的計算可靠指標與目標可靠指標最佳一致性優(yōu)化而定，概率極限狀態(tài)設計式中的分項系數(shù)不同于多系數(shù)極限狀態(tài)設計法中的分項系數(shù)、前者是通過統(tǒng)計分析優(yōu)化而得。后者是簡單地將單一安全系數(shù)K分解為多個系數(shù) 沒有涉及結構的可靠性,當統(tǒng)計資料足夠多或者社會生產技術條件發(fā)生大的飛躍時,可以適當調整分項系數(shù)，體現(xiàn)概率極限狀態(tài)設計法的生命力,