本发明涉及一种分解可靠指标的方法，属于土木工程承载力分析
技术领域：
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背景技术：
：目前，国际上最为通用的分解可靠指标的方法为直接利用可靠指标β分解计算出作用效应的可靠指标βs以及构件承载力的可靠指标βr，欧洲规范en1990和国际标准iso2394建议的分解可靠指标的方法的本质即是如此。国际标准iso2394建议：主要变量的设计值可以用f(xid)＝ф(-aiβ)的形式表示；建议对于构件的承载力取ai＝0.8；对于控制荷载取ai＝-0.7；当主要变量为正态分布时，xid＝μi(1-aiβvi)。xid＝μi-aiβσi或xid＝μi(1-aiβδi)(1)把承载力和控制荷载的数值ai代入式(1)，可以得到直观的表达式xid＝μs+0.7βσs；xrd＝μr-0.8βσr。欧洲规范en1990:2002e也有类似形式：当βs＝0.7β时，βr可近似取为0.8β。该类方法中构件承载力的可靠指标βr和作用效应可靠指标βs的取值仅与可靠指标β有关。忽略了很多其它影响构件承载力的可靠指标βr的因素，是一种近似求解βs和βr的方法。由于国际上各标准均没有给出较为精确的分解可靠指标的方法，还需对如何准确的分解可靠指标进行相应的研究。《建筑结构可靠度设计统一标准》gb50068规定的房屋建筑结构构件的可靠指标β值见下表。表1房屋建筑结构构件的可靠指标β注:表中括号内的数据是与可靠指标β对应的失效概率pf。技术实现要素：为了克服现有技术的上述问题，本发明提出了一种分解可靠指标的方法，用以解决可靠指标分解准确性问题。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：一种分解可靠指标的方法，包括如下步骤：第一步：确定作用效应可靠指标βs；第二步：确定作用效应的综合系数γf及作用效应的变异系数δs；第三步：确定构件承载力的变异系数δr，其构件承载力变异系数δr通过对同类构件批量承载力试验数据分析确定；第四步：从可靠指标β中分解出构件承载力的可靠指标βr。进一步地，所述第一步中，取作用效应的可靠指标βs为2.05，其对应于自重荷载的超越概率为2％，对应于可变荷载50年基准期的超越概率为2％。进一步地，所述第二步的具体方法为：作用的综合系数γf和作用效应的变异系数δs与作用效应可靠指标βs之间的关系如下式所示：γf＝1+βsδs(2)式中：γf—作用的综合系数；δs—作用效应的变异系数；作用的综合系数γf按下式计算：γf＝σ(γfiζfi)(3)式中：γfi—第i类荷载的分项系数；ζfi—第i类荷载占总荷载的比例，∑ζfi＝1.0。进一步地，所述第三步的具体方法为：构件批量承载力试验数据的分析采用下列比值的方式：ξi＝rtest,i/rmod,i(4)式中：ξi—第i个构件承载力试验值与计算值的比值；rtest,i—该批构件中第i个构件的承载力试验值；rmod,i—该批构件中第i个构件的承载力模型计算值；计算模型的材料强度和几何量应分别取对应构件的实际值，并且应对计算模型的参数进行调整，以减小材料强度、几何参数和承载力模型不定性因素的影响；对模型中参数的调整应使试验值与模型计算值比值的平均值ξm从大于1.0的方向趋近于1.0，该比值的平均值可按下式计算：ξm＝∑ξi/n(5)式中：ξm—分析样本的平均值；n—样本的容量；样本标准差应按下式计算：式中：sξ—样本的标准差，取各种ξm从大于1.0的方向趋近于1.0中sξ的最小值；构件承载力的变异系数应按下式计算：δr＝sξ/ξm(7)式中：δr—该批构件承载力的变异系数。进一步地，所述第四步的具体方法如下：当可靠指标β对应的随机变量用正态分布描述时，联合式(8)和式(9)即可分解得到构件承载力的可靠指标βr:式中：β—可靠指标；βs—作用效应的可靠指标；式中：γr—构件承载力的分项系数；βr—构件承载力的可靠指标；δr—构件承载力的变异系数，由第三步对同类构件批量承载力试验数据得到。对于现有技术，本发明具有如下技术效果：本发明考虑了构件承载力变异系数δr、作用的综合系数γf、作用效应的变异系数δs等因素对构件承载力可靠指标βr的影响，更符合实际情况，分解出的βr也更为精确。本专利提供一种较为精确的分解可靠指标的方法，该方法以《建筑结构可靠度设计统一标准》gb50068规定的房屋建筑结构构件的可靠指标β作为分解对象，从中分解出构件承载力可靠指标βr。同时具备下列条件的结构构件，可采用本专利所提到的分解可靠指标的方法：(1)可靠指标对应的随机变量可近似用正态分布予以描述；(2)该类构件具备批量的构件承载力试验数据。具体实施方式下面对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。本发明的分解可靠指标的方法，具体包括如下步骤：第一步：确定作用效应可靠指标βs作用效应可靠指标βs取为2.05。第二步：确定作用的综合系数γf及作用效应的变异系数δs作用的综合系数γf和作用效应的变异系数δs与作用效应可靠指标βs之间的关系如下式所示：γf＝1+βsδs(10)式中：γf—作用的综合系数；δs—作用效应的变异系数；作用的综合系数γf按下式计算：γf＝∑(γfiζfi)(11)式中：γfi—第i类荷载的分项系数；ζfi—第i类荷载占总荷载的比例，∑ζfi＝1.0；根据统计分析，混凝土构件的自重荷载可近似为占总荷载的2/3，可变荷载占总荷载的1/3，根据现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》gb50068的规定，恒荷载分项系数为1.3，活荷载分项系数为1.5，代入式(10)中得到γf＝1.37。综合考虑上述因素，将作用效应的可靠指标βs定为2.05是合理的，其与现行国家标准《建筑结构可靠性设计统一标准》gb50068的规定相协调，该情况对应于自重荷载的超越概率为2％，对应于可变荷载50年基准期的超越概率为2％。故δs＝0.18。第三步：确定构件承载力的变异系数δr，具体方法如下：构件承载力变异系数δr通过对同类构件批量承载力试验数据分析确定。构件批量承载力试验数据的分析采用下列比值的方式：ξi＝rtest,i/rmod,i(12)式中：ξi—第i个构件承载力试验值与计算值的比值；rtest,i—该批构件中第i个构件的承载力试验值；rmod,i—该批构件中第i个构件的承载力模型计算值；计算模型的材料强度和几何量应分别取对应构件的实际值，并且应对计算模型的参数进行调整，以减小材料强度、几何参数和承载力模型不定性因素的影响；对模型中参数的调整应使试验值与模型计算值比值的平均值ξm从大于1.0的方向趋近于1.0，该比值的平均值可按下式计算：ξm＝∑ξi/n(13)式中：ξm—分析样本的平均值；n—样本的容量；样本标准差应按下式计算：式中：sξ—样本的标准差，取各种ξm从大于1.0的方向趋近于1.0中sξ的最小值；构件承载力的变异系数应按下式计算：δr＝sξ/ξm(15)式中：δr—该批构件承载力的变异系数；第四步：从可靠指标β中分解出构件承载力的可靠指标βr，具体方法如下：当可靠指标β对应的随机变量用正态分布描述时，联合式(16)和式(17)即可分解得到构件承载力的可靠指标βr:式中：β—可靠指标；βs—作用效应的可靠指标；式中：γr—构件承载力的分项系数；βr—构件承载力的可靠指标；δr—构件承载力的变异系数，由第三步对同类构件批量承载力试验数据得到。以下结合具体实例详述本发明所提供的可靠指标分解方法的具体操作过程：以工程：某组10根圆钢管混凝土柱，为轴心受压构件，安全等级二级，圆钢管混凝土柱受轴压荷载——其中恒荷载为10kn/m，活荷载为5kn/m。对该组10根圆钢管混凝土柱进行材料强度、几何尺寸检测，并进行受压加载试验，材料强度、几何尺寸实测值及承载力试验数据见表2。为例进行说明。(1)由于恒荷载占的比例活荷载占的比例(2)因此，作用的综合系数(3)作用效应的可靠指标βs＝2.05；(4)作用效应的变异系数(5)确定圆钢管混凝土轴压构件承载力的变异系数δr，具体方法如下：表2α1的取值fcu<60≥60α13.353.47以上式作为圆钢管混凝土轴压构件承载力计算模型计算出相应的模型计算值rmod，再根据同类构件批量承载力试验数据分析确定圆钢管混凝土轴压构件承载力变异系数δr。构件批量承载力试验数据的分析宜采用下列比值的方式：ξi＝rtest,i/rmod,i式中：ξi—第i个圆钢管混凝土轴压构件承载力试验值与计算值的比值，计算结果如表3所示；rtest,i—该批构件中第i个构件的抗压承载力试验值，如表3所示；rmod,i—该批构件中第i个构件的承载力模型计算值。计算模型的材料强度和几何量应分别取对应构件的实际值，并且应计算模型的参数进行调整，以减小材料强度、几何参数和承载力模型不定性因素的影响。计算结果如表3所示。根据表3中的计算结果，分析样本的平均值为1.004，无需对计算模型进行调整。构件承载力的变异系数应按下式计算：δr＝sξ/ξm式中：δr—圆钢管混凝土轴压构件承载力的变异系数，经计算为0.10；sξ—样本的标准差，经计算为0.10。表310根钢管混凝土柱材料强度、几何尺寸实测值及承载力试验数据(6)本工程可靠指标β对应的随机变量可近似用正态分布描述，确定圆钢管混凝土轴压构件承载力的可靠指标＝r和圆钢管混凝土轴压构件承载力的分项系数γr，可联立以下两个公式。式中：γr—圆钢管混凝土轴压构件承载力的分项系数；βr—圆钢管混凝土轴压构件承载力的可靠指标，将β＝3.2和δr＝0.10代入后得到βr＝2.47；δr—圆钢管混凝土轴压构件承载力的变异系数，由第(5)步对同类构件批量承载力试验数据得到δr＝0.10。上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。当前第1页12