1、建筑结构可靠度设计统一标准 GB 50068-2001 中华人民共和国国家标准建筑结构可靠度设计统一标准Unified standard for reliability design of building structuresGB 50068-2001 主编部门：中华人民共和国建设部 批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：2002 年 3 月 1 日关于发布国家标准建筑结构可靠度设计统一标准的通知建标2001230 号根据我部“关于印发一九九七年工程建设标准制订、修订计划的通知”（建标1997108 号）的要求，由建设部会同有关部门共同修订的建筑结构可靠度设计统一标准，经有关部门会审，批准
2、为国家标准，编号为 GB 50068-2001 ，自 2002 年 3月 1 日起施行。其中 1.0.5，1.0.8 为强制性条文，必须严格执行，原建筑结构设计统一标准GBJ 68-84 于 2002 年 12 月 31 日废止。本标准由建设部负责管理，中国建筑科学研究院负责具体解释工作。建设部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。中华人民共和国建设部2001 年 11 月 13 日前 言本标准是根据建设部建标1997108 号文的要求， 由中国建筑科学研究院会同有关单位对原建筑结构设计统一标准(GBJ 68-84)共同修订而成的。本次修订的内容有：1.标准的适用范围:鉴于建筑地基基础
3、设计规范、建筑抗震设计规范在结构可靠度设计方法上有一定特殊性，从原标准要求的“应遵守“本标准，改为“宜遵守“本标准；2.根据工程结构可靠度设计统一标准(GB 50153-92)的规定，增加了有关设计工作状况的规定，并明确了设计状况与极限状态的关系；3.借鉴最新版国际标准 ISO 2394:1998 结构可靠度总原则，给出了不同类型建筑结构的设计使用年限；4.在承载能力极限状态的设计表达式中，对于荷载效应的基本组合，增加了永久荷载效应为主时起控制作用的组合式；5.对楼面活荷载、风荷载、雪荷载标准值的取值原则和结构构件的可靠指标以及结构重要性系数等作了调整；6.首次对结构构件正常使用的可靠度做出了
4、规定，这将促进房屋使用性能的改善和可靠度设计方法的发展；7.取消了原标准的附件。本标准黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本标准将来可能需要进行局部修订，有关局部修订的信息和条文内容将刊登在工程建设标准化杂志上。为了提高标准质量，请各单位在执行本标准的过程中，注意总结经验，积累资料，随时将有关的意见和建议寄给中国建筑科学研究院，以供今后修订时参考。本标准主编单位：中国建筑科学研究院本标准参编单位：中国建筑东北设计研究院，重庆大学，中南建筑设计院，四川省建筑科学研究院，福建师范大学。本标准主要起草人：李明顺 胡德炘 史志华 陶学康 陈基发 白生翔 苑振芳 戴国欣 陈雪庭 王永维 钟亮 戴
5、国莹 林忠民1 总则1.0.1 为统一各类材料的建筑结构可靠度设计的基本原则和方法，使设计符合技术先进，经济合理、安全适用、确保质量的要求，制定本标准。1.0.2 本标准适用于建筑结构，组成结构的构件及地基基础的设计。1.0.3 制定建筑结构荷载规范以及钢结构，薄壁型钢结构，混凝土结构，砌体结构，木结构等设计规范应遵守本标准的规定；制定建筑地基基础和建筑抗震等设计规范宜遵守本标准规定的原则。1.0.4 本标准所采用的设计基准期为 50 年。1.0.5 结构的设计使用年限应按表 1.0.5 采用。 表 1.0.5 设计使用年限分类类别 设计使用年限（年） 示 例1 5 临时性结构2 25 易于替
6、换的结构构件3 50 普通房屋和构筑物4 100 纪念性建筑和特别重要的建筑结构1.0.6 结构在规定的设计使用年限内应具有足够的可靠度。结构可靠度可采用以概率理论为基础的极限状态设计方法分析确定。1.0.7 结构在规定的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，能承受可能出现的各种作用2 在正常使用时具有良好的工作性能3 在正常维护下具有足够的耐久性能4 在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必需的整体稳定性1.0.8 建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性，采用不同的安全等级。建筑结构安全等级的划分应符合
7、表 1.0.8 的要求表 1.0.8 建筑结构的安全等级 安全等级 破坏后果 建筑物类型一级 很严重 重要的房屋二级 严重 一般的房屋三级 不严重 次要的房屋注 1 对特殊的建筑物，其安全等级应根据具体情况另行确定；2 地基基础设计安全等级及按抗震要求设计时建筑结构的安全等级，尚应符合国家现行有关规范的规定。1.0.9 建筑物中各类结构构件的安全等级,宜与整个结构的安全等级相同，对其中部分结构构件的安全等级可进行调整，但不得低于三级；1.0.10 为保证建筑结构具有规定的可靠度,除应进行必要的设计计算外，还应对结构材料性能、施工质量、使用与维护进行相应的控制。对控制的具体要求，应符合有关勘察、
8、设计、施工及维护等标准的专门规定；1.0.11 当缺乏统计资料时，结构设计应根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行。2 术语符号2.1 术语2.1.1 可靠性 reliability结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力.2.1.2 可靠度 degree of reliability (reliability)结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。2.1.3 失效概率 probability of failure结构不能完成预定功能的概率2.1.4 可靠指标 reliability index 由 =-1(pf)定义的代替失效概率 pf 的指标，其中 -1()
9、为标准正态分布函数的反函数。2.1.5 基本变量 basic variable代表物理量的一组规定的变量，它表示各种作用，材料与岩土性能以及几何量的特征。2.1.6 设计基准期 design reference period为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。2.1.7 设计使用年限 design working life设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期。2.1.8 极限状态 limit state整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。2.1.9 设计状况 design sit
10、uation代表一定时段的一组物理条件，设计应做到结构在该时段内不超越有关的极限状态。2.1.10 功能函数 performance function基本变量的函数，该函数表征一种结构功能。2.1.11 概率分布 probability distribution随机变量取值的统计规律，一般采用概率密度函数或概率分布函数表示。2.1.12 统计参数 statistical parameter在概率分布中用来表示随机变量取值的平均水平和分散程度的数字特征，如平均值、标准差、变异系数等。2.1.13 分位值 fractile与随机变量分布函数某一概率相应的值。2.1.14 作用 action施加在结
11、构上的集中力或分布力(直接作用，也称为荷载)和引起结构外加变形或约束变形的原因(间接作用)。2.1.15 作用代表值 representative value of an action设计中用以验证极限状态所采用的作用值。作用代表值，包括标准值、组合值、频遇值、和准永久值。2.1.16 作用标准值 characteristic value of an action作用的基本代表值，为设计基准期内最大作用概率分布的某一分位值。2.1.17 组合值 combination value对可变作用，使组合后的作用效应在设计基准期内的超越概率与该作用单独出现时的相应概率趋于一致的作用值；或组合后使结构具
12、有统一规定的可靠指标的作用值2.1.18 频遇值 frequent value对可变作用，在设计基准期内被超越的总时间仅为设计基准期一小部分的作用值；或在设计基准期内其超越频率为某一给定频率的作用值。2.1.19 准永久值 quasi-permanent value对可变作用，在设计基准期内被超越的总时间为设计基准期一半的作用值。2.1.20 作用设计值 design value of an action作用代表值乘以作用分项系数所得的值。2.1.21 材料性能标准值 characteristic value of a material property符合规定质量的材料性能概率分布的某一分位
13、值。2.1.22 材料性能设计值 design value of a material property材料性能标准值除以材料性能分项系数所得的值。2.1.23 几何参数标准值 characteristic value of a geometrical parameter设计规定的几何参数公称值或几何参数概率分布的某一分位值。2.1.24 几何参数设计值 design value of a geometrical parameter几何参数标准值增加或减少一个几何参数附加量所得的值。2.1.25 作用效应 effect of an action由作用引起的结构或结构构件的反应，例如内力、变形和
14、裂缝等。2.1.26 抗力 resistance结构或结构构件承受作用效应的能力，如承载能力等。2.2 符号T 结构的设计基准期；pf 结构构件失效概率的运算值； 结构构件的可靠指标；ps 结构构件的可靠度；S 结构或结构构件的作用效应；s 结构或结构构件作用效应的平均值；s 结构或结构构件作用效应的标准差；Gk 永久荷载的标准值；Qk 可变荷载的标准值；R 结构或结构构件的抗力；R 结构或结构构件抗力的平均值；R 结构或结构构件抗力的标准差； f 材料性能的平均值；f 材料性能的标准差；f k 材料性能的标准值 结构或结构构件的几何参数；k 结构或结构构件几何参数的标准值；c 荷载组合值系数
15、；f 荷载频遇值系数；q 荷载准永久值系数；F 结构上的作用分项系数；G 永久荷载分项系数；Q 可变荷载分项系数；R 结构构件抗力分项系数 ；f 材料性能分项系数；0 结构重要性系数；Sd 变形、裂缝等荷载效应的设计值；C 设计对变形、裂缝等规定的相应限值。3 极限状态设计原则3.0.1 对于结构的各种极限状态，均应规定明确的标志及限值。3.0.2 极限状态可分为下列两类：1 承载能力极限状态：这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：1)整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆等)；2)结构
16、构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏)， 或因过度变形而不适于继续承载；3)结构转变为机动体系；4)结构或结构构件丧失稳定(如压屈等)；5)地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。2 正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态:1)影响正常使用或外观的变形；2)影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝)；3)影响正常使用的振动；4)影响正常使用的其他特定状态；3.0.3 建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况:1 持久状况：在结构使用过程中
17、一定出现，其持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级；2 短暂状况：在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等； 3 偶然状况：在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等。3.0.4 建筑结构的三种设计状况应分别进行下列极限状态设计: 1 对三种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计；2 对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计；3 对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计；3.0.5 建筑结构设计时，对所考虑的极限状态，应采用相应的
18、结构作用效应的最不利组合：1 进行承载能力极限状态设计时，应考虑作用效应的基本组合，必要时尚应考虑作用效应的偶然组合；2 进行正常使用极限状态设计时，应根据不同设计目的，分别选用下列作用效应的组合:1)标准组合，主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况；2)频遇组合，主要用于当一个极限状态被超越时将产生局部损害较大变形或短暂振动等情况；3)准永久组合，主要用在当长期效应是决定性因素时的一些情况；3.0.6 对偶然状况，建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计:1 按作用效应的偶然组合进行设计或采取防护措施，使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力；
19、2 允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏，但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度；3.0.7 结构的极限状态应采用下列极限状态方程描述：g(x1，x2，xn)=0 (3.0.7)式中 g() 结构的功能函数Xi(i=1， 2， n) 基本变量，系指结构上的各种作用和材料性能、几何参数等；进行结构可靠度分析时，也可采用作用效应和结构抗力作为综合的基本变量；基本变量应作为随机变量考虑。3.0.8 结构按极限状态设计应符合下列要求：g(x1，x2，xn)0 (3.0.8-1)当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量时，结构按极限状态设计应符合下列要求：R-S0 (3.0.8-2
20、)式中 S 结构的作用效应R 结构的抗力3.0.9 结构构件的可靠度宜采用可靠指标度量，结构构件的可靠指标宜采用考虑基本变量概率分布类型的一次二阶矩方法进行计算。1 当仅有作用效应和结构抗力两个基本变量且均按正态分布时，结构构件的可靠指标可按下列公式计算：式中 -结构构件的可靠指标s、s-结构构件作用效应的平均值和标准差R、R-结构构件抗力的平均值和标准差2 结构构件的失效概率与可靠指标具有下列关系：pf=(-) (3.0.9-2)式中 pf-结构构件失效概率的运算值()-标准正态分布函数3 结构构件的可靠度与失效概率具有下列关系：ps=1-pf (3.0.9-3)式中 ps 结构构件的可靠度4 当基本变量不按正态分布时,结构构件的可靠指标应以结构构件作用效应和抗力当量正态分布的平均值和标准差代入公式(3.0.9-1)进行计算3.0.10 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，并考虑使用经验和经济因素等确定。3.0.11 结构构件承载能力极限状态的可靠指标，不应小于表 3.0.11 的规定。表 3.0.11 结构构件承载能力极限状态的可靠指标破坏类型 安全等级
