【国家标准(GB)】 工程结构可靠性设计统一标准

中华人民共和国国家标准
G1 50153-2048
工程结构可靠性设计统一标准
Unified standard or reliability design ofengineering structures
2008- 11-12
28图 -07 -01
中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局实施
联食发布
中华人民共和国国家标准
工程结构可靠性设计统一标准
Lrilied standard for reliability dcsign ofengineering structures
GB 50153-2008
主编部门：中华人民共和国住房和城乡建设部批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部施行月期：2009年7
中国建筑工业出版社
2008北京
中华人民共和国国家标滩
工程结构可靠性设计统一标准
Unified standard for reliability design ofengineering struetires
GB 50153 - 26M08
中国建筑工业出版社版、发行（北京西郊百万庄）各地新华书店、建筑书店经销
北京红光制版公司制版
北京市密东印捌有限公司印制
开本:850×1168 毫米1/32印张:5字数:144千字2009年5月第～版
2009年7月算二次印刷
定价： 25. 00 元
统·书号：15112·17221
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中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第156号
关于发布国家标准《工程结构可靠性设训统一标准》的公告
现批准《工程结构可靠性设计统一标准》为国家标准，编号为GB50153－2008，直2009年7月1日起实施。其中，第3.2.1、3.3.1条为强制性条义，必须严格执行。原工程结构可靠度设训统一标准》GB50153·92同时废止。本标准由我部标准定额研究所组织中国建筑工业出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部2008年11月12日
根据建设部《关于印发二0二一0三年度工程建设国家标准制订、修订计划）的通知》（建标［2003102号）的要求，中国建筑科学研究院会同有关单位共同对国家标准工程结构可靠度设计统-标准GB50153-92进行了全面修订。本标准在修订过程中，积极借鉴了国际标准化组织1S）发布的国际标准结构可靠性总原则》ISO2394：1098和欧洲标准化委员会CEV批准通过的欧洲规范结梅设计基础》EN1990：2002，同时认真贯彻了从国实际出发的方针，总结了我国人规模工程实践的经验，贯彻了可持续发展的指导原则。修后的新标准比原标准在内容上有所护展，盖了工程结构设计基础的基本内容，是一项程结构设计的基础标准，修订后的新标准对建筑工程、铁路工程、公路工程，港Ⅱ工程、水利水电工程等土木工程各领域工程结构设计的共性问题，邸工程结构设计的基本源则、基本要求和基本方法作出了统一规定，以使我国土本工程各领域之间在处理结构可靠性问题上具有统一性和协调性，并与国标接轨。本标准把土木工程各领域工程结构设计的共性要求列人了正文，而将专门领域的具体规定和对专门问题的规定列人了谢录、主要内容包括：总则、术语、符号、基本规定、极限状态设计原则、结构上的作用和环境影响、材料和岩的性能及几何参数、结构分析和试验辅助设计、分项系数设计方法等。
本标准以黑体字标志的条文为强制性条义：必须严格执行。木标由住房和城乡建设部负贡对强制性条文的管理和解释，山中国建筑科学研究院负斑具体技术内容的解释为了提高标准质量，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（地址：北京市北二环东路30号；邮政编码：100013），以供今后修订时券考：
本标准主编单位：中国建筑科学研究院本标准参编单位：中国铁道科学研究院、铁道第三勘察设计院集团有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交水运规划设计院有限公可、水电水利规划设计总院、水利部水利水电规划设计总院、大连迎工大学、安建筑科技大学、上海交通大学、中国工程建设标淮化协会
本标准主要起草人：袁振隆、史志华、李明顺、胡德炕、陈基发、李云贵、邸小坛、刘晓光、李铁夫、张玉岭、赵君黎、杜廷瑞、杨松泉、沈义生、周建、需兴顺、贡金鑫、姚继涛、鲍卫刚、姚明初、刘西拉、邵卓民，赵国潘5
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1总卿
藕须=eeeKaeke-7m
2术谣，符号
2. 1 术语
2.2符号
3基本规定
3.1基要求
3.2安全等级利川靠度
3.3设让使用年限和耐久性
可带性管理
4、极限状态设计原则
4.1极限状态Www.bzxZ.net
4.2设计状况
4.3极限状态设计
5结构上的作用和环境彪响
5.…般规定
5.2结构1的作用
5. 3环境影响
6材料和岩土的性能及凡何参数
6.材料和岩土的性能
6.2几何参数
7结构分析和试验辅助设计
7.1--設规定
7.2结树模型
7.3作模塑
7.4分析方法
7.5试验辅励设讨…
8分项系数设计方法
8.1—般现定
82承裁能力极限状态。：
2.3正带使用极限状态
附录A各类工程结构的专门规定
A.1房屋建筑维构的专门规定
A.2铁路桥涵结构的专门愧定
A.3公路桥涵结构的专门规定
A.4港口工程结构的专门规定
附录B质量管理
B」质量控制要求·
B 2设计审查及随二检查
录心作用举例及可变作用代表值的确定原C.1．作用举例
C.2叫变作用代表值的确定原则
附录试验辅助设计
一般规超
I.2试验结果的统计评估原则
单项性能指标设计值的统计评估10. 9
附录 结构可靠度分析基础和可靠度设计方竭E
一般规定
E2结樽可靠指标计算
结构仙靠度校准
据于可带指标的设计
分项系数的确定方法
上.6组合值系数的确定方法
附录F结构疲劳可靠性验算月法
F.1、一般规定
F.2渡劳作用
F.3癌劳抗J
下.1裁旁可靠性验算方法
附录G既有结构的可掌性评定
G.1一般规定
G.2安企性评始
G.3适用性评定
G.4耐久性评定
G.5抗灾害能力评定
本标准用词说明
附：条文说明·
1.0.1为统--房屋建筑、铁路、公路、港口、水利水电等各类工程结构设计的基本原则、基本要求和本方法，使结构符合可持续发展的要求，并符合安全可靠、经济合理、技术先进、确保质量的要求，制定本标准。
1.0.2本标准适用于整个结构、组成结构的构件以及地基基础的设计；适用」结构施工阶段和使用阶段的设计；适用于既有绪构的可靠性评定。
1.0.3工程结构设计宜采用以概率理论为基础、以分项系数表达的极限状态设计方法；当缺乏统计资料时，工程结构设计可根据可靠的工程经验或必要的试验研究进行，也可采用容许应力或单一安全系数等经验存法进行：1.0.4各类工程结构设计标推和其他相关标准应遵守木标痛规定的基本准则，并应制定相应的具体规定。1.0.5工程结构设计除应遵守本标准的规定外，尚应遵守国家现行有关标准的规定。
2术语、符号
2. 1.1 结构 structure
能承受作用并具有适当刚度的由各连接部件有机组合而成的系统。
2.1.2结构构件srructural memher结构在物理上可以区分出的部件。2.l.3结构体系strurtural system结构中的所有承重构件及其共同工作的方式，2. 1.4 结构模型struelural nodel用于结树分析、设计等的理想化的结构体系。2. 1. 5 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预定月的仗用的年限，
2.1.6设计状况designsituatiom代表·定时段内实际情况的一组设计条件，设计应做到在该纠条件下结构不超越有关的极限状态。2.1.7持久设计状况persistent design situation在构使用过程中一定出现，且持续期很長的设状况，其持续期·般与设计使用年限为同…·数量级。2.1.8短暂设计状况transicntdesignsituatiun在结构施工和使用过程山现概率较大，而与设计使用年限相比，其持续期很短的设计状况。2.1.9偶然设计状况 accidental design sitiation在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的设计状况。
2.1.10 地震设计状况seismic design situatian结构遭受地震时的设计状况。
2.1.11荷载布置lcad arrangcrmcnt在结构设计中，对自出作用的位置、大小和为向的合埋确定。
2.1.12荷载工祝load case
为特定的验证目的，一组同时考虑的固定可变作用、永久作用、自由作用的某种相容的荷载布暨以及变形和几何遍差，2.1.13极限状态limit states
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，此特定状态该功能的极限状态。2.1.14承截能力极限状态taltitnale limit states对应于结构或结构构件达最大承载力或不适于继续承载的变形的状态。
2.1.15正带使用极限状态serviceability linil states对应丁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的状态。
2.1.16不可逆正常使用极限状态irreversibleserviceabilitylimit states
当产生超越正常使用极限状态的作用卸除后，该作用产生的超越状态不可恢复的止常使用极限状态。2.1.17可逆正常使用极限状态
revcrsibleserviccability
lirrit states
当产生超越正常使用极限状态的作用卸除后：该作用产生的超越状态可以恢复的止常使用极限献态。2.1.18抗 resistance
结构或结构构件垂受作用效辟的能力。2. 1. 19结构的整体稳同性structural integrity（structural rohuistness)
当发生火灾，爆炸，撞計或人为错误等偶然事件时，结构整3
体能保特稳固且不出现与起因不相称的破坏后果的能力。2.1.20连续倒塌Frogressivecollapst补始的局部破坏：从构件到构件扩腰，最终导致整个结构倒塌或与起阅不相称的一部分结构倒塌。2.1.21 可靠性 reliability
结构在规定的时闻内，在规定的条性下，完成预定功能的能力。
2.1.22可靠度.degreeofrcliability（reliabifity）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。
2.1.23大效概率 pprohahility of failure fr结构不能完成预定功能的概率。2.1.24可靠指标3reliabilityindex度量结构可靠度的数值指标，可靠指标β与失效概率力，的关系为β一@1（），其中（）为标准正态分布函数的反渐数：
2.1.25基本变量basie variable代表物理最的一组规定的变量，用于表示作用利环境影响，材料和岩土的性能以及儿何参数的特征。2. 1.26功能函数performance funetion关于基本变量的函数，该函数表征一种结构功能。2.1.27概率分布prnbahilitydistribution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示。
2. 1. 28统计参数 statistical parmcter在概率分布中用来表示随机变量取值的平均水平和离散程度的数字特征。
2.1.29分位值fractile
与随机变量概率分布函数的某一概率相必的值.2.1.30名义值nominal valuc
用非统计方法确定的值。
2.1.31极限状态法limit stale Tnethod不使结构超越某种规定的极限状态的设计方法。2.1.32穿许应力法 permissibsle（allowable） stres merhod使结构或地基在作用标准值下产生的应力不超过规定的容许应方（材料或岩士强度标准值除以某一安金系数）的设计方法。2.1.33单-安全系数法singlcsaferyfactormethod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于某“规定安全系数的设计方法。2.1.34作用uctio1
施加在结构上的集中为或分布力（直接作用，也称为载）和引起结构外变形或约束变形的原闪（闻接作用）。2.1.35作用效effect of action由作用引起的结构或结构构件的反应。2.1.36单个作用singleaction
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，
2.1.37永久作用permanemt action在设计所考虑的时期内始终存在且其量值变化与均值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。
2.1.38可变作用variableaution在设计使用年限内其量值随时间变化，且其变化与乎均值相比不可忽略不计的作用。
2.1.39偶然作用accilerrtal action在设计使用年限内不一定现，而一旦出现其基值很大，且持续期很短的作用。
2.1.40地漫作用scismicaction
地震对结构所产生的作用。
2.1.41上T作用
gtechnicalarction
由岩土、填方或地下水传递到结构上的作用。2.1.42固定作用fixed action
在结构上具有固定空间分布的作用。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：
2. 1. 43 自山作用 free action在结构上给定的范围内具有任意空间分布的作用。2.1.4静态作用static action
使结构产生的加速度可以忽咯不的作用。2.1.45动态作用dynamit:action使结构产生的如速度不可忽略不计的作用。2.l.4G“有界作用bounded actian具有不能被超越的且可确切或近似掌握其界限值的作用。2.1，47无界作用unboundedaction没有明确界限值的作用。
2.1.48作用的标准值charHcteristic value of an action作用的主要代表值，可根据对观测数据的统计、作用的白然界限或工程经验确定。
2.1.49设计基准期design referenceperiod为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。2.l.Sn可变作用的组合值comhinationvaluc ofavariableac-tion
使组合后的作用效应的超越概率与该作用单独出现时其标准值作用效应的超越概率趋于致的作用值，或组合后使结构具有规定靠指标的作用值。可通过组合值系数（1）对作用标准值的折来表示。
2.l.5l可变作用的频遇值Trequentvalue of avariahleaction在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较小的作用值；或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。可通过频遇值系数（：1）对作用标准值的折减来表示。6
2.1.52可变作用的准永久值quasi-permanent value of a vari-able action
在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较大的作用值。可通过准永久值系数（出1）对作用标准值的折减来表示。
action
Iaccompanying value of a variable可变作用的伴随值
在作用组合中，伴随主寻作用的可变作用值。可变作用的伴随值可以是组会值、频遇值或准永久值。2.1.54 作用的代表值 represcntativc valuc of an action极限状态设计所来用的作用值。它可以是作用的标准值或可变作用的伴随值。
2.1,55. 作用的设计值 design value of an action作用的代表值与作用分项系数的乘积。2.1.56作用组合（荷载组金）Lonbinalionof actians（loadcornbination)
在不同作用的时影响下，为验证某一极限状态的结构可靠度而采用的一组作用设计值。
2. l. s7环境影响environmental influcncc环境对结构产生的各种机械的、物理的、化学的或生物的不利影响。坏境影响会引起结构材料性能的劣化，降低结构的安全性或适用性，影响结构的耐久性。2.l.58材料性能的标雅值charactcristi:value af malerialpropetty
符合规定质量的材料性能概率分布的某一分位值或材料性能的名义值。
2.1.59 材料性能的设计值 design value of a material property材料性能的标准值除以材料性能分项系数所得的值。2. 1.b0 几何参数的标雅值 charaicleristic value of a geomet-rical parameter
设计规定的儿何参数公称值或几何参数佩率分布的一分位值。
2.1.61几何参数的设计值design value of a geometrical purameter
儿何参数的标准值增加载减少…个几何参数的附加量所得的值。
2.1.62结构分析structuralanalysis确定结构上作用效应的过程，
2.1.63一阶线弹性分析first urderlinear-elesticanalysis基于线性应力-应变或弯矩·曲率关系，采用弹性理论分析方法对初始结构儿何形体进行的结构分析。2.1.64二阶线弹性分析secondorderlinearelasticanalysis基于线性应力应变或弯短-曲率关系，采用弹性理论分析方法对已变彬结构几何形体进行的结构分析。2.1.65有重分布的一阶或二阶线弹性分析Firstordcr（orsec-ond order) linear-elastic analysis with redistribution结构设计中对内力进行调整的一阶或二阶线弹性分析，与给定的外部作用协调，不做明确的转动能力计算的结构分析。2.1.66--阶非线性分析first order non-linear analysis基于材料非线性变形特性对初始结构的几形体进行的结构分析。
isecond order non linear unalysis二阶非线性分析
基于材料非线性变形特性对已变形结构儿何形体进行的结构分析。
2.1.68弹塑性分析（一阶或二阶）elasto-plustic analysis（lirstor sccond order)
基于线弹性阶段和随片的无硬化阶段构成的弯矩-曲率关系的结构分析。
2.1.69刚性-塑性分析rigici plasticanalysis假定弯矩-曲率关系为光弹性变形和无硬化阶段，采用极限8
分折理论对初始结构的几何形体迹行的直按确定其假限承载力的结构分析。
2.1.70既有结构existing structurc已经存在的各类工程结构。
2.1.71评估使用年限assessudworkinglife可靠性评定所预估的既有结构在规定条件下的使用年限。2.1.72荷载检验loadlesting
通过施加荷载评定结构或结构构件的性能或预测其承载力的试验．
2.2符号
2.2.1大写拉丁字母的符号，
A—…地震作用的标准值
A一偶然作用的改计值：
-设计对变形，裂缝等规定的相应限值；F.作用的设计值；
作用的代表值；
永久作用的标准值；
一预应力作用的有关代表值；
一可变作用的标准值，
结构或结构构件的抗力；
Ra一结构或结构构件抗力的设计值；S--结构或结构构件的作用效应；SA——地作用标雄值的效应：
-偶然作用设计值的效应：
S.—.作用组合的效应设计值：
一不平衡作用效应的设计值；
S.s一：平衡作用效应的设计值；So。一永久作用标准值的效应；So
”预应力作用有关代表值的效应；9
So可变作用标准值的效应；
设计感准期；
一基本变量。
2.2.2小写拉丁字母的符号：
比何参数：
儿何参数的设计值
几何参数的标推值；
材料性能的设计值；
fh材料性能的标准值;
-结构构件失效概率的运算值。
2.2.3大停希腊学母的符号：
A—几何参数的附加最。
2.2.4小写希腊字母的符号：
结构构件的可靠指标；
结构重要性系数；
地震作用重要性系效；
作用的分项系数；
永久作用的分项系数；
考虑结构设计使用年限的荷载调擎系数；材料性能的分项系数；
可变作用的分项系数；
预成力作用的分项系数；
一一作用的组合俏系数；
作用的频遇值系数；
…作用的准永久值系数
3基本规定
3.1基本要求
3.1.1、结构的设计，施工和维护应使结构在规定的设计使用年限内以适当的可错度宜经济的方式满足期定的备项功能要求：3.1.2结构应满足下列功能要求：1能承受在施工和使用期间可能出现的各种作用；2保持良好的使用性能；
3具有足够的耐久性能；
4当发生火灾时，在规定的时间内可保持足够的承载力；5当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时，结构能保持必需的整体稳固性，不出现与起因不相称的破环后果，防止出现结构的连续倒塌。
注：！对重要的结构，应采取必要的措施，防止出现结构的连续倒瑜；对-般的结构，完采取适当的措施，防止出现结构的连续倒竭。
对港口工程结构，“撞击”指非正常撞市。3.1.3结构设计时，应根据下列要求采取适当的措施，使结构不山现或少出现可能的损坏：
1避免、消除或诚少结构可能受到的危害：2采用对可能受到的危害反应不敏感的结构类型；3采用当单个构件或结构的有限部分被意外移除或结构出现可接受的局部损坏时，结构的其他部分仍能保存的结构类型：4不定采用无破坏预兆的结构体系；5使结构具有整体稳固性。
3.1.4宜采取下列措施满足对结构的基本要求：1采用适当的材料；
2采用个理的设计和构造；
3对结构的设计、制作、施工和使用等制延相应的控制措施。
3.2安全等级和可靠度
3.2.1工程结构设计时，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、对社会或环境产生影响等）的严重性，采用不同的安全等级。工程结构安全等级的划分应符合表3.2.1的规定。
表3.2.1工程结构的安全等级
安全等级
被坏后果
很严重
不严置
注：刘或要的筑构，其安全等皱成取为…级，对一被的结构，H安全等级宜取为一级；对次要的结构，其安全等级可取为三级。3.2.2工程结构中务类结树构件的安全等级，宜与结构的安全等级相同，对其中部分结构构件的安全等级可逊行调整，但不得低于三级。
3.2.3可靠度水半的设置应根据结构构件的安全等级、失效模式和经济因素等确定。对结构的安余性和适用性可采用不同的可靠度水平，
3.2.4当有充分的统让数据时，结构构件的可靠度宜采用可靠指标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紫等确定3.2.5各类结构构件的安余等级每相差一级，其可靠指标的取值相差0.5。
3.3设计使用年限和耐久性
3.3.1工程结构设计时，应规定结构的设计使用年限。12
3.3.2房屋建筑结构、铁路桥渐结构、公路桥涵结构和港工程结构的设计使用年限应符合附录A的规定。注：1，其他工程结构的设计使川年裹应符合国家现行标准的有关规定；
2特殊二程结构的设计使用年限可另行规定,3.3.3工程结构设计时成对环境影响进行评估，当续构所处的环境对其耐久性有较大影响时，应根据不问的环境类别采用相应的结构树料、设计梅造、防护猎施、施工质量要求等，并应制定结构在使用期间的定期检修和维护制度，使结构在设计使用年限内不致因材料的劣化而影响其安全或正常使用。3.3.4环境对结构耐久性的影响，可根据工程经验、试验研究、计算或综合分析等方法逊行评估。3.3.5环境类别的划分和相应的设计、施工、使用及维护的要求等、应遵守国家现行有关标准的规定。3.4可靠性管理
为保证工程结构具有规定的可靠度，除应进行必要的设3. 4. 1
计计算外，还成对结构的材料性能、施工质量、使用利维护等进行相应的控制。控制的是体措施，应符合附录B和有关的动察、设计，施工及维护等标准的专门规定。3.4.2T程结构的设必须电具有相应资格的技术人员担任。3.4.3工程结构的设计应符合国家现行的有关荷载、抗震，地基基础和各种材料结构设计规范的规定：3.4.4工程结构的设计应对结构可能受到的偶然作用、环境影响等采取必要的防护措施。
3.4.5对上程结钩所采用的材料及施工，制作过程应进行质显控制，并按国家现行有关标推的规定进行鼓工验收。3.4.6工程结构应按设计规定的用途使用，并应期检查结构状况，进行必要的维护和维修；当露变更使用用途时，应进行设计复核和采敢必要的安全措施，13
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