蔣濟同, 吳穎欣, 杜德潤

(中國海洋大學(xué)工程學(xué)院，山東 青島 266100)

既有結(jié)構(gòu)不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)的求解

蔣濟同, 吳穎欣, 杜德潤

(中國海洋大學(xué)工程學(xué)院，山東 青島 266100)

基于結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力分級原則，求解出既有結(jié)構(gòu)與新建結(jié)構(gòu)不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)。首先，根據(jù)既有結(jié)構(gòu)與新建結(jié)構(gòu)抗力數(shù)理模型的不同，歸納整理出對應(yīng)的抗力統(tǒng)計參數(shù)；其次，根據(jù)荷載標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)整前后的不同，求解出設(shè)計基準(zhǔn)期下對應(yīng)的鑒定分級系數(shù)；再次，依據(jù)后續(xù)使用年限調(diào)整系數(shù)與統(tǒng)計參數(shù)的不同，計算出現(xiàn)行規(guī)范條件下不同后續(xù)使用年限對應(yīng)的鑒定分級系數(shù)。最后，加入考慮抗力衰減因素，對比得出鑒定分級系數(shù)的安全富余程度，為將來實際鑒定工作提供參考和借鑒。

可靠度；鑒定分級系數(shù)；既有結(jié)構(gòu)；后續(xù)使用年限；抗力衰減

實際工程鑒定工作中，均是按照《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1](GB50292-1999)中的鑒定細則進行，從構(gòu)件、子單元、鑒定單元三個層次依照鑒定分級系數(shù)逐層進行鑒定評估。

新建建筑結(jié)構(gòu)的鑒定分級系數(shù)求解過程中，應(yīng)綜合考慮影響其抗力的三種不確定性因素(材料性能的不確定性、幾何參數(shù)的不確定性、計算模式的不確定性)，采用新建建筑結(jié)構(gòu)抗力統(tǒng)計參數(shù)，運用結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力分級原則進行求解。而對于既有結(jié)構(gòu)，求解其對應(yīng)的鑒定分級系數(shù)要不同于新建建筑結(jié)構(gòu)，《可靠度理論在既有建筑鑒定中存在的問題》[2]等文獻中也提到了此看法，對于已經(jīng)存在的實體建筑，應(yīng)充分考慮其特點，但目前還尚未有文獻系統(tǒng)求解出既有結(jié)構(gòu)對應(yīng)的抗力統(tǒng)計參數(shù)進而進行可靠性評估。新版《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[3]對中國的結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全度做了調(diào)整，整體設(shè)置水平有所提高，目標(biāo)可靠指標(biāo)β也隨之改變。在此種情況下，可靠性鑒定工作中所采用的鑒定分級系數(shù)也應(yīng)進行調(diào)整使之對應(yīng)現(xiàn)行所有規(guī)范。

從經(jīng)濟角度以及將來鑒定工作考慮，應(yīng)系統(tǒng)求解對應(yīng)不同后續(xù)使用年限的可靠性鑒定分級系數(shù)。因結(jié)構(gòu)抗力是隨時間衰減的隨機變量，所以在求解不同后續(xù)使用年限可靠性鑒定分級系數(shù)過程中，應(yīng)加入抗力衰減的考慮，使結(jié)果更符合實際工程的需要。

1 結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力分級原則

在實際工程鑒定工作中，均依照委托方提出的要求，按初步調(diào)查(圖紙資料、建筑物歷史情況、考察現(xiàn)場、制定檢測方案)、確定鑒定目的、內(nèi)容及范圍、詳細調(diào)查(結(jié)構(gòu)基本情況勘查、結(jié)構(gòu)使用條件調(diào)查核實、地基基礎(chǔ)檢查、材料性能檢測分析、承重結(jié)構(gòu)檢查、維護系統(tǒng)使用工程檢查)、鑒定結(jié)果評定分析直至最后出具鑒定報告的流程進行?！睹裼媒ㄖ煽啃澡b定標(biāo)準(zhǔn)》[1]中，詳細規(guī)范了針對不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鑒定細則。在進行民用建筑可靠性鑒定評級時，分為可靠性鑒定與適修性鑒定兩方面，其中可靠性鑒定中包含了安全性鑒定與使用性鑒定，均按照構(gòu)件、子單元、鑒定單元3個層次依照鑒定分級系數(shù)評級逐層進行，但安全性鑒定每一層次分為4個等級而使用性鑒定每一層次分為3個等級，見圖1、2。因此求解不同情況下的鑒定分級系數(shù)能為今后鑒定工作提供借鑒與參考。

由可靠度理論可知，當(dāng)荷載效應(yīng)的統(tǒng)計參數(shù)為已知時，可靠指標(biāo)是結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力均值及其標(biāo)準(zhǔn)差的函數(shù)，而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力又與其材料和構(gòu)件的質(zhì)量密切相關(guān)?！督ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》[4](GBJ68-84)中規(guī)定了兩種質(zhì)量界限，即設(shè)計要求的質(zhì)量以及下線質(zhì)量，前者為結(jié)構(gòu)的材料和構(gòu)件的質(zhì)量應(yīng)達到或者高于目標(biāo)可靠指標(biāo)的期望值，后者為按目標(biāo)可靠指標(biāo)減去0.25而確定的，此值相當(dāng)于其所對應(yīng)的失效概率運算值上升了半個數(shù)量級。基于上述考慮，《既有建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性分析》[5]等文獻中，均提到了au、bu、cu、du的分級原則，本文不再重復(fù)介紹。

圖1 安全性鑒定的層級和等級

2 新建結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期可靠性鑒定分級系數(shù)求解

新建建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)綜合考慮影響其抗力的三種不確定性因素(材料性能的不確定性、幾何參數(shù)的不確定性、計算模式的不確定性)。在采用新建建筑結(jié)構(gòu)抗力統(tǒng)計參數(shù)的情況下，運用結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力分級原則，可分別求解出對應(yīng)規(guī)范調(diào)整前后的鑒定分級系數(shù)。

對于新建建筑結(jié)構(gòu)來說，研究其抗力，無論是單一材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件還是符合材料組成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，均需綜合考慮影響其抗力的三種不確定因素(材料性能的不確定性KM、幾何參數(shù)的不確定性KA、計算模式的不確定性KP)。參照《工程結(jié)構(gòu)可靠性設(shè)計原理》[6]中結(jié)構(gòu)抗力統(tǒng)計參數(shù)求解方法，求解出對應(yīng)于14種結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力統(tǒng)計參數(shù)，《土木工程結(jié)構(gòu)可靠度理論與設(shè)計》[7]等文獻也進行了相關(guān)的求解工作。

《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》[8](GB50009-2001)中第3.2.5條規(guī)定，實用設(shè)計表達式中，永久荷載分項系數(shù)γG當(dāng)其效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利且由可變荷載效應(yīng)控制的荷載組合時，取1.2，可變荷載的分項系數(shù)γQ取1.4?！督ㄖY(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》[9]中規(guī)定的安全等級為二級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件β為3.2和3.7，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)γ0取1.0；荷載標(biāo)準(zhǔn)值調(diào)整后，設(shè)計基準(zhǔn)期的β應(yīng)相應(yīng)調(diào)整為3.6和4.1，實用設(shè)計表達式中γG、γQ和γ0分別為1.3、1.4和0.959；為了目前實際工程需要，即實用設(shè)計表達式中的相應(yīng)系數(shù)以及結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)均按現(xiàn)行規(guī)范取值，荷載標(biāo)準(zhǔn)值按調(diào)整后取值；分別采用上述3種值的組合，帶入新建結(jié)構(gòu)抗力統(tǒng)計參數(shù)KR和δR，求解出對應(yīng)的鑒定分級系數(shù)(見表1)。

表1 不同情況下考慮三種不確定性設(shè)計基準(zhǔn)期鑒定分級系數(shù)

由表1可知，若完全按照現(xiàn)行各個規(guī)范取值，即荷載標(biāo)準(zhǔn)值采用調(diào)整之后，實用設(shè)計表達式中荷載組合分項系數(shù)分別采用1.2、1.4，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)取為1.0以及目標(biāo)可靠指標(biāo)取為3.2、3.7，求解出鑒定分級系數(shù)a、b、c、d分別取為0.9、0.83、0.76和0.70。將鑒定分級系數(shù)求解結(jié)果與《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》[1]中規(guī)定a、b、c、d分別取為1.0、0.95、0.9和0.85來進行每個層次之間的評級對比，得出目前鑒定標(biāo)準(zhǔn)中的鑒定分級系數(shù)偏安全，安全富余約為10個百分點。

3 既有結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期可靠性鑒定分級系數(shù)求解

結(jié)構(gòu)所受的各種荷載、結(jié)構(gòu)抗力及其概率統(tǒng)計模型，所指的結(jié)構(gòu)是指“待建”結(jié)構(gòu)或者“擬建”結(jié)構(gòu)，此時結(jié)構(gòu)正在設(shè)計圖紙上，還未建成實際建筑，在此種情況下，結(jié)構(gòu)的材料性能、所受的荷載等均為隨機變量。結(jié)構(gòu)一旦建設(shè)完成，就是一個實際存在的實體，成為“既有”結(jié)構(gòu)，這時結(jié)構(gòu)的材料性能不再具有隨機性，實際上是具有確定值的量(盡管主觀上此值未知)。所以，對于“既有”結(jié)構(gòu)，要不同于新建建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)充分考慮

其特點，進行可靠性評估。

在實際工程鑒定工作中，特別是在使用鑒定軟件計算時，應(yīng)特別注意所采用或輸入的數(shù)據(jù)與評估時所采用的鑒定分級系數(shù)相對應(yīng)，避免造成一些不必要的浪費。所以求解不同情況下，考慮不同種不確定性因素的抗力及其所對應(yīng)的鑒定分級系數(shù)對今后的鑒定工作來說，顯得尤為重要。

3.1 既有結(jié)構(gòu)的抗力統(tǒng)計參數(shù)

3.1.1 忽略材料性能與幾何尺寸不確定性抗力統(tǒng)計參數(shù) 實際工程中，既有結(jié)構(gòu)的抗力是無法直接得到的，只能通過現(xiàn)有的檢測技術(shù)與手段得到結(jié)構(gòu)的材料性能和幾何參數(shù)。此種情況下，在消除了材料性能的不確定性和幾何參數(shù)的不確定性后，既有結(jié)構(gòu)的抗力概率模型的建立就僅需要考慮計算模式的不確定性的影響。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力可采用隨機變量R表示：

R=WP·gRP=WP·gR(fi,ai)

(i=1,2,…,n),

(1)

式中:R為既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際抗力值;RP為由抗力函數(shù)確定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力值;Ωp為計算模式不確定性的參數(shù);fi為結(jié)構(gòu)構(gòu)件中第i種材料的材料性能實際值;ai為與第i種材料相對應(yīng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件幾何參數(shù)的實際值。

因此，帶入計算模式不確定的參數(shù)，可以得到既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力的變異系數(shù)δR與均值μR：

(2)

mR=mWPR(f,a)。

(3)

忽略材料性能不確定性和幾何尺寸不確定性的十四種構(gòu)件的抗力統(tǒng)計參數(shù)KR和dR的求解，可參照文獻[6]變形求解而得，結(jié)果見表2。

表2 考慮一種、兩種不確定性抗力統(tǒng)計參數(shù)

注：表中AC代表Axial compression；AT代表Axial tension； EC代表Eccentric compression；B代表Bending；S代表Shear。

3.1.2 忽略幾何尺寸不確定性抗力統(tǒng)計參數(shù) 對于既有建筑結(jié)構(gòu)，理論上可通過檢測技術(shù)與手段得到結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能(如強度)和幾何參數(shù)，但實際檢測工作中，檢測數(shù)據(jù)獲得的本身就具有隨機性，以樣本估計整體，使得既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料性能仍然具有不確定性，所以研究既有結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力統(tǒng)計參數(shù)時，可按只忽略幾何尺寸不確定性考慮。

在考慮材料性能不確定性和計算模式不確定性，即忽略幾何尺寸不確定性時，抗力統(tǒng)計參數(shù)KR和dR會隨著配筋率r變化而變化，但是變化不大。KR和dR同時也會隨材料性能(強度)的變化而產(chǎn)生變化。對應(yīng)于十四種構(gòu)件的抗力統(tǒng)計參數(shù)KR和dR同樣可參照文獻[6]按只考慮一種不確定性的公式變形求解得到(見表2)。

3.2 既有結(jié)構(gòu)設(shè)計基準(zhǔn)期鑒定分級系數(shù)求解

對于既有建筑結(jié)構(gòu)，可通過現(xiàn)有的檢測技術(shù)與手段得到結(jié)構(gòu)的材料性能和幾何參數(shù)的，若仍然按照三種不確定性來考慮抗力，在實際鑒定工作中，將造成不必要的浪費。在使用鑒定軟件(如PKPM鑒定模塊)將實體建筑結(jié)構(gòu)建模時，輸入檢測出的數(shù)據(jù)(如材料強度、幾何尺寸等)進行計算，此種情況下，與之對應(yīng)的設(shè)計基準(zhǔn)期鑒定分級系數(shù)應(yīng)由忽略了材料性能的不確定性和幾何參數(shù)的不確定性后的抗力統(tǒng)計參數(shù)求解。

由于檢測數(shù)據(jù)的獲得本身就具有隨機性，所以考慮既有建筑結(jié)構(gòu)的抗力時，仍然需要考慮材料性能的不確定性，所以在實際鑒定工作中，抗力可按照考慮材料性能不確定性和計算模式不確定性考慮(即忽略幾何尺寸不確定性)。

荷載調(diào)整前后以及采用現(xiàn)行規(guī)范數(shù)據(jù)，分別考慮一種不確定性(即忽略材料強度和幾何尺寸不確定性)和兩種不確定性(即忽略幾何尺寸不確定性)時，求解出十四種不同構(gòu)件在設(shè)計基準(zhǔn)期的鑒定分級系數(shù)平均值(見表3)。將表3與表1結(jié)果對比得出：

(1)荷載調(diào)整之前，實用設(shè)計表達式相應(yīng)系數(shù)采用1.2、1.4、1.0，目標(biāo)可靠指標(biāo)采用3.7和3.2時，，抗力考慮一種不確定性時鑒定分級系數(shù)可調(diào)低約8.5%；抗力考慮兩種不確定性，鑒定分級系數(shù)可調(diào)低約12.3%。

(2)荷載調(diào)整之后，實用設(shè)計表達式相應(yīng)系數(shù)采用1.3、1.4、0.959，目標(biāo)可靠指標(biāo)采用4.1和3.6時，抗力考慮一種不確定性時，鑒定分級系數(shù)可調(diào)低約10.6%；抗力考慮兩種不確定性時，鑒定分級系數(shù)可調(diào)低約11.2%。

(3)荷載調(diào)整之后，所有數(shù)據(jù)均按現(xiàn)行規(guī)范取值，即實用設(shè)計表達式相應(yīng)系數(shù)采用1.2、1.4、1.0，目標(biāo)可靠指標(biāo)采用3.7和3.2時，抗力考慮一種不確定性時，鑒定分級系數(shù)可調(diào)低約10.3%；抗力考慮兩種不確定性時，鑒定分級系數(shù)可調(diào)低約11.3%。

表3 不同情況考慮一種/兩種不確定性設(shè)計基準(zhǔn)期鑒定分級系數(shù)

將表3中兩種情況求解結(jié)果對比得出，抗力考慮一種不確定性時的鑒定分級系數(shù)約比抗力考慮兩種不確定性時的鑒定分級系數(shù)高約1至4個百分點，這是因為抗力統(tǒng)計時，在考慮材料性能不確定時，均值全按大于1來考慮，這點很好地解釋了所求的結(jié)果。

4 不同后續(xù)使用年限可靠性鑒定分級系數(shù)求解

在實際可靠性鑒定工作中，最普遍的鑒定工作為鑒定后續(xù)使用50年是否滿足可靠度要求，不滿足的情況下需進行維修與加固，甚者拆除。此種情況對于委托方預(yù)計將此建筑結(jié)構(gòu)使用年限小于50 d時，將造成一些不必要的浪費。因此求解對應(yīng)不同后續(xù)使用年限的可靠性鑒定分級系數(shù)，無論從經(jīng)濟角度還是將來鑒定工作的借鑒與參考，都具有重大意義。

在外界環(huán)境影響和材料內(nèi)部因素的作用下，既有建筑結(jié)構(gòu)抗力是一個隨時間變化的過程?！犊紤]抗力隨時間變化的結(jié)構(gòu)可靠度分析》[10]、《考慮抗力隨時間衰減的既有結(jié)構(gòu)可靠度分析》[11]等文獻均提到了對于抗力衰減的看法。例如混凝土結(jié)構(gòu)，其強度隨時間先是增長，依賴于結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境影響，大約在20～30年時達到最高，隨后其強度隨時間又降低。美國和日本均做過混凝土抗壓強度衰減試驗。對于混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋，其截面面積會因鋼筋銹蝕等減少，因此鋼筋與混凝土間的粘結(jié)力降低，特別是處于不利環(huán)境中(如氯離子環(huán)境)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。對于鋼結(jié)構(gòu)，其抗力主要取決于連接處的焊接質(zhì)量和鉚接質(zhì)量及其穩(wěn)定性，很多工程事故的發(fā)生都與此有關(guān)。因此，在求解不同后續(xù)使用年限可靠性鑒定分級系數(shù)過程中，應(yīng)加入抗力衰減的考慮，更符合實際工程。

4.1 未考慮抗力衰減不同后續(xù)使用年限可靠性鑒定分級系數(shù)求解

既有建筑結(jié)構(gòu)的可靠性分析中，當(dāng)考慮永久荷載和一個可變荷載組合的情況時，結(jié)構(gòu)某一狀態(tài)的功能函數(shù)為

Z(t)=R(t)-SG-SQ(t)。

(4)

當(dāng)任一時點或任一時段可變作用SQ(t)服從于極值Ⅰ型分布時，文獻《基于可靠性的在役混凝土結(jié)構(gòu)剩余使用壽命預(yù)測》[12]通過將后續(xù)使用時段離散化，得到結(jié)構(gòu)在后續(xù)使用時段Tc內(nèi)的功能函數(shù)

Z=R-SG-SQt,

(5)

式中，SQt為后續(xù)使用時段Tc內(nèi)可變作用SQ(t)的最大值隨機變量，取Tc=t，其平均值由下式計算：

(6)

式中R為Tc時間段內(nèi)抗力隨機過程R(t)的等效隨機變量，稱之為等效抗力，它綜合反映了結(jié)構(gòu)抗力在時間段內(nèi)的變化歷程，可按下式進行計算：

(7)

式中：αT為SQT概率分布函數(shù)的參數(shù)；m為后續(xù)使用時間段Tc等分的時段數(shù)；Ri為隨機過程R(t)；τ為時段的長度；ti=(i-0.5)τ時刻的抗力值。

當(dāng)不考慮抗力隨時間的衰減時，采用不同年限調(diào)整系數(shù)與統(tǒng)計參數(shù)，對不同后續(xù)使用年限的建筑結(jié)構(gòu)進行評估計算。當(dāng)實用設(shè)計表達式中永久荷載分項系數(shù)、可變荷載分項系數(shù)和結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)分別采用1.2、1.4和1.0，目標(biāo)可靠指標(biāo)β采用4.1和3.6時，求解出對應(yīng)于十四種不同構(gòu)件考慮不同種抗力不確定性的因素的不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)，結(jié)果見表4、5、6。

4.2 考慮抗力衰減不同后續(xù)使用年限可靠性鑒定分級系數(shù)求解

對于符合設(shè)計、施工和正常使用要求的建筑結(jié)構(gòu)，即使常規(guī)的檢測和維護，抗力仍然是隨時間和衰減的，即

R(t)=R0j(t)，

(8)

式中：R0為結(jié)構(gòu)構(gòu)件t=0時刻的抗力；j(t)為一確定性(衰減系數(shù))函數(shù)。

表4 三種不確定性不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)

表5 兩種不確定性不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)

表6 一種不確定性不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)

上式為一非常簡單的隨機過程模型，在這種模型下，t時刻結(jié)構(gòu)的抗力的隨機性依賴于t=0時刻的抗力的隨機性，其概率分布模型不變，相應(yīng)的平均值和變異系數(shù)變?yōu)椋?/p>

mR(t)=mR0j(t)，

(9)

dR(t)=dR0。

(10)

因此可將R視為概率分布與R0相同，平均值和標(biāo)準(zhǔn)差可有下式計算得出的隨機變量：

(11)

(12)

式中mR0和dR0可按下式計算得出：

(13)

dR0=dR。

(14)

經(jīng)查閱文獻資料得到混凝土的強度衰減系數(shù)為jc(t)=1.0-8.0×10-7t3，鋼筋混凝土中的鋼筋衰減系數(shù)為jy(t)=1.0-2.2×10-6t3，木結(jié)構(gòu)的抗力衰減參照《溫濕度變化環(huán)境下木構(gòu)件長期強度衰減模型》[13]中得出的衰減曲線進行計算。

因文獻資料有限，目前還未獲得鋼結(jié)構(gòu)強度衰減模型和砌體結(jié)構(gòu)衰減模型，鋼結(jié)構(gòu)和薄鋼結(jié)構(gòu)只能按照鋼筋混凝土中鋼筋衰減模型進行定性求解分析，砌體結(jié)構(gòu)衰減模型咱按未衰減考慮，求解出加入抗力衰減后，對應(yīng)于十四種不同構(gòu)件考慮不同種抗力不確定性的因素的不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)，結(jié)果見表7、8、9。

表7 三種不確定性抗力衰減不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)

表8 兩種不確定性抗力衰減不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)

表9 一種不確定性抗力衰減不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)

將表7、8、9分別與表4、5、6分別對比，因衰減模型數(shù)據(jù)不完備，只定性對比出考慮不同種不確定性因素時的結(jié)論：考慮抗力衰減后的結(jié)構(gòu)不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)增大。

5 結(jié)論

(1)民用建筑鑒定分為可靠性鑒定與適修性鑒定，其中可靠性鑒定包括安全性鑒定與使用性鑒定。鑒定工作均是分為構(gòu)件、子單元和鑒定單元三個層次，從第一層次開始，按照鑒定分級系數(shù)逐層進行分級評定。構(gòu)件承載能力分級原則是按照建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度與目標(biāo)可靠指標(biāo)β的關(guān)系進行分級的。

(2)新建建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)綜合考慮影響其抗力的三種不確定性因素(材料性能的不確定性、幾何參數(shù)的不確定性、計算模式的不確定性)。按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力分級原則，分別求解出規(guī)范調(diào)整前、調(diào)整后以及均采用現(xiàn)行規(guī)范數(shù)據(jù)情況下的鑒定分級系數(shù)，得出目前鑒定標(biāo)準(zhǔn)中的鑒定分級系數(shù)偏安全，安全富余約為10個百分點。

(3)根據(jù)既有建筑結(jié)構(gòu)的特點，分別求解出考慮影響抗力的一種不確定因素和兩種不確定因素的抗力統(tǒng)計參數(shù)，并帶入求解出其對應(yīng)的鑒定分級系數(shù)，得出無論是考慮兩種亦或是一種不確定因素對抗力的影響，其鑒定分級系數(shù)均比考慮三種不確定因素下降約10%，并且抗力考慮一種不確定性時的鑒定分級系數(shù)約比抗力考慮兩種不確定性時的鑒定分級系數(shù)高約1至4個百分點。

(4)求解對應(yīng)不同后續(xù)使用年限的可靠性鑒定分級系數(shù)是具有實用性與科學(xué)性的。實際上抗力是隨時間衰減的隨機變量，將考慮抗力衰減求出的不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)與為加入考慮抗力衰減求解結(jié)果對比得出,考慮抗力衰減后的結(jié)構(gòu)不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)增大。

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責(zé)任編輯 陳呈超

Solution on the Coefficients of Appraisal Identification for the Existing Structure Under Different Subsequent Service Lives

JIANG Ji-Tong, WU Ying-Xin, DU De-Run

(College of Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266100, China)

Based on the principle of structures ultimate classification, the coefficients for appraisal identification of different subsequent service lives are calculated for existing structures and new structures respectively. Firstly, the resistance statistical parameters are obtained according to different mathematical models of resistance for existing structures and new structures. Secondly, the coefficients for appraisal identification under the circumstance of design reference period are solved before and after the adjustment of characteristic values of load. Thirdly, the coefficients for appraisal identification which meet the requirements of the current standard are computed corresponding to the adjustment factors and mathematical statistics parameters of different subsequent service lives. Finally, safety margin of the coefficients for appraisal identification are achieved by comparison when considering the resistance attenuation, which is analyzed for the future practical identification project.

degree of reliability; coefficient of appraisal identification; existing structure; subsequent service life; resistance attenuation

2015-04-13；

2016-12-10

蔣濟同(1966-)，男，教授。E-mail:baomiaoxinzi@163.com

TU2

A

1672-5174(2017)08-151-08

10.16441/j.cnki.hdxb.20150115

蔣濟同, 吳穎欣, 杜德潤. 既有結(jié)構(gòu)不同后續(xù)使用年限鑒定分級系數(shù)的求解[J]. 中國海洋大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2017, 47(8): 151-158.

JIANG Ji-Tong, WU Ying-Xin, DU De-Run. Solution on the coefficients of appraisal identification for the existing structure under different subsequent service lives[J]. Periodical of Ocean University of China, 2017, 47(8): 151-158.