全概率方法使用隨機(jī)過程模型及更準(zhǔn)確的概率計算方法，從原理上講，可給出可靠度的準(zhǔn)確結(jié)果，但因為經(jīng)常缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)及數(shù)值計算上的困難，設(shè)計規(guī)范的校準(zhǔn)很少使用全概率方法。一次可靠度方法使用隨機(jī)變量模型和近似的概率計算方法，與當(dāng)前的數(shù)據(jù)收集情況及計算手段是相適應(yīng)的，所以，目前國內(nèi)外設(shè)計規(guī)范的校準(zhǔn)基本都采用一次可靠度方法。

    本附錄說明了結(jié)構(gòu)可靠度校準(zhǔn)、直接用可靠指標(biāo)進(jìn)行設(shè)計的方法及用可靠度確定設(shè)計表達(dá)中分項系數(shù)和組合系數(shù)的方法。

本附錄只適用于一般的結(jié)構(gòu)，不包括特大型、高聳、長大及特種結(jié)構(gòu)，也不包括地震作用和由風(fēng)荷載控制的結(jié)構(gòu)。

Ｄ.1.2  進(jìn)行結(jié)構(gòu)可靠度分析的基本條件是建立結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)方程和確定基本隨機(jī)變量的概率分布函數(shù)。功能函數(shù)描述了要分析的結(jié)構(gòu)的某一功能所處的狀態(tài)：表示結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài)；表示結(jié)構(gòu)處于極限狀態(tài)；表示結(jié)構(gòu)處于失效狀態(tài)。計算結(jié)構(gòu)可靠度就是計算功能函數(shù)的概率。概率分布函數(shù)描述了基本變量的隨機(jī)特征，不同的隨機(jī)變量具有不同的隨機(jī)特征。

Ｄ.1.3  結(jié)構(gòu)一般情況下會受到兩個或兩個以上可變作用的作用，如果這些作用不是完全相關(guān)，則同時達(dá)到最大值的概率很小，按其設(shè)計設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)的最大值隨機(jī)變量進(jìn)行可靠度分析或設(shè)計是不合理的，需要進(jìn)行作用組合。結(jié)構(gòu)作用組合是一個比較復(fù)雜的問題，完全用數(shù)學(xué)方法解決很困難，目前國際上通用的是各種實用組合方法，所以工程上常用的是簡便的組合規(guī)則。本條提供的兩種組合規(guī)則，規(guī)則1為“結(jié)構(gòu)安全聯(lián)合委員會”（JCSS）組合規(guī)則，規(guī)則2為Turkstra組合規(guī)則，這兩種組合規(guī)則在國內(nèi)外都得到廣泛的應(yīng)用。

Ｄ.2  結(jié)構(gòu)可靠指標(biāo)計算

Ｄ.2.1  結(jié)構(gòu)可靠度的計算方法有多種，如一次二階矩方法（FOSM）、二次二階矩方法（SOSM）、蒙特卡洛模擬（Monte Carlo Simulation）方法等。本條推薦采用國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)普遍采用的一次二階矩方法，對于一些比較特殊的情況，也可以采用其他方法，如計算精度要求較高時，可采用二次二階矩方法，極限狀態(tài)方程比較復(fù)雜時可采用蒙特卡洛方法等。

Ｄ.2.2  由簡單到復(fù)雜，本條給出了三種情況的可靠指標(biāo)計算方法。第1種情況用于說明可靠指標(biāo)的概念；第2種是變量獨(dú)立情況下可靠指標(biāo)的一般計算公式；第3種是變量相關(guān)情況下可靠指標(biāo)的一般計算公式，是大連理工大學(xué)對獨(dú)立隨機(jī)變量一次二階矩方法進(jìn)行推廣的基礎(chǔ)上提出來的，與獨(dú)立變量一次二階矩方法的迭代計算步驟沒有區(qū)別。迭代計算可靠指標(biāo)的方法很多，下面是本附錄建議的迭代計算步驟：

（1）假定變量的驗算點初值（）（一般可取（））；

（2）取（），由（D .2.2-6）、（D .2.2-5）式計算、（）；

（3）由（D.2.2-2）式計算；

（4）由（D.2.2-3）式計算（）；

（5）由（D.2.2-4）式計算（）；

（6）如果，其中為規(guī)定的誤差，則本次計算的即為要求的可靠指標(biāo)，停止計算；否則取（）轉(zhuǎn)（2）重新計算。

在按上述方法迭代計算可靠指標(biāo)時，需要使用當(dāng)量正態(tài)化變量與的相關(guān)系數(shù)，本附錄建議取其原始變量與的相關(guān)系數(shù)。這是因為當(dāng)隨機(jī)變量與的變異系數(shù)不是很大時（小于0.5），與相差不大。例如，如果服從正態(tài)分布，服從正態(tài)分布，則有

如果和同服從正態(tài)分布，則有

如果≤0.3，≤0.3，則有：

，，

從而，。

當(dāng)隨機(jī)變量與服從其他分布時，通過Nataf分布可以求得與的近似關(guān)系，丹麥學(xué)者 Ove Ditlevsen和挪威學(xué)者HenRik O.Madsen的著作《Structural Reliability Methods》列表給出了與不同分布時與比值的關(guān)系。當(dāng)與的變異系數(shù)不超過0.5時，可靠指標(biāo)計算中取是可以的。

另外，在一次二階矩理論中，對可靠指標(biāo)影響最大的是平均值，其次是方差，再次才是協(xié)方差，所以將取為對計算結(jié)果影響不大，沒有必要求的準(zhǔn)確值。

從數(shù)學(xué)上講，對于一般的工程問題，一次二階矩方法具有足夠的計算精度，但計算所得到的可靠指標(biāo)或失效概率只是一個運(yùn)算值，這是因為：

（1）影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素不只是隨機(jī)性，還有其他不確定性因素，這些因素目前尚不能通過數(shù)學(xué)方法加以分析，還需通過工程經(jīng)驗進(jìn)行決策；

（2）盡管我國編制各統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時對各種結(jié)構(gòu)承受的作用進(jìn)行過大量統(tǒng)計分析，但由于客觀條件的限制，如數(shù)據(jù)收集的持續(xù)時間和數(shù)據(jù)的樣本容量，這些統(tǒng)計結(jié)果尚不能完全反映所分析變量的統(tǒng)計規(guī)律；

（3）為使可靠度計算簡化，一些假定與實際情況不一定完全符合，如作用效應(yīng)與作用的線性關(guān)系只是在一定條件下成立的，一些條件下是近似的，近似的程度目前尚難以判定。

盡管如此，但可靠度方法仍然是一種先進(jìn)的方法，它建立了結(jié)構(gòu)失效概率的概念（盡管計算的失效概率只是一個運(yùn)算值，但可用于相同條件下的比較），擴(kuò)大了概率理論在結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)用的范圍和程度，使結(jié)構(gòu)設(shè)計由經(jīng)驗向科學(xué)過渡又邁出了一步。總的來講，可靠性設(shè)計方法的優(yōu)點不在于如何去計算可靠指標(biāo)，而是在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計中根據(jù)變量的隨機(jī)特性貫徹概率的概念，隨著對事物本質(zhì)認(rèn)識的加深，使概率的應(yīng)用進(jìn)一步深化。

Ｄ.3  結(jié)構(gòu)可靠度校準(zhǔn)

Ｄ.3.1  結(jié)構(gòu)可靠度校準(zhǔn)的目的是分析現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計方法的可靠度水平和確定結(jié)構(gòu)設(shè)計的目標(biāo)可靠指標(biāo)，以保證結(jié)構(gòu)的安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理。校準(zhǔn)法的基本思想是利用可靠度理論，計算按現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范設(shè)計的結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)，進(jìn)而確定今后結(jié)構(gòu)設(shè)計的可靠度水平。這實際上是承認(rèn)按現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范設(shè)計的結(jié)構(gòu)的平均可靠水平是合理的。隨著國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，有必要對結(jié)構(gòu)的可靠度進(jìn)行調(diào)整，但也要以可靠度校準(zhǔn)為依據(jù)。所以結(jié)構(gòu)可靠度校準(zhǔn)是結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的基礎(chǔ)。

Ｄ.3.2  本條說明了結(jié)構(gòu)可靠度校準(zhǔn)的步驟。這一步驟只供參考，對于不同的結(jié)構(gòu)，可靠度分析的方法可能不同，校準(zhǔn)的步驟可能也有所差別。

Ｄ.4  基于可靠指標(biāo)的設(shè)計

Ｄ.4.1 本標(biāo)準(zhǔn)提供了兩種直接用可靠度進(jìn)行設(shè)計的方法。第1種實際上是可靠指標(biāo)校核方法，因為很多情況下設(shè)計中一個量的變化可涉及多種情況的驗算，如對于港口工程重力式碼頭的設(shè)計，需要進(jìn)行穩(wěn)定性驗算、抗滑移驗算及強(qiáng)度驗算，碼頭截面尺寸變化時，這三種情況都需要重新進(jìn)行分析。第2種方法適合于比較簡單的截面設(shè)計的情況，如承載力服從對數(shù)正態(tài)分布的鋼筋混凝土構(gòu)件的截面配筋計算，對于這種情況，可采用下面的迭代計算步驟：

（1）根據(jù)永久作用效應(yīng)、可變作用效應(yīng)和結(jié)構(gòu)抗力建立極限狀態(tài)方程

其中——第個作用效應(yīng)隨機(jī)變量，如采用JCSS組合規(guī)則，則有個組合，在第1個組合中，分別為，在第2個組合中，分別為 ，余次類推；

    （2） 假定初值（一般取）、（）（一般取（））和（一般取）；

（3）取、（）和，按（D.2.2-6）、（D.2.2-5）式計算、（），按下式計算：

 ；

（4）按（D.2.2-3）式計算（）和；

（5）按（D.2.2-4）式計算和（），按下式求解：

       ；

（6）如果，其中為規(guī)定的誤差，轉(zhuǎn)（7）；否則取，（），轉(zhuǎn)（3）重新進(jìn)行計算；

（7）由（D.4.1-2）式計算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的幾何參數(shù)。

Ｄ.4.2  直接用可靠指標(biāo)方法對結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計，理論上是科學(xué)的，但目前尚沒有這方面的經(jīng)驗，需要慎重。如果用可靠指標(biāo)方法的設(shè)計結(jié)果與按傳統(tǒng)方法的設(shè)計結(jié)果存在差異，并不能說明哪種方法的結(jié)果一定是合理的，而要根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。

Ｄ.5  分項系數(shù)的確定方法

Ｄ.5.1  本條規(guī)定了確定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計表達(dá)式中分項系數(shù)的原則。

Ｄ.5.2  本條說明了確定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計表達(dá)式中分項系數(shù)的步驟，對于不同的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可能有所差別，可根據(jù)具體情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。國外很多規(guī)范都采用類似的方法，國際結(jié)構(gòu)安全聯(lián)合委員會還開發(fā)了一個用優(yōu)化方法確定分項系數(shù)、重要性系數(shù)的軟件PROCODE。

Ｄ.6  組合系數(shù)的確定方法

Ｄ.6.1 本條確定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計表達(dá)式中組合值系數(shù)的原則。

Ｄ.6.2本條確定結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計表達(dá)式中組合值系數(shù)的步驟，對于不同的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可能有所差別，可根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整。

附錄E  既有結(jié)構(gòu)的可靠性評定

E.1  一般規(guī)定

E.1.1  村鎮(zhèn)中的一些既有結(jié)構(gòu)和城市中的棚戶房屋沒有正規(guī)的設(shè)計與施工，不具備進(jìn)行可靠性評定的基礎(chǔ)，不宜按本附錄的原則和方法進(jìn)行評定。結(jié)構(gòu)工程設(shè)計質(zhì)量和施工質(zhì)量的評定應(yīng)該按結(jié)構(gòu)建造時有效的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)評定。

E.1.2  本條提出對既有結(jié)構(gòu)檢測評定的建議。第1款中的“規(guī)定的年限”不僅僅限于設(shè)計使用年限，有些行業(yè)規(guī)定既有結(jié)構(gòu)使用5～10年就要進(jìn)行檢測鑒定，重新備案。出現(xiàn)第4款和第6款的情況，當(dāng)爭議的焦點是設(shè)計質(zhì)量和施工質(zhì)量問題時，可先進(jìn)行工程質(zhì)量的評定，再進(jìn)行可靠性評定。

Ｅ.1.3  既有結(jié)構(gòu)可靠性評定的基本原則是確保結(jié)構(gòu)的性能符合相應(yīng)的要求，考慮可持續(xù)發(fā)展的要求；盡量減少業(yè)主對既有結(jié)構(gòu)加固等的工程量。上述相應(yīng)的要求是指現(xiàn)行結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)對結(jié)構(gòu)性能的基本要求。

Ｅ.1.4  把承載能力、適用性、耐久性和抗災(zāi)害能力等評定內(nèi)容分開可避免概念的混淆，避免引發(fā)不必要的問題，同時便于業(yè)主根據(jù)問題的輕重緩急適時采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧?。對既有結(jié)構(gòu)進(jìn)行可靠性評定時，業(yè)主可根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體情況提出進(jìn)行某項性能的評定，也可進(jìn)行全部性能的評定。

Ｅ.1.5  既有結(jié)構(gòu)的可靠性評定以現(xiàn)行結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求為依據(jù)是國際上通行的原則，也是本附錄提出的“保障結(jié)構(gòu)性能”的基本要求。但評定不是照搬設(shè)計規(guī)范的全部公式，要考慮既有結(jié)構(gòu)的特點，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實際狀況（不是原設(shè)計預(yù)期狀況）進(jìn)行評定，這是實現(xiàn)盡量減少加固等工程量的具體措施。

Ｅ.1.6  既有結(jié)構(gòu)可靠性評定時，應(yīng)盡量獲得結(jié)構(gòu)性能的信息，以便于對結(jié)構(gòu)性能的實際狀況進(jìn)行評定。

Ｅ.2  承載能力評定

E.2.1  本條提出既有結(jié)構(gòu)承載能力評定的四個分項，其中作用與作用效應(yīng)的分析和構(gòu)件和連接的承載力兩個評定分項也可視為一個分項?，F(xiàn)行規(guī)范的可靠指標(biāo)包括了作用效應(yīng)和構(gòu)件的承載力。

E.2.2  以現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定為準(zhǔn)繩，對既有結(jié)構(gòu)予以衡量。

E.2.3  構(gòu)件的構(gòu)造有些是針對適用性的有些是針對耐久性的，在承載力的評定時可不考慮適用性和耐久性的構(gòu)造要求。

E.2.4  由于現(xiàn)行規(guī)范比過去的規(guī)范要求高，因此不宜將構(gòu)件承載能力的評定稱為安全性評定。

E.2.5  目前結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范普遍采用材料性能分項系數(shù)方法。

Ｅ.2.６  本條提出基于結(jié)構(gòu)良好狀態(tài)的評定方法的評定原則，結(jié)構(gòu)構(gòu)件與連接部位未達(dá)到正常使用極限狀態(tài)的限值且結(jié)構(gòu)上的作用不會出現(xiàn)明顯的變化，結(jié)構(gòu)的安全性可以得到保證，當(dāng)既有結(jié)構(gòu)經(jīng)歷了相應(yīng)的災(zāi)害而未出現(xiàn)達(dá)到正常使用極限狀態(tài)限值的現(xiàn)象，也可以認(rèn)定該結(jié)構(gòu)可以抵抗這種災(zāi)害的作用。

Ｅ.2.７  本條提出基于結(jié)構(gòu)分項系數(shù)或安全系數(shù)的評定原則。

結(jié)構(gòu)的設(shè)計階段有三類問題需要結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范確定，其一為規(guī)律性問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范用計算模型反映規(guī)律問題；其二為離散性問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范用分項系數(shù)或安全系數(shù)解決這個問題；其三為不確定性問題，結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范用額外的安全儲備解決設(shè)計階段的不確定性問題，這類儲備一般不計入規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或分項系數(shù)。對于既有結(jié)構(gòu)來說，設(shè)計階段的不確定性因素已經(jīng)成為確定的，有些可以通過檢驗與測試定量確定。當(dāng)這些因素確定后，在既有結(jié)構(gòu)承載力評定中可以適度利用這些儲備，在保證分項系數(shù)或安全系數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的前提下，盡量減少結(jié)構(gòu)的加固工程量，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求。

例如：關(guān)于構(gòu)件材料強(qiáng)度的取值，可利用混凝土的后期強(qiáng)度和鋼材實際屈服點應(yīng)力高于結(jié)構(gòu)規(guī)范提供的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值的部分；現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范計算公式中未考慮的對構(gòu)件承載力有利的因素，如縱向鋼筋對構(gòu)件抗剪承載力的有利影響等。

既有結(jié)構(gòu)還有一些已經(jīng)確定的因素是對構(gòu)件承載力不利的，例如軸線偏差、尺寸偏差以及不可恢復(fù)性損傷（鋼筋銹蝕等），這些因素也應(yīng)該在承載力評定時考慮。

經(jīng)過上述符合實際情況的調(diào)整后，現(xiàn)行規(guī)范要求的分項系數(shù)或安全系數(shù)得

到保證時，構(gòu)件承載力可評為符合要求。

Ｅ.2.８  當(dāng)構(gòu)件的承載能力及其變異系數(shù)為已知時，計算模型中承載力的某些不確定儲備可以利用，具體的方法是在保證可靠指標(biāo)滿足要求的前提下適度調(diào)整分項系數(shù)。

Ｅ.2.９  荷載檢驗是確定構(gòu)件承載力的方法之一。本條提出荷載檢驗確定承載力的原則。當(dāng)結(jié)構(gòu)主要承受重力作用時，應(yīng)采用重力荷載的檢驗方法；當(dāng)結(jié)構(gòu)主要承受靜水壓力作用時，可采用蓄水檢驗的方法。檢驗的荷載值應(yīng)通過預(yù)先的計算估計，并在檢驗時逐級進(jìn)行控制，避免產(chǎn)生結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的過大變形或損傷。

對于檢驗荷載未達(dá)到設(shè)計荷載的情況，可采取輔助計算分析的方法實現(xiàn)。

Ｅ.2.１０  限制使用條件是橋梁結(jié)構(gòu)常用的方法。對于現(xiàn)有建筑結(jié)構(gòu)來說，對所有承載力不滿足要求的構(gòu)件都進(jìn)行加固也許并不是最好的選擇，例如：當(dāng)樓板承載力不足時，也許采取限制樓板的使用荷載是最佳的選擇。

E.2.11  從作用計算到作用效應(yīng)的過程中也會存在不定性因素，例如按線彈性的方法計算混凝土構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的作用效應(yīng)，必然會存在計算結(jié)果的偏差，此時需要使用作用效應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

Ｅ.3  適用性評定

E.3.1  本條提出適用性評定的兩個分項，建筑結(jié)構(gòu)的各項能力都是為了維系建筑使用功能。

E.3.2  本條提出正常使用極限狀態(tài)評定的規(guī)則，以現(xiàn)行結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定的限值，對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形、位移等實際狀況予以評價。

E.3.4  結(jié)構(gòu)規(guī)范的一些限值是在荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下的限值，例如地震作用下的限值。通常這種位移或變形現(xiàn)場是無法測定的，要附加結(jié)構(gòu)分析的方法。

E.3.5  即使位移和變形符合規(guī)范的限制范圍之內(nèi)，只要對建筑的功能構(gòu)成影響即可將其評定為維系建筑功能的能力不足。這些現(xiàn)象包括裝飾裝修層出現(xiàn)破損、設(shè)備設(shè)施的正常運(yùn)行受到影響和使用人員產(chǎn)生不安全感等。

Ｅ.4  耐久性評定

Ｅ.4.1  耐久年限為結(jié)構(gòu)在環(huán)境影響下出現(xiàn)耐久性極限狀態(tài)標(biāo)志或限值的年限。評估使用年限為預(yù)期結(jié)構(gòu)繼續(xù)使用的經(jīng)濟(jì)合理的使用年限，也可以認(rèn)為是下一個“設(shè)計使用年限”。當(dāng)耐久年限大于評估使用年限時，表明結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性。

E.4.2  目前只有混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范明確提出了耐久性極限狀態(tài)的標(biāo)志與限值，其他結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范并沒有提出明確規(guī)定。

E.4.3  所謂標(biāo)志是可以看到跡象的，而限值則需要檢驗或測試確定。

E.4.5  出現(xiàn)耐久性極限狀態(tài)標(biāo)志的構(gòu)件，無需推定耐久年限，沒有耐久年限可言。相反還要進(jìn)行承載力和適用性的評定。例如鋼筋出現(xiàn)銹蝕，在計算構(gòu)件承載力時應(yīng)該使用銹蝕后的截面面積和力學(xué)性能指標(biāo)計算構(gòu)件的承載力。

Ｅ.5  抗災(zāi)害能力的評定

Ｅ.5.1  本條提出既有結(jié)構(gòu)的抗災(zāi)害能力評定的項目。

E.5.2  對于建筑結(jié)構(gòu)不可抗御的泥石流、山體滑坡、巖崩、地面坍陷等自然和人為災(zāi)害，不應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抵抗偶然作用能力的評定。

E.5.3  本條第1款的評定方法，是依據(jù)多次地震損失總結(jié)出的經(jīng)驗的方法。

E.5.4  本條所提洪水并非河道之內(nèi)的洪水，而是瞞過堤岸的洪水，這類洪水對結(jié)構(gòu)的沖擊作用相對較弱，但有時浸泡時間較長。浸泡會使材料強(qiáng)度明顯降低也會使地基的承載力受到影響。