[拼音]：jiegou kekaodu

[外文]：reliability of structure

在规定的时间和条件下，工程结构完成预定功能的概率，是工程结构可靠性的概率度量。工程结构可靠性，是指在规定时间和条件下，工程结构具有的满足预期的安全性、适用性和耐久性等功能的能力。由于影响可靠性的各种因素存在着不定性，如荷载、材料性能等的变异，计算模型的不完善，制作质量的差异等，而且这些影响因素是随机的，因而工程结构完成预定功能的能力只能用概率度量。结构能够完成预定功能的概率，称为可靠概率；结构不能完成预定功能的概率，称为失效概率。工程结构设计的目的，就是力求最佳的经济效益，将失效概率限制在人们实践所能接受的适当程度上。失效概率愈小，可靠度愈大，两者是互补的。

工程结构的失效标准和各种结构的安全等级划分，各种作用效应和结构抗力的变异性的分析，概率模式和极限状态设计方法的选择，及工程结构材料和构件的质量控制与检验方法等，都是工程结构可靠度分析和计算的依据。

沿革

工程结构可靠度习称安全度。其处理方法随着实践经验的积累和工程力学、材料试验、设计理论等各种学科的发展而不断地演变，由直接经验阶段、以经验为主的安全系数阶段而开始进入了以概率理论为基础的定量分析阶段。

早期对工程结构的建造，不倒不垮就认为安全可靠；后来通过经验累积，进一步按结构构件的尺寸比例规定结构安全度。这阶段主要依靠工匠们代代相传的经验而进行营建活动。

由于17世纪材料力学的兴起和相继的发展，结构设计进入了弹性的力学分析时期，从而开始采用容许应力设计法，以凭经验判断决定的单一安全系数度量结构的安全度。到20世纪30年代，由于对结构材料与结构破坏性能的研究逐步深入，在结构设计上考虑结构的破坏阶段工作状况，随之出现了破坏强度设计法，亦称极限荷载设计法。实际上仍采用凭经验判断的单一荷载系数度量结构的安全度。

进入50年代后，苏联学者提出了极限状态设计法，用多系数（超载系数、材料匀质系数、工作条件系数）代替单一安全系数度量结构的安全度，并订入国家设计规范。接着，欧洲一些国家也采用了类似的方法，并相互作了改进。60年代，美国和加拿大钢筋混凝土结构设计规范也采用类似方法处理结构的安全度。由于这些方法仅对荷载和材料强度的特征值分别采用概率取值而未将荷载和抗力进行联合的概率分析，所以也称“半概率法”。其荷载系数和抗力系数本质上仍然是一种以经验确定的安全系数。

早在20世纪40年代，美国A.M.弗罗伊登塔尔将统计数学概念引入可靠度理论的研究。同时，苏联学者也在进行这方面类似的研究。直至60年代，美国一些学者对建筑结构可靠度分析，提出了一个比较实用的方法，并为国际结构安全度联合委员会(JCSS)所采用。这种方法只须考虑随机变量的平均值和方差（方差又称为二阶中心矩），并在计算中对结构非线性功能函数取一次近似，故其全称为一次二阶矩法，简称一次概率法。 一次概率法含有“可靠指标β”的概念，而β为结构功能函数这一随机变量的平均值与标准差的比值。从理论上讲，只要分布一定，β与失效概率便有一一对应的关系。即根据一定的计算原则，可由β求出相应的失效概率，从而对结构可靠度进行定量分析（见结构可靠度分析方法）。

中国在70年代已将基于概率的设计方法引入了各种设计规范。它们在设计表达式上尽管形式不同，但其基本原则皆为多系数分析单一系数表达的极限状态设计方法。70年代末，以一次概率法为基础，制订了《建筑结构设计统一标准》，作为各设计规范修订或制订的准则。

展望

目前结构可靠度计算中采用的一次二阶矩法，对于各种作用效应和结构抗力等基本变量都是作为随机变量处理的，实际上各种作用与时间有密切关系，故应按随机过程考虑。计算的结构可靠度实际是静态下的结构构件的可靠度，所以还应当研究整个结构体系的可靠度和动态条件下的结构或构件的可靠度。

此外，各种作用效应随机组合问题和相互依存影响问题，均有待进一步的研究。在基于概率理论的设计方法中，还应扩展到包括人为错误在内的总误差和管理领域等的研究。