基于分项系数极限状态设计的水闸结构设计分项系数套改研究

【摘要】：目前水闸工程结构设计所采用的设计准则仍为单一安全系数法,即将各种作用、结构尺寸、材料性能等因素作为确定性因素考虑,最后用一个概略的安全系数来包容解决各种不确定因素可能引起的安全问题。显然,其不能定量、科学地反映水闸工程的可靠性,因为单一安全系数法忽略了水压力、边界条件、材料性能、几何参数等的客观变异性。而基于可靠性理论的极限状态设计法则可克服这一缺陷,使工程结构设计更为科学、合理。 国外土木工程领域,许多欧美国家已按可靠度理论修订了专业设计标准,并已辅助实施。我国自1985年以来,建设、铁道、交通、能源和水利五个部门的相关设计规范已经或正在按分项系数极限状态法修订。水电领域已修订并颁布实施的相关标准规范有《水工混凝土结构设计规范》(SL/T 191-96)、《水工建筑物抗震设计规范》(SL203-97)、《水工建筑物荷载设计规范》(DL5077-1997)、《混凝土重力坝设计规范》(DL5108-1999)等,以分项系数极限状态为设计准则的混凝土拱坝设计规范也正在修订之中。在水闸设计、施工等技术、理论不断积累和日益完善的条件下,通过套改方法促进水闸结构设计向基于可靠度理论的分项系数极限状态设计十分必要。 本文结合《水闸设计规范》修订之水闸结构设计分项系数套改研究选题,遵照《水利水电工程结构可靠度设计统一标准》(GB 50199-94),在查阅国内外大量相关文献资料基础上,主要进行了土、岩基上水闸抗力参数统计特征,闸室抗