1、中華人民共和國國家標準工程結構可靠度設計統一標準GB 50153-92 主編部門：中華人民共和國原城鄉建設環境保護部 批準部門：中華人民共和國建設部施行日期：1992年10月1日 關于發布國家標準工程結構可靠度設計統一標準的通知建標1992182號根據國家計委計綜19851號文的要求，由中國建筑科學研究院會同有關單位共同編制的工程結構可靠度設計統一標準，已經有關部門會審。現批準工程結構可靠度設計統一標準GB50153-92為強制性國家標準，自一九九二年十月一日起施行。本標準由建設部負責管理。具體解釋等工作由中國建筑科學研究院負責，出版發行由建設部標準定額研究所負責組織。中華

2、人民共和國建設部一九九二年四月二日  編制說明本標準系根據國家計委計綜（1985）第1號文通知，由原城鄉建設環境保護部主編，具體由中國建筑科學研究院會同房屋建筑、鐵路、公路、港口及水利水電工程結構可靠度設計統一標準的主編單位共同編制而成。為了編制本標準，在工程建設標準化主管部門的領導下，協調了本標準與建筑結構設計統一標準、鐵路工程結構設計統一標準、公路工程結構設計統一標準、港口工程結構設計統一標準、水利水電工程可靠度設計統一標準之間的關系。本標準是其它各類工程結構設計統一標準共同遵守的準則。在編制過程中，全國有關設計、科研和高等院校等單位通力合作，總結了我國工程實踐經驗，借

3、鑒了相應的國際標準，征求了全國有關單位的意見，最后經專門會議審查定稿。本標準包括七章和六個附錄，主要內容有結構可靠度定義、極限狀態設計原則、結構上的作用、材料和巖土的性能及幾何參數、結構分析、分項系數設計方法、質量控制要求等。請各單位在執行本標準過程中，注意總結經驗和積累資料，隨時將發現的問題和意見寄交中國建筑科學研究院結構所，以供今后修訂時參考。中華人民共和國建設部一九九二年三月第一章 總則第條 為統一工程結構可靠度設計的基本原則和方法，使設計符合技術先進、經濟合理、安全適用、確保質量的要求，制定本標準。第條 本標準是制定房屋建筑、鐵路、公路、港口、水利水電工程結構可靠度設計統一標準應遵守的

4、準則。在各類工程結構的統一標準中尚應制定相應的具體規定。第條 本標準適用于整個結構、組成整個結構的構件以及地基基礎，適用于結構的施工階段和使用階段。第條 工程結構必須滿足下列功能要求：一、在正常施工和正常使用時，能承受可能出現的各種作用；二、在正常使用時，具有良好的工作性能；三、在正常維護下，具有足夠的耐久性能；四、在設計規定的偶然事件發生時和發生后，能保持必需的整體穩定性。第條 結構在規定的時間內，在規定的條件下，對完成其預定功能應具有足夠的可靠度，可靠度一般可用概率度量。確定結構可靠度及其有關設計參數時，應結合結構使用期選定適當的設計基準期作為結構可靠度設計所依據的時間參數。第條 工程結構

5、設計宜采用分項系數表達的以概率理論為基礎的極限狀態設計方法。第條 工程結構設計時，應根據結構破壞可能產生的后果（危及人的生命，造成經濟損失，產生社會影響等）的嚴重性，采用表1.0.7規定的安全等級。 工程結構的安全等級 表 安全等級破壞后果一級很嚴重二級嚴重三級不嚴重注：對特殊結構，其安全等級可按具體情況確定。 第條 工程結構中各類結構構件的安全等級宜與整個結構的安全等級相同。對其中部分結構構件的安全等級可適當提高或降低，但不得低于三級。第條 對不同安全等級的結構構件，應規定相應的可靠度。第條 工程結構應按其破壞前有無明顯變形或其它預兆區別為延性破壞和脆性破壞兩種破壞類型。對脆性破壞的結構,其

6、規定的可靠度應比延性破壞的結構適當提高。第條 當有條件時，工程結構宜按結構體系進行可靠度設計。結構體系可靠度設計,應根據結構破壞特點選定主要破壞模式，并通過結構選型或調正構件可靠度，提高整個結構可靠度設計的合理性。第條 為了保證工程結構具有規定的可靠度,應對結構設計所依據的主要條件進行相應的控制。應根據結構的安全等級劃分相應的控制等級。對控制的具體要求，由有關的勘察、設計、施工及使用等標準專門規定。第二章 極限狀態設計原則 第條 整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態就不能滿足設計規定的某一功能要求，此特定狀態應為該功能的極限狀態。對于結構的各種極限狀態，均應規定明確的標志及限值。第2.0.2

7、條 極限狀態可分為下列兩類：一、承載能力極限狀態。這種極限狀態對應于結構或結構構件達到最大承載能力或不適于繼續承載的變形。當結構或結構構件出現下列狀態之一時，應認為超過了承載能力極限狀態：1整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆、滑移等）；2結構構件或連接因材料強度被超過而破壞（包括疲勞破壞），或因過度變形而不適于繼續承載；3結構轉變為機動體系；4結構或結構構件喪失穩定（如壓屈等）。二、正常使用極限狀態。這種極限狀態對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規定限值。當結構或結構構件出現下列狀態之一時，應認為超過了正常使用極限狀態：1影響正常使用或外觀的變形；2影響正常使用或耐久

8、性能的局部損壞（包括裂縫）；3影響正常使用的振動；4影響正常使用的其它特定狀態。第2.0.3條 工程結構設計時，應根據結構在施工和使用中的環境條件和影響確定設計狀況。工程結構的設計狀況可分為下列三種：一、持久狀況。在結構使用過程中一定出現，且持續期很長的狀況。持續期一般與使用期為同一數量級；二、短暫狀況。在結構施工和使用過程中出現概率較大，而持續期較短的狀況；三、偶然狀況。在結構使用過程中出現概率很小，且持續期很短的狀況。對于不同的設計狀況，可采用不同的結構體系、可靠度水準和基本變量的設計值等，分別進行可靠度驗算。第2.0.4條 對三種設計狀況，工程結構均應按承載能力極限狀態設計。對持久狀況，

9、尚應按正常使用極限狀態設計；對短暫狀況，可根據需要按正常使用極限狀態設計；對偶然狀況，可不按正常使用極限狀態設計。第2.0.5條 工程結構設計時，對各種設計狀況，應按不同的極限狀態確定相應的結構作用效應的最不利組合。第2.0.6條 對偶然狀況，結構可采用下列原則之一按承載能力極限狀態進行設計：一、按作用效應的偶然組合進行設計或采取防護措施，使主要承重結構不致因出現設計規定的偶然事件而喪失承載能力；二、允許主要承重結構因出現設計規定的偶然事件而局部破壞，但其剩余部分具有在一段時間內不發生連續倒塌的適當可靠度。第2.0.7條 在結構可靠度分析時，應將結構上的作用、材料和巖土的性能、幾何參數以及計算

10、模型的不定性等作為基本變量。可將作用效應、結構抗力等若干個基本變量構成為綜合變量。基本變量或綜合變量應作為隨機變量。第2.0.8條 工程結構的極限狀態，應采用下列極限狀態方程描述：式中g(·)結構的功能函數；基本變量。第2.0.9條 工程結構按極限狀態設計應符合下式要求：當僅有作用效應和結構抗力兩個綜合變量時，工程結構按極限狀態設計應符合下式要求：g（S，R）RS0 （2.0.9-2）式中S結構的作用效應；R結構的抗力。第2.0.10條 結構不能完成預定功能的概率應為失效概率。結構構件的可靠度宜采用可靠指標度量。結構構件失效概率與可靠指標的關系為：式中(·)標準正態分布函數

11、；結構構件失效概率的運算值；結構構件的可靠指標。結構構件的可靠指標應根據基本變量的概率分布類型和統計參數計算確定（見附錄一）。第2.0.11條 結構構件設計的目標可靠指標，可在對現有結構構件進行可靠指標校準的基礎上，根據結構安全和經濟的最佳平衡確定。為確定可靠指標，所有基本變量的概率分布類型和統計參數，應根據足夠的統計資料和工程經驗，應用概率理論和數理統計方法，由各類工程結構可靠度設計統一標準作出規定。當缺乏足夠的統計資料時，可根據現有資料結合有充分根據的工程經驗作出規定。第2.0.12條 對持久狀況和短暫狀況，當按承載能力極限狀態設計時，各類結構構件的安全等級每相差一級，目標可靠指標取值宜相

12、差0.5。第2.0.13條 結構構件宜根據規定的目標可靠指標,采用由作用代表值、材料性能標準值、幾何參數標準值以及各相應的分項系數組成的極限狀態設計表達式進行設計。第三章 結構上的作用第條 結構上的作用應包括施加在結構上的集中力和分布力，和引起結構外加變形和約束變形的原因。注：施加在結構上的集中力和分布力，可稱為荷載。結構上的各種作用，當在時間上或空間上可假定為相互隨機獨立時，每一種作用均可按單獨的作用考慮。當某些作用密切相關，且經常以其最大值同時出現時，可將這些作用按一種作用考慮。第條 結構上的作用可按下列性質分類。一、按隨時間的變異性分類：1、永久作用，在設計基準期內量值不隨時間變化，或其

13、變化與平均值相比可忽略的作用；2、可變作用，在設計基準期內量值隨時間變化，且其變化與平均值相比不可忽略的作用；3、偶然作用，在設計基準期內不一定出現，而一旦出現其量值很大且持續時間很短的作用。注：永久作用，可變作用和偶然作用舉例見附錄二。二、按隨空間的變異性分類：1、固定作用，在結構上具有固定分布的作用；2、自由作用，在結構上一定范圍內可以任意分布的作用。三、按結構的反應特點分類：1、靜態作用，使結構產生的加速度可以忽略不計的作用；2、動態作用，使結構產生的加速度不可忽略不計的作用。第條 結構上的作用隨時間變化的規律宜采用隨機過程概率模型描述。結構上的作用在設計基準期內的最大值或最小值，可采用

14、隨機變量概率模型描述。結構上的作用的概率分布類型和統計參數，應以觀測數據為基礎，運用參數估計方法和概率分布的假設檢驗方法確定。第條 工程結構按不同極限狀態設計時，在設計表達式中應采用不同的作用代表值。作用代表值和確定代表值的方法，應由有關的標準專門規定。第條 作用的標準值應是工程結構設計時采用的主要代表值。它代表結構上可能出現的最不利作用值。其值可按在設計基準期內作用最大（小）值概率分布的某個偏不利的分位值確定。當有條件時，可統一規定與分位值對應的概率值。注：永久作用標準值的確定原則見附錄三，可變作用標準值的確定原則見附錄四。當觀測資料不夠充分時，標準值也可結合工程經驗，經分析判斷確定。第條

15、工程結構設計時，可變作用代表值尚可采用頻遇值和準永久值。可變作用的頻遇值代表結構上時而出現的較大作用值。其值可按作用在設計基準期內具有某個規定的較短的總持續期確定，或按規定的跨閾率確定。可變作用的準永久值代表結構上經常出現的作用值。其值可按作用在設計基準期內具有某個規定的較長的總持續期確定。頻遇值和準永久值可采用標準值乘以小于1的系數表達。注：可變作用準永久值和頻遇值的確定原則見附錄五。第條 偶然作用的代表值由有關標準專門規定，也可根據觀測資料和工程經驗，經綜合分析確定。第條 工程結構設計時，對可能同時出現的不同種類的作用，應考慮其效應組合；對不可能同時出現的不同種類的作用，不考慮其效應組合。

16、第四章 材料和巖土的性能及幾何參數第條 材料和巖土的性能是指其強度和變形模量等物理力學性能，應根據有關的試驗方法標準經試驗確定。第條 按標準試件確定的材料和巖土性能，應通過換算系數或函數轉換為實際結構中材料和現場巖土的性能。實際結構中材料和現場巖土的性能的不定性，由標準試件性能的不定性和換算系數或函數的不定性兩部分構成。第條 材料性能宜采用隨機變量概率模型描述。材料性能的概率分布類型和統計參數，應以試驗數據為基礎，運用參數估計方法和概率分布的假設檢驗方法確定。第條 材料性能的標準值應根據符合標準規定的材料性能的概率分布的某個分位值確定。對強度標準值宜取0.05分位值，對變形模量標準值宜取0.5

17、分位值。注：當試驗數據不夠充分或情況特殊時，材料性能標準值可結合工程經驗，經分析判斷確定。第條 巖土性能的標準值宜根據現場取樣試驗的結果，按有關標準的規定確定。注：當有條件時，巖土性能的標準值可按概率分布的某個分位值確定。第條 幾何參數應為與結構、構件和截面的形狀、尺寸和總體布置有關的參數。幾何參數可采用隨機變量概率模型描述。幾何參數的概率分布類型和統計參數，應以測試數據為基礎，運用參數估計方法和概率分布的假設檢驗方法確定。當幾何參數的變異性對結構抗力及其它性能的影響很小時，幾何參數可作為確定性變量考慮。注：當測試數據不夠充分時，幾何參數的統計參數可根據有關標準規定的公差，經分析判斷確定。第條

18、 幾何參數的標準值可采用設計規定的公稱值，或根據幾何參數概率分布的某個分位值確定。第五章 結構分析第條 結構分析應包括下列內容：一、結構作用效應的分析，確定結構或截面上的作用效應；二、結構抗力及其它性能的分析，確定結構或截面的抗力及其它性能。第條 結構分析可采用計算、模型試驗或原型試驗等方法。第條 結構分析采用的基本假定和計算模型應能描述所考慮極限狀態下的結構反應。根據結構的具體情況，可采用一維、二維、三維的計算模型進行結構分析。第條 當工程結構按承載能力極限狀態設計時，根據材料和結構對作用的反應，可采用線性、非線性或塑性理論計算。當工程結構按正常使用極限狀態設計時，可采用線性理論計算；必要時

19、，可采用非線性理論計算。第條 當結構承受自由作用時，應根據每一自由作用可能出現的空間位置，確定對結構最不利的作用布置。第條 環境對材料、構件和結構性能的系統影響,宜在結構分析中直接考慮。如濕度對木材強度的影響,高溫對鋼結構性能的影響等。第條 計算模型的不定性應在極限狀態方程中采用一個或幾個附加的基本變量考慮。附加基本變量的概率分布類型和統計參數，可通過按計算模型的計算結果與按精確方法的計算結果或實際觀測的結果相比較，經統計分析確定，或根據工程經驗判斷確定。第六章 分項系數設計方法第條 結構構件極限狀態設計表達式中的各種分項系數，應根據有關基本變量的概率分布類型和統計參數，以及規定的目標可靠指標

20、，通過計算分析，并考慮工程經驗，經優化后確定。第6.0.2條 作用的設計值Fd應按下式確定：Fd=fFr（6.0.2-1）式中 Fr作用的代表值；f作用的分項系數。材料和巖土性能的設計值fd應按下式確定：fd=fk/m（6.0.2-2）式中 fk材料和巖土性能的標準值；m材料和巖土性能的分項系數。幾何參數設計值ad可采用幾何參數標準值ak。當幾何參數的變異性對結構性能有明顯影響時，幾何參數設計值可按下式確定：ad=ak±a（6.0.2-3）式中 a幾何參數附加量。第6.0.3條 結構構件按極限狀態設計時應符合下式要求：g（Fd，fd，ad，c，C，o，d） 0（6.0.3）式中 c作

21、用的組合系數； C限值，如變形、裂縫寬度、加速度的限值；o結構重要性系數；d反映計算模型不定性的系數。第6.0.4條 當結構構件按承載能力極限狀態設計時，可采用下列設計表達式：oS（Fd，ad，c，sd） R(fd，ad，C，Rd)（6.0.4-1）或 osdS（Fd，ad，c） R(fd，ad，C)（-2）式中S(·)作用效應函數；R(·)抗力函數；sd反映作用效應計算模型不定性的系數；Rd反映抗力計算模型不定性的系數。當考慮偶然作用時，設計表達式宜按下列原則確定：偶然作用分項系數取1.0；與偶然作用同時出現的可變作用，根據觀測資料和工程經驗采用適當的代表值。此外，尚應考

22、慮偶然作用對抗力的影響。具體的設計表達式及各種系數取值，應由有關標準專門規定。第6.0.5條 當結構構件按承載能力極限狀態設計時，對持久狀況和短暫狀況，應采用各自的基本組合；對偶然狀況，應采用偶然組合。基本組合系指永久作用和可變作用的效應組合，可采用下列設計表達式：S（GiGik，Q1Q1k，QjcjQjk，sd）i=1，2，m； j=2，3，n（）式中 Gik第i個永久作用的標準值；Q1k第一個可變作用的標準值，該可變作用標準值的效應大于其它任意第j個可變作用標準值的效應；Qjk其它第j個可變作用的標準值；Gi第i個永久作用的分項系數；Q1、Qj第一個和其它第j個可變作用的分項系數；cj第j

23、個可變作用的組合系數。偶然組合系指永久作用、可變作用和一個偶然作用的效應組合。第6.0.6條 結構構件設計時，對可變作用的效應組合，可根據參與組合的作用的性質，采用相應的組合值。組合值可采用標準值乘以組合系數表達。組合系數也可通過調整相應的作用分項系數來反映。組合系數或調整后的作用分項系數值，宜按不同作用效應組合下結構構件均滿足目標可靠指標的原則確定，也可采用有充分依據的其它方法確定。第6.0.7條 當永久作用效應對結構構件承載能力起有利作用時，公式（6.0.5）中永久作用分項系數G的取值不應大于1.0。第6.0.8條 當結構構件按正常使用極限狀態設計時，可采用下列設計表達式：S（Fd，fd，

24、ad，o，d） C（6.0.8-1）或 odS（Fd，fd，ad） C（6.0.8-2） 第6.0.9條 當結構構件按正常使用極限狀態設計時，對持久狀況，應采用短期效應組合和長期效應組合；對短暫狀況，可采用短期效應組合。短期效應組合系指永久作用標準值和可變作用頻遇值的效應組合。長期效應組合系指永久作用標準值和可變作用準永久值的效應組合。第七章質量控制要求第條 對工程結構應實施為保證結構可靠度所必需的質量控制。工程結構的質量控制應包括下列內容：一、勘察與設計的質量控制；二、材料和制品的質量控制；三、施工的質量控制；四、使用和維護的質量控制。第條 對工程結構的各項質量控制應由相應標準作出規定。在各

25、類工程結構的可靠度設計統一標準中，宜規定與目標可靠度相應的結構和構件的質量水平及有關的質量控制原則。第條 勘察與設計的質量控制應達到下列要求：一、勘察資料齊全，數據準確，結論可靠；二、設計中采用的基本假定和計算模型合理，數值運算正確；三、圖紙和其它設計文件符合有關規定。第條 工程結構材料和制品的質量控制應包括下列內容，并達到相應的要求：一、初步控制。在試生產階段，通過試配或試運行，確定合理的原材料組成和工藝參數，為生產控制提供材料、制品和結構性能的統計參數。二、生產控制。在生產階段，對原材料組成和工藝過程進行控制，保證材料、制品和結構的質量符合有關標準規定的穩定性。三、合格控制。在交付使用前，

26、按規定的質量驗收標準進行合格性驗收，保證材料、制品和結構的質量符合規定。第條 為進行施工質量控制，在各工序內應實行質量自檢，在各工序間應實行交接質量驗收。對工序操作和中間產品的質量，應采用統計方法進行抽查；在結構的關鍵部位應進行系統檢查。第條 在工程結構的使用期間，應保持設計預定的使用條件，定期檢查結構狀況，并進行必要的維修。當實際使用條件與設計預定的使用條件不同時，應進行專門的驗算和采取必要的措施。附錄一 結構可靠指標計算的一次二階矩法 （一）結構的極限狀態方程應采用下列表達式：式中為基本變量，如各種作用、材料性能和幾何參數等，假定它們為統計獨立。（二）結構的可靠指標可按下列公式計算：式中基

27、本變量的平均值和標準差；（·）（·）中的變量在點賦值。為驗算點，其坐標值為。（三）上列公式可綜合表達為：當基本變量為非正態隨機變量時，應轉化為當量正態隨機變量，其平均值和標準差可按下列公式計算：式中（·）標準正態分布函數的反函數；（·）標準正態概率密度函數。注：結構的可靠指標也可采用其它方法計算。對于基本變量的變異系數很大、極限狀態方程的非線性程度很高等情況，可靠指標宜采用更精確的方法計算。附錄二 永久作用、可變作用和偶然作用舉例（一）永久作用：1、結構自重；2、土壓力；3、水位不變的水壓力；4、預應力；5、地基變形；6、混凝土收縮；7、鋼材焊接變形；8

28、、引起結構外加變形或約束變形的各種施工因素。（二）可變作用：1、使用中的人員、物件等荷載；2、施工中結構的某些自重；3、安裝荷載；4、車輛荷載；5、吊車荷載；6、風荷載；7、雪荷載；8、冰荷載；9、常遇地震；10、水位變化的水壓力；11、揚壓力；12、波浪力；13、溫度變化。（三）偶然作用：1、撞擊；2、爆炸；3、罕遇地震；4、龍卷風；5、火災；6、極嚴重的侵蝕；7、罕遇洪水。附錄三 永久作用標準值的確定原則各種永久作用的標準值，可按下列方法確定：（一）結構自重的標準值，可按設計圖紙規定的尺寸和材料平均單位體積或單位面積上所受的重力計算。對某些結構，可考慮尺寸的變異，采用較大和較小的兩個標準值

29、。（二）非承重結構自重的標準值，可按設計圖紙規定的尺寸和材料平均單位體積或單位面積上所受的重力計算。若移去這部分自重使結構處于不利狀態，則在計算中應取其值為零。（三）在大多數情況下，土壓力的標準值應取主動土壓力的較大值、靜止土壓力的較大值，或被動土壓力的較小值。當土有可能被移去時，應考慮無土壓力的特殊情況。（四）預應力可采用較大和較小兩個標準值，且均應考慮時間因素。（五）施工和材料收縮、膨脹產生的變形的標準值，可采用某個指定值或零值。收縮和膨脹產生的變形宜考慮時間因素。（六）支座沉陷可采用較大和較小兩個標準值。一般情況下可取較小標準值為零。附錄四 可變作用標準值的確定原則（一）可變作用最大（小）值的概率分布根據可變作用的觀測值，通過統計參數估計和優度擬合檢驗，可獲得可變作用的概率分布函數。當可變作用采用平穩二項隨機過程模型時，設計基準期T內可變作用最大值的概率分布函數及最小值的概率分布函數可分別按下列公式計算：式中 F（x）可變作用隨機過程的截口概率分布函數；m可變作用在設計基準期內的平均出現次數。例如，當截口概率分布為極值I型分布時（如年最大風壓）：其最大值概率分布函數為：當可變作用采用其它隨機過程模型（如普哇松過程）時，設計基準期T內可變作用最大（小）