巖土工程設計基本原則、安全度控制設計方法安全度控制的設計方法分為定值法和概率法。定值法包括單一安全系數法（又稱總安全系數法）、容許應力法、多系數法;概率法包括分項系數法和全概率法；1、定值法（1）、總安全系數法（單一安全系數法）：單一安全系數設計法的表達式描述的是極限狀態的作用與抗力的平衡關系。其中抗力效應是極限值，包括試驗曲線上的極限臨界限或根據極限理論計算的結果，作用效應是標準組合。例如：《建筑地基基礎設計規范》中，地基穩定性計算采用總安全系數法，設計表達式為：Mr1?2（式中1.2為總安全系數）MSS擋墻穩定性驗算采用總安全系數法，設計表達式為（Ge"13.…f〔6"0EZT（2）、容許應力法容許應立法的設計表達式描述工作狀態的作用效應與抗力效應的關系，］作用效應采用標準組合，抗力效應以容許限（包括試驗曲線的某種特征點或理論公式的計算結果）表示，其安全度是隱含的，并不出現在設計表達式中。在容許應立法計算中，不使用安全系數或分項系數，例如：《建筑地基基礎設計規范》中：地基承載力計算采用容許應立法，設計表達式為：Pkfa；Pkmax匚才a式中的fa為修正后的地基承載力特征值，即為地基容許承載力。（注意上式中1?2并非安全系數，非安全系數法）巖石錨桿抗拔承載力的計算公式：RfUrhf即容許粘結強度值。式中的f為水泥砂漿或混凝土與巖石間的粘結強度特征限一即容許粘結強度值。(3)、多系數法多系數設計法為早期使用的一種方法，該方法將超載系數、材料均質系數和施工條件系數等不同系數分別從不同角度考慮來進行取值，相互之間沒有任何聯系。與分項系數法的區別在于分項系數的取值都取決于極限狀態方程中失效概率最大點(驗算點)的位置，抗力分項系數和作用分項系數之間存在定量的互動關系。2、概率法、分項系數法(近似概率設計法)分項系數設計法的表達式描述的極限狀態下設計驗算點的抗力效應的設計值與作用效應的設計值的平衡關系，采用把荷載、材料、構件截面尺寸、計算方法等視為隨機變量，應用數理統計的概率方法進行分析，采用了作用標準值、材料強度標準值分別于作用分項系數、材料分項系數相聯系的作用設計值、材料強度設計值來表達的方式。值得注意的是分項系數設計法中雖然用了數理統計的方法，但是在概率極限狀態分析中未用到實際的概率分布，且運算中采用了一些近似的處理方法，故只能成為近似概率設計方法。例如：《建筑地基基礎設計規范》第八章基礎結構承載力驗算采用分項系數設計法；鋼筋混凝土軸心受壓樁正截面受壓承載力驗算采用分項系數法，設計表達式為：NcfcAp、全概率法全概率法對各種變量，如荷載、巖上參數、幾何尺寸等，分別視為隨機變量或過程描述，用失效概率Pf直接量度安全性。二、正常使用極限狀態與承載能力極限狀態《工程結構可靠性設計統一標準》4?1?1條:1、正常使用極限狀態當結構或結構構件出現下列狀態之一時，應認為超當結構或結構構件出現下列狀態之一時，應認為超過了正常影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或耐久性的局部破壞;影響正常使用的震動;影響正常使用的其他特定狀態;⑴、⑵、⑶、⑷、2、承載力極限狀態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：結構構件或鏈接因超過材料強度而破壞，或因過度變形而不適于繼續⑴、承載；整個結構或其一部分作為剛體失去平衡；結構轉變為機動體系；結構或結構構件喪失穩定；結構因局部破壞而發生連續倒塌；地基喪失承載力而破壞；結構或結構構件的疲勞破壞；⑵、⑶、⑷、⑸、⑹、⑺、、荷載與作用1、荷載荷載效應是指由荷載引起結構或結構構件的反應(內力、接觸應力、變形、裂縫等)，荷載是指集中力和分布力。《建筑結構荷載規范》3.1.1、永久荷載：結構自重、上壓力、預應力等；代表值應采用標準值：、可變荷載：樓面活荷載、屋面活荷載、積灰荷載、吊車荷載、風荷載、雪荷載、溫度作用等；代表值應根據設計要求采用標準值、組合值、頻遇值或準永久值作為代表值;、偶然荷載：爆炸力、撞擊力等；代表值應按建筑結構使用的特點確定；承載力極限狀態設計或正常使用極限狀態設計按標準組合設計時，對可變荷載應按規定的荷載組合采用組合值或標準值作為其荷載代表值；(可變荷載的組合值應為可變荷載的標準值乘以荷載組合值系數)正常使用極限狀態按頻遇組合設計時，應采用可變荷載的頻遇值或準永久值作為其荷載代表值；按準永久組合設計時，應按可變荷載的準永久值作為其荷載代表值;(可變荷載的頻遇值，應為可變荷載標準值乘以頻遇值系數；可變荷載準永久值，應為可變荷載標準值乘以準永久系數)2、作用引起結構反應的原因統稱為“作用”，結構上的作用應分為直接作用和間接作用。、直接作用：是直接施加于結構上的荷載，包括永久荷載、可變荷載、偶然荷載；（2）、間接作用：是指引起結構反應（外加變形和約束變形）的地震、基礎不均勻沉降、材料收縮、溫度變化等。四、基本規定1、基本術語（1）、《建筑結構荷載規范》設計基準期（2?1?5條）：為確定可變荷載代表值而選用的時間參數；標準值（2.1.6條）：指荷載的基本代表值，為設計基準期內最大荷載統計分布的特征值（例如均值、眾值、中值或某個分位值）；組合值（2.1.7條）：是對可變荷載，使組合后的荷載效應在設計基準期內的超越概率，能與該荷載單獨出現時的相應概率趨于一致的荷載值；或使組合后的結構具有統一規定的可靠指標的荷載值；頻遇值（2.1.8條）：可變荷載的頻遇值是在設計基準期內，其超越的總時間為規定的較小比率或超越頻率為規定頻率的荷載值；準永久值（2.1.9條）：是指對可變荷載，在設計基準期內，其超越的總時間約為設計基準期一半的荷載值；荷載設計值（2.1.10條）：指荷載代表值與荷載分項系數的乘積；（2）、《工程可靠度設計統一標準》結構的設計使用年限（2.1.5條）：指設計規定的結構或結構構件不需要進行大修即可按預定目的使用的年限。設計使用年限時設計規定的一個時段，在這一規定時段內，結構只需進行正常的維護而不需進行大修就能按預期目的使用，完成預定的功能，即工程結構在正常使用和維護下所達到的使用年限；所謂“正常維護”包括必要的檢測、防護及維修；可靠度（2.1.22條）：為結構在規定的時間內，在規定的條件下，完成預定功能的概率；設計基準期（2.1.49）:為確定可變作用等的取值而選用的時間參數。條文說明：設計基準期時為確定可變作用的取值而規定的標準時段，它不等同于結構的設計使用年限。設計如需采用不同的設計基準期，則必須相應確定在不同設計基準期內最大作用的概率分布及其統計參數；2、荷載組合對承載能力極限狀態:應按荷載的基本組合或偶然組合計算荷載組合的效應設計值；對正常使用極限狀態，應根據不同的設計要求，采用荷載的標準組合、頻遇組合或準永久組合；⑴、基本組合：承載能力極限狀態時，永久作用和可變作用的組合。用于持久設計狀況或短暫設計狀況；、偶然組合:承載能力極限狀態計算時，永久荷載、可變荷載和一個偶然荷載的組合，以及偶然事件發生后受損結構整體穩固性驗算時永久荷載與可變荷載的組合。用于偶然設計狀況；、地震組合：為偶然組合的一種，承載能力極限狀態計算時，計算地震作用，建筑的重力荷載代表值應取結構和構配件自重標準值和各可變荷載組合值之和。一一《建筑抗震設計規范》5.1.3、標準組合:正常使用極限狀態計算時，采用標準值或組合值為荷載代表值的組合。宜用于不可逆正常使用極限狀態設計;、頻域組合:正常使用極限狀態計算時，對可變荷載采用頻遇值或準永久值為荷載代表值的組合。宜用于可逆正常使用極限狀態設計；、準永久組合:正常使用極限狀態計算時，對可變荷載采用準永久值為荷載代表值的組合。宜用于長期效應是決定性因素的正常使用極限狀態設計；類別計算內容狀態使用組合備注正常使用極基底面積、埋深g心*標準組合限狀態正常使用極不計入風荷載地基沉降變形限狀態準永久組合和地震作用P4、re…分項系數為基礎抗浮穩定，擋土墻、地基、滑坡承載力極限甘*〃口人淺基礎穩定狀態基本組合1.0(即實際為標準組合)基礎或樁基承臺高度、支擋結構截面、計算基礎或支擋結構內力、確岳撲石短炯八何歹耕公定配筋、驗算材料強度時，上部結構承載力極限基本組合分項系數為傳來的作用效應和相應的基底反力、'心1.35擋土墻壓力以及滑坡推力u.,、,)、?正常使用極人基礎裂縫寬度標準組合限狀態深基礎確定樁數和布樁正常使用極限標準組合抗力采用承載力特狀態征值正常使用極樁基沉降和水平位移計算準永久組合限狀態計算水平地震作用、風載作用下的樁正常使用極限標準組合基水平位移狀態'、"口承臺內力計算及配筋承載力極限基本組合分項系數為狀態1.35承臺和樁身裂縫正常使用極限狀態準永久組合地基承載力抗震驗算正常使用極限狀態標準組合樁基豎向承載力抗震驗算正常使用極限狀態標準組合樁基水平向承載力抗震驗算正常使用極限狀態標準組合抗震設計五、極限狀態設計原則1、設計狀況持久設計狀況：適用于結構使用時的正常情況；短暫設計情況：適用于結構的臨時情況，包括結構施工和維修時的情況等；偶然設計狀況：適用于結構出現的異常情況，包括結構遭受火災、爆炸、撞擊時的情況等；地震設計狀況：適用于結構遭受地震時的情況，在抗震設防地區必須考慮地震設計狀況；2、極限狀態設計、對四種工程結構設計狀況應分別進行下列極限狀態設計：對四種設計狀況，均應進行承載力極限狀態設計；對持久設計狀況，尚應進行正常使用極限狀態設計；對短暫設計狀況和地震設計狀況，可根據需要進行正