砌体结构系统可靠性分析
马 立 光
(1.中国建筑东北设计研究院，辽宁沈阳
田治国2 王丹
110003;2.大连第四建筑工程公司，辽宁大连116033)
摘要:介绍结构系统可靠性分析的重要性及基本理论，重点进行砌体结构系统的可靠性分析。
关键词:砌体结构概率可靠性系统
中图分类号:TU3 文献标识码:A 文章编号:1007-2918(2004)05-0026-03
0 引言
以概 率 论 为基础的可靠性理论极限状态设计法近年来得到发展，它引入可靠度作为可靠性的定量尺
度，即用结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率来描述结构可靠性，这就使复杂的可
靠性问题变成一个可以用数学方法近似处理的问题，从而有了比较科学的分析和解决问题的方法。但它还
没有脱离开以构件的可靠度来衡量结构系统的可靠度的范畴。事实上，由许多构件组成的结构系统，尤其
是在超静定结构中，任何一个单独承重构件的破坏，
并不一定导致结构系统的破坏，而且，一些超静定结
构正在转向针对整个系统的塑性设计。因此，结构系
统的可靠性分析日趋重要。
1 砌体结构的国内外发展现状
配筋 砌 体 房屋不仅具有普通砌体房屋的地震区
优点，且具有较好的延性和抗震性能，引起国内外有
关学者的重视。国外配筋砌体房屋应用较多，18世纪
20年代Mare Brunnel将配筋技术应用于Rotherhithe
隧道的竖井建筑中，开创了砌体建筑的新纪元。20世
纪以来，配筋砌体得到了长足的发展，不仅应用于高
层建筑，还用来做抗震结构。1923年印度政府公共工
程部的A Brebner所作的关于配筋砌体构件的试验报
告，标志着配筋砌体的早期发展。美国是建造配筋砌
体结构房屋最多的国家，且在地震区用配筋砌体建造
高层建筑的实践时间也很长，当今世界上最高的配筋
砌体建筑是美国拉斯维加斯的Excalibur Hotel，高达
28层，完工于1989年，为砌体界所自豪。
在我 国 ， 对配筋砌体结构的试验研究起步较晚。
70年代以来，尤其是1975年海城— 营口地震和
1976年唐山大地震之后，对配筋砌体结构开展了一系
列的试验和研究，积极探讨它在中、高层组合墙结构
房屋中的应用，取得了许多成果，所总结的实践经验
也很丰富。广西南宁、辽宁本溪、上海等地相继建成了
一些配筋砌体墙承重房屋，最高达18层。配筋砌体结
构在我国作为一种新型的建筑结构形式，有必要研究其安全性。
2 结构体系可靠性述评
结构 系 统 是由许多构件按一定构造形式组合起
来的，因此，它的可靠性是系统中各构件可靠性的函
数，只有在分析各个构件可靠性的基础上，才能确定出系统的可靠性。根据系统和构件之间的关系，通常分为以下4种模型系统来研究。
(1) 串 联 系统，任一构件的失效将导致系统失效。
(2) 并 联 系统，组成系统的所有构件都失效时，系统才失效。
(3) 混 联 系统，由并联系统和串联系统混合而成的系统。
(4) 复 杂 系统，无法简化为串联或并联以及它们组合形式的系统。
2.1 串联系统
根据 串 联 系统的定义，它的失效概率为:
P,= P(A ,Y AZYKYAJ (1)
式 中 :A。 为构件i破坏事件。
式(1)需要计算一个多元随机变量联合概率密度函数
的多重积分。目前，因联合概率密度函数的统计信息
不足，还不能精确确定它。另外，积分运算也非常复
杂，构件数目愈多，对计算的容量要求愈大，不易求得
真正的破坏失效概率，耗费的时间也相当可观。因而，
国内外学者都来用确定出失效概率上下限的近似方
法[t7-101，或做出一些假设推导出近似计算公式「u-1气
一种 简 单 粗略的计算方法是分别假定相关矩阵
为单位矩阵和零矩阵(即完全相关和完全统计独立)，
得出上、下限[7-9]，这就是著名的Cornell界限。
