全概率方法使用隨機過程模型及更準確的概率計算方法，從原理上講，可給出可靠度的準確結(jié)果，但因為經(jīng)常缺乏統(tǒng)計數(shù)據(jù)及數(shù)值計算上的困難，設計規(guī)范的校準很少使用全概率方法。一次可靠度方法使用隨機變量模型和近似的概率計算方法，與當前的數(shù)據(jù)收集情況及計算手段是相適應的，所以，目前國內(nèi)外設計規(guī)范的校準基本都采用一次可靠度方法。

    本附錄說明了結(jié)構可靠度校準、直接用可靠指標進行設計的方法及用可靠度確定設計表達中分項系數(shù)和組合系數(shù)的方法。

本附錄只適用于一般的結(jié)構，不包括特大型、高聳、長大及特種結(jié)構，也不包括地震作用和由風荷載控制的結(jié)構。

Ｄ.1.2  進行結(jié)構可靠度分析的基本條件是建立結(jié)構的極限狀態(tài)方程和確定基本隨機變量的概率分布函數(shù)。功能函數(shù)描述了要分析的結(jié)構的某一功能所處的狀態(tài)：表示結(jié)構處于可靠狀態(tài)；表示結(jié)構處于極限狀態(tài)；表示結(jié)構處于失效狀態(tài)。計算結(jié)構可靠度就是計算功能函數(shù)的概率。概率分布函數(shù)描述了基本變量的隨機特征，不同的隨機變量具有不同的隨機特征。

Ｄ.1.3  結(jié)構一般情況下會受到兩個或兩個以上可變作用的作用，如果這些作用不是完全相關，則同時達到最大值的概率很小，按其設計設計基準期內(nèi)的最大值隨機變量進行可靠度分析或設計是不合理的，需要進行作用組合。結(jié)構作用組合是一個比較復雜的問題，完全用數(shù)學方法解決很困難，目前國際上通用的是各種實用組合方法，所以工程上常用的是簡便的組合規(guī)則。本條提供的兩種組合規(guī)則，規(guī)則1為“結(jié)構安全聯(lián)合委員會”（JCSS）組合規(guī)則，規(guī)則2為Turkstra組合規(guī)則，這兩種組合規(guī)則在國內(nèi)外都得到廣泛的應用。

Ｄ.2  結(jié)構可靠指標計算

Ｄ.2.1  結(jié)構可靠度的計算方法有多種，如一次二階矩方法（FOSM）、二次二階矩方法（SOSM）、蒙特卡洛模擬（Monte Carlo Simulation）方法等。本條推薦采用國內(nèi)外標準普遍采用的一次二階矩方法，對于一些比較特殊的情況，也可以采用其他方法，如計算精度要求較高時，可采用二次二階矩方法，極限狀態(tài)方程比較復雜時可采用蒙特卡洛方法等。

Ｄ.2.2  由簡單到復雜，本條給出了三種情況的可靠指標計算方法。第1種情況用于說明可靠指標的概念；第2種是變量獨立情況下可靠指標的一般計算公式；第3種是變量相關情況下可靠指標的一般計算公式，是大連理工大學對獨立隨機變量一次二階矩方法進行推廣的基礎上提出來的，與獨立變量一次二階矩方法的迭代計算步驟沒有區(qū)別。迭代計算可靠指標的方法很多，下面是本附錄建議的迭代計算步驟：

（1）假定變量的驗算點初值（）（一般可取（））；

（2）取（），由（D .2.2-6）、（D .2.2-5）式計算、（）；

（3）由（D.2.2-2）式計算；

（4）由（D.2.2-3）式計算（）；

（5）由（D.2.2-4）式計算（）；

（6）如果，其中為規(guī)定的誤差，則本次計算的即為要求的可靠指標，停止計算；否則取（）轉(zhuǎn)（2）重新計算。

在按上述方法迭代計算可靠指標時，需要使用當量正態(tài)化變量與的相關系數(shù)，本附錄建議取其原始變量與的相關系數(shù)。這是因為當隨機變量與的變異系數(shù)不是很大時（小于0.5），與相差不大。例如，如果服從正態(tài)分布，服從正態(tài)分布，則有

如果和同服從正態(tài)分布，則有

如果≤0.3，≤0.3，則有：

，，

從而，。

當隨機變量與服從其他分布時，通過Nataf分布可以求得與的近似關系，丹麥學者 Ove Ditlevsen和挪威學者HenRik O.Madsen的著作《Structural Reliability Methods》列表給出了與不同分布時與比值的關系。當與的變異系數(shù)不超過0.5時，可靠指標計算中取是可以的。

另外，在一次二階矩理論中，對可靠指標影響最大的是平均值，其次是方差，再次才是協(xié)方差，所以將取為對計算結(jié)果影響不大，沒有必要求的準確值。

從數(shù)學上講，對于一般的工程問題，一次二階矩方法具有足夠的計算精度，但計算所得到的可靠指標或失效概率只是一個運算值，這是因為：

（1）影響結(jié)構可靠性的因素不只是隨機性，還有其他不確定性因素，這些因素目前尚不能通過數(shù)學方法加以分析，還需通過工程經(jīng)驗進行決策；

（2）盡管我國編制各統(tǒng)一標準時對各種結(jié)構承受的作用進行過大量統(tǒng)計分析，但由于客觀條件的限制，如數(shù)據(jù)收集的持續(xù)時間和數(shù)據(jù)的樣本容量，這些統(tǒng)計結(jié)果尚不能完全反映所分析變量的統(tǒng)計規(guī)律；

（3）為使可靠度計算簡化，一些假定與實際情況不一定完全符合，如作用效應與作用的線性關系只是在一定條件下成立的，一些條件下是近似的，近似的程度目前尚難以判定。

盡管如此，但可靠度方法仍然是一種先進的方法，它建立了結(jié)構失效概率的概念（盡管計算的失效概率只是一個運算值，但可用于相同條件下的比較），擴大了概率理論在結(jié)構設計中應用的范圍和程度，使結(jié)構設計由經(jīng)驗向科學過渡又邁出了一步?？偟膩碇v，可靠性設計方法的優(yōu)點不在于如何去計算可靠指標，而是在整個結(jié)構設計中根據(jù)變量的隨機特性貫徹概率的概念，隨著對事物本質(zhì)認識的加深，使概率的應用進一步深化。

Ｄ.3  結(jié)構可靠度校準

Ｄ.3.1  結(jié)構可靠度校準的目的是分析現(xiàn)行結(jié)構設計方法的可靠度水平和確定結(jié)構設計的目標可靠指標，以保證結(jié)構的安全可靠和經(jīng)濟合理。校準法的基本思想是利用可靠度理論，計算按現(xiàn)行設計規(guī)范設計的結(jié)構的可靠指標，進而確定今后結(jié)構設計的可靠度水平。這實際上是承認按現(xiàn)行設計規(guī)范設計的結(jié)構的平均可靠水平是合理的。隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，有必要對結(jié)構的可靠度進行調(diào)整，但也要以可靠度校準為依據(jù)。所以結(jié)構可靠度校準是結(jié)構可靠度設計的基礎。

Ｄ.3.2  本條說明了結(jié)構可靠度校準的步驟。這一步驟只供參考，對于不同的結(jié)構，可靠度分析的方法可能不同，校準的步驟可能也有所差別。

Ｄ.4  基于可靠指標的設計

Ｄ.4.1 本標準提供了兩種直接用可靠度進行設計的方法。第1種實際上是可靠指標校核方法，因為很多情況下設計中一個量的變化可涉及多種情況的驗算，如對于港口工程重力式碼頭的設計，需要進行穩(wěn)定性驗算、抗滑移驗算及強度驗算，碼頭截面尺寸變化時，這三種情況都需要重新進行分析。第2種方法適合于比較簡單的截面設計的情況，如承載力服從對數(shù)正態(tài)分布的鋼筋混凝土構件的截面配筋計算，對于這種情況，可采用下面的迭代計算步驟：

（1）根據(jù)永久作用效應、可變作用效應和結(jié)構抗力建立極限狀態(tài)方程

其中——第個作用效應隨機變量，如采用JCSS組合規(guī)則，則有個組合，在第1個組合中，分別為，在第2個組合中，分別為 ，余次類推；

    （2） 假定初值（一般取）、（）（一般取（））和（一般取）；

（3）取、（）和，按（D.2.2-6）、（D.2.2-5）式計算、（），按下式計算：

 ；

（4）按（D.2.2-3）式計算（）和；

（5）按（D.2.2-4）式計算和（），按下式求解：

       ；

（6）如果，其中為規(guī)定的誤差，轉(zhuǎn)（7）；否則取，（），轉(zhuǎn)（3）重新進行計算；

（7）由（D.4.1-2）式計算結(jié)構構件的幾何參數(shù)。

Ｄ.4.2  直接用可靠指標方法對結(jié)構或結(jié)構構件進行設計，理論上是科學的，但目前尚沒有這方面的經(jīng)驗，需要慎重。如果用可靠指標方法的設計結(jié)果與按傳統(tǒng)方法的設計結(jié)果存在差異，并不能說明哪種方法的結(jié)果一定是合理的，而要根據(jù)具體情況進行分析。

Ｄ.5  分項系數(shù)的確定方法

Ｄ.5.1  本條規(guī)定了確定結(jié)構或結(jié)構構件設計表達式中分項系數(shù)的原則。

Ｄ.5.2  本條說明了確定結(jié)構或結(jié)構構件設計表達式中分項系數(shù)的步驟，對于不同的結(jié)構或結(jié)構構件，可能有所差別，可根據(jù)具體情況進行適當調(diào)整。國外很多規(guī)范都采用類似的方法，國際結(jié)構安全聯(lián)合委員會還開發(fā)了一個用優(yōu)化方法確定分項系數(shù)、重要性系數(shù)的軟件PROCODE。

Ｄ.6  組合系數(shù)的確定方法

Ｄ.6.1 本條確定結(jié)構或結(jié)構構件設計表達式中組合值系數(shù)的原則。

Ｄ.6.2本條確定結(jié)構或結(jié)構構件設計表達式中組合值系數(shù)的步驟，對于不同的結(jié)構或結(jié)構構件，可能有所差別，可根據(jù)具體情況適當調(diào)整。

附錄E  既有結(jié)構的可靠性評定

E.1  一般規(guī)定

E.1.1  村鎮(zhèn)中的一些既有結(jié)構和城市中的棚戶房屋沒有正規(guī)的設計與施工，不具備進行可靠性評定的基礎，不宜按本附錄的原則和方法進行評定。結(jié)構工程設計質(zhì)量和施工質(zhì)量的評定應該按結(jié)構建造時有效的規(guī)范標準評定。

E.1.2  本條提出對既有結(jié)構檢測評定的建議。第1款中的“規(guī)定的年限”不僅僅限于設計使用年限，有些行業(yè)規(guī)定既有結(jié)構使用5～10年就要進行檢測鑒定，重新備案。出現(xiàn)第4款和第6款的情況，當爭議的焦點是設計質(zhì)量和施工質(zhì)量問題時，可先進行工程質(zhì)量的評定，再進行可靠性評定。

Ｅ.1.3  既有結(jié)構可靠性評定的基本原則是確保結(jié)構的性能符合相應的要求，考慮可持續(xù)發(fā)展的要求；盡量減少業(yè)主對既有結(jié)構加固等的工程量。上述相應的要求是指現(xiàn)行結(jié)構標準對結(jié)構性能的基本要求。

Ｅ.1.4  把承載能力、適用性、耐久性和抗災害能力等評定內(nèi)容分開可避免概念的混淆，避免引發(fā)不必要的問題，同時便于業(yè)主根據(jù)問題的輕重緩急適時采取適當?shù)奶幚泶胧扔薪Y(jié)構進行可靠性評定時，業(yè)主可根據(jù)結(jié)構的具體情況提出進行某項性能的評定，也可進行全部性能的評定。

Ｅ.1.5  既有結(jié)構的可靠性評定以現(xiàn)行結(jié)構標準的相關要求為依據(jù)是國際上通行的原則，也是本附錄提出的“保障結(jié)構性能”的基本要求。但評定不是照搬設計規(guī)范的全部公式，要考慮既有結(jié)構的特點，對結(jié)構構件的實際狀況（不是原設計預期狀況）進行評定，這是實現(xiàn)盡量減少加固等工程量的具體措施。

Ｅ.1.6  既有結(jié)構可靠性評定時，應盡量獲得結(jié)構性能的信息，以便于對結(jié)構性能的實際狀況進行評定。

Ｅ.2  承載能力評定

E.2.1  本條提出既有結(jié)構承載能力評定的四個分項，其中作用與作用效應的分析和構件和連接的承載力兩個評定分項也可視為一個分項。現(xiàn)行規(guī)范的可靠指標包括了作用效應和構件的承載力。

E.2.2  以現(xiàn)行規(guī)范的規(guī)定為準繩，對既有結(jié)構予以衡量。

E.2.3  構件的構造有些是針對適用性的有些是針對耐久性的，在承載力的評定時可不考慮適用性和耐久性的構造要求。

E.2.4  由于現(xiàn)行規(guī)范比過去的規(guī)范要求高，因此不宜將構件承載能力的評定稱為安全性評定。

E.2.5  目前結(jié)構設計規(guī)范普遍采用材料性能分項系數(shù)方法。

Ｅ.2.６  本條提出基于結(jié)構良好狀態(tài)的評定方法的評定原則，結(jié)構構件與連接部位未達到正常使用極限狀態(tài)的限值且結(jié)構上的作用不會出現(xiàn)明顯的變化，結(jié)構的安全性可以得到保證，當既有結(jié)構經(jīng)歷了相應的災害而未出現(xiàn)達到正常使用極限狀態(tài)限值的現(xiàn)象，也可以認定該結(jié)構可以抵抗這種災害的作用。

Ｅ.2.７  本條提出基于結(jié)構分項系數(shù)或安全系數(shù)的評定原則。

結(jié)構的設計階段有三類問題需要結(jié)構設計規(guī)范確定，其一為規(guī)律性問題，結(jié)構設計規(guī)范用計算模型反映規(guī)律問題；其二為離散性問題，結(jié)構設計規(guī)范用分項系數(shù)或安全系數(shù)解決這個問題；其三為不確定性問題，結(jié)構設計規(guī)范用額外的安全儲備解決設計階段的不確定性問題，這類儲備一般不計入規(guī)范規(guī)定的安全系數(shù)或分項系數(shù)。對于既有結(jié)構來說，設計階段的不確定性因素已經(jīng)成為確定的，有些可以通過檢驗與測試定量確定。當這些因素確定后，在既有結(jié)構承載力評定中可以適度利用這些儲備，在保證分項系數(shù)或安全系數(shù)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求的前提下，盡量減少結(jié)構的加固工程量，體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的要求。

例如：關于構件材料強度的取值，可利用混凝土的后期強度和鋼材實際屈服點應力高于結(jié)構規(guī)范提供的強度標準值的部分；現(xiàn)行結(jié)構設計規(guī)范計算公式中未考慮的對構件承載力有利的因素，如縱向鋼筋對構件抗剪承載力的有利影響等。

既有結(jié)構還有一些已經(jīng)確定的因素是對構件承載力不利的，例如軸線偏差、尺寸偏差以及不可恢復性損傷（鋼筋銹蝕等），這些因素也應該在承載力評定時考慮。

經(jīng)過上述符合實際情況的調(diào)整后，現(xiàn)行規(guī)范要求的分項系數(shù)或安全系數(shù)得

到保證時，構件承載力可評為符合要求。

Ｅ.2.８  當構件的承載能力及其變異系數(shù)為已知時，計算模型中承載力的某些不確定儲備可以利用，具體的方法是在保證可靠指標滿足要求的前提下適度調(diào)整分項系數(shù)。

Ｅ.2.９  荷載檢驗是確定構件承載力的方法之一。本條提出荷載檢驗確定承載力的原則。當結(jié)構主要承受重力作用時，應采用重力荷載的檢驗方法；當結(jié)構主要承受靜水壓力作用時，可采用蓄水檢驗的方法。檢驗的荷載值應通過預先的計算估計，并在檢驗時逐級進行控制，避免產(chǎn)生結(jié)構或構件的過大變形或損傷。

對于檢驗荷載未達到設計荷載的情況，可采取輔助計算分析的方法實現(xiàn)。

Ｅ.2.１０  限制使用條件是橋梁結(jié)構常用的方法。對于現(xiàn)有建筑結(jié)構來說，對所有承載力不滿足要求的構件都進行加固也許并不是最好的選擇，例如：當樓板承載力不足時，也許采取限制樓板的使用荷載是最佳的選擇。

E.2.11  從作用計算到作用效應的過程中也會存在不定性因素，例如按線彈性的方法計算混凝土構件承載能力極限狀態(tài)的作用效應，必然會存在計算結(jié)果的偏差，此時需要使用作用效應進行調(diào)整。

Ｅ.3  適用性評定

E.3.1  本條提出適用性評定的兩個分項，建筑結(jié)構的各項能力都是為了維系建筑使用功能。

E.3.2  本條提出正常使用極限狀態(tài)評定的規(guī)則，以現(xiàn)行結(jié)構規(guī)范規(guī)定的限值，對結(jié)構構件的變形、位移等實際狀況予以評價。

E.3.4  結(jié)構規(guī)范的一些限值是在荷載標準值作用下的限值，例如地震作用下的限值。通常這種位移或變形現(xiàn)場是無法測定的，要附加結(jié)構分析的方法。

E.3.5  即使位移和變形符合規(guī)范的限制范圍之內(nèi)，只要對建筑的功能構成影響即可將其評定為維系建筑功能的能力不足。這些現(xiàn)象包括裝飾裝修層出現(xiàn)破損、設備設施的正常運行受到影響和使用人員產(chǎn)生不安全感等。

Ｅ.4  耐久性評定

Ｅ.4.1  耐久年限為結(jié)構在環(huán)境影響下出現(xiàn)耐久性極限狀態(tài)標志或限值的年限。評估使用年限為預期結(jié)構繼續(xù)使用的經(jīng)濟合理的使用年限，也可以認為是下一個“設計使用年限”。當耐久年限大于評估使用年限時，表明結(jié)構具有足夠的耐久性。

E.4.2  目前只有混凝土結(jié)構耐久性設計規(guī)范明確提出了耐久性極限狀態(tài)的標志與限值，其他結(jié)構設計規(guī)范并沒有提出明確規(guī)定。

E.4.3  所謂標志是可以看到跡象的，而限值則需要檢驗或測試確定。

E.4.5  出現(xiàn)耐久性極限狀態(tài)標志的構件，無需推定耐久年限，沒有耐久年限可言。相反還要進行承載力和適用性的評定。例如鋼筋出現(xiàn)銹蝕，在計算構件承載力時應該使用銹蝕后的截面面積和力學性能指標計算構件的承載力。

Ｅ.5  抗災害能力的評定

Ｅ.5.1  本條提出既有結(jié)構的抗災害能力評定的項目。

E.5.2  對于建筑結(jié)構不可抗御的泥石流、山體滑坡、巖崩、地面坍陷等自然和人為災害，不應按本標準進行抵抗偶然作用能力的評定。

E.5.3  本條第1款的評定方法，是依據(jù)多次地震損失總結(jié)出的經(jīng)驗的方法。

E.5.4  本條所提洪水并非河道之內(nèi)的洪水，而是瞞過堤岸的洪水，這類洪水對結(jié)構的沖擊作用相對較弱，但有時浸泡時間較長。浸泡會使材料強度明顯降低也會使地基的承載力受到影響。