基于可靠度理论的变形监测必须精度指标的确定方法

度 指标 。
具有 实 时性 、 事前 性 与 可靠 性 ３个 基 本 属性 。任 何 位移监 测工 作均 包 括 两个 同时 运 作 的过 程 ： ① 变形体 的动 态位 移信 息 的 实 时获 取 ； 变形 体 安 ② 全状况 的预警诊 断 。 目前 ， 国 内外 的变形 观测 实际情 况来 看 ， 从 位 移观测始终 存 在着 两个 难点 ： 对 于 给 定 的监 测 ① 对 象 ， 合理 地确定对 它 的必 要监 测精度 指标 ； 如何
形测量领域通用的确定位移必要观测精度的准则
是 ： 以安全 监测 为 目的 ， 观 测误差 应小 于允许 ① 则 变形值 的 １＇ ～ １２ ； 以 了解 变 形 过 程 为 目 ／０ ／０ ② １
的， 则观袒 误 差 要远 远 小 于 允许 变 形 值 。准则 中 《
提 到的允许 变形 值 ， 确 定 原则 一 般 从 以 下 方面 其 考虑 ： 保 证 变形 体 的 健康 运 行 ； 保 证 变 形 ① ② 体结构 的安全 可靠 。作为变形 观 测应 首先选 择后
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第３ 期
李朝 奎等 ： 基于可靠度理 的变形监测必要精 度指 标的确定方法
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构及其组成构件具有 良好的工作 性能 ； ③在正常 维护 下具有 足够 的耐 久 性 ； 在 发 生规 定 的偶 然 ④ 事件下 ， 结构能保持必需的整体稳定性。 可靠度是可靠性的数字度量 ， 用函数表示为：
收 稿 日期 ：０ １ ８ ２ ０ ．００ 。 ２ 项 目来 源 ： 南 省 自然 科学 基 金 资助 项 目（ ９Ｊ ０ ３ 瑚 ９ ＪＹ２０ ）
” 规定条件” 是指正常设计 、 正常施工和正常使用； “ 预定功 能” 是指安 全性 、 用 陛 、 适 耐久性 所 涵盖 的
如下 ４个 方 面 ： 能 承受 在 正常施 工 和 正常 使 用 ① 期 间 可 能 出现 的各 种 作 用 ； 在 正 常使 用 时 ， ② 结
位 移观 测是监 测受扰对 象 安全 性态 的一 种 重 要手段 。通 过 实 时获 取 变形 体 的动 态 位 移信 息
达到预警 变 形体 的安危状况 的 目的 。变形 监测应
者。本文从 目前最 为 流行 的结 构可靠 度设计理 论 出发 ， 提出在结 构 承载 状 态下 把 变形 观测 误 差 值 视 为等效荷载 纳 人 荷 载组 合 ， 以最 不 利组 合 状 态 对应 结构极 限承 载 状 态 ， 定 变 形监 测 的必 要精 确
摘
要： 以站构安垒度为约束条件 ， 将结构的变形测量误差视为等效荷栽 纳入 荷栽组告 ， 获取荷载最不利组合
状态下的极 限变形 ； 从统计 力学角度界定变形体 的允许 变形 、 必要测量精 度指标 等参数 。 关键词 ： 可靠度 ； 变形监别 ； 必要精度 ； 允许 变形 中图法分 类号： ２７ Ｐ ５ ； Ｆ ０ ； ２８ ＴＵ１６ ９
作性能 ；耐 久性 ” 指 在 正 常维 护 下结 构具 有 足 “ 是
够的使用 年限 。 定义 ２ 可靠 度是 指 结构 在规 定 时间 内 、 规 定条件 下 、 成 预 定功 能 的概率 。这 里 “ 定 时 完 规 间” 是指设计 基 准期 丁， 一般 小 于结 构使 用 寿命 ；
Ｗ ＝ Ｐ（ —ｓ ＞ ０ Ｒ ） （） １
２ 结构 抗 力 、 荷载 组合
２１ 荷 载及 其组 合模型 ｓ（ ） ｔ 荷 载分 为三类 ： 载（ 自重）可变荷 载（ 温 恒 如 ， 如
式中， 为可靠性概率； ｗ Ｒ表示抗力（ 即结构或其 构件承受作用的能力） 如强度、 ， 刚度 、 变形等 ； Ｓ 表示 作用 效应 ， 指作 用 引起 的结构 构件 的 内力 、 变
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第’ ７卷 第 ３期
２０ ０ ２年 ６月
武 汉 大 学 学 报 ・信 息 科 学 版
Ｇｅｍａｉｓａ ｄ Ｉ ｆｒ ｔ ｎ Ｓ ｌ ｃ ｆ ｕ ａ ｉｅｓｔ ｏ ｔ ｎ ｎｏｍａｉ ｅｅ ￣ｏ ｈ ｎ Ｕｎｖ ｒｉ ｃ ｏ ｎ Ｗ ｙ
２ Ｎｏ ３ ７
Ｊｎ ０ ２ ｕ ｅ ０ ２
文 章编 号 ：０００ ０ （０ ２ ０ ２ ００ １０ —５ Ｘ ２０ ）３０ ７ —４
文献标识码 ： Ａ
基 于 可靠 度 理论 的变 形监 测 必 要精 度
指 标 的 确定 方 法
李 朝 奎 龙 四春 李 鸿 雁
桷 潭工学 院地球空间信息科学研究所 ｉ 潮潭市 湖 ４ １０ ） １２ １
１ 可 靠度 理 论
１ １ 可靠性 与可靠 度 建 筑物和 边 （ 坡 都 必须有 一定 的可靠 性 ， 滑）
②如何依据所测量的数据对监测对象的安全状况 进行 诊断 与预警 。
由于 以上 问题 的存 在 ， 得 众 多 的位 移 观 测 使 实践都 带 有 或 多 或 少 的 盲 目性 ｌ 。 上 述 两个 问 】 题 的核心是 监测 对象 的允许变 形 值问题 。允许 变 形值 的合理 确定 ， 方 面作 为评 判 变形 体 安 危性 一 态 的量 化参 照标 准 ； 一 方 面作 为 确定 与检 验 变 另 形监测 必要 精度 指标 的直 接依据 。 目前所有 设计 规范 中均 未 明 确 规 定 允 许 变 形 值 ｌ 。国 内 外 变 ２
否则将造成重大人身及财产损失。这里主要从建 筑结构 方面 阐述 可靠性 与可靠度及其 关系 。
定义 １ 结 构的可 靠性 ＝安 全性 ＋适 用性 ＋ 耐久性 。“ 安全性 ” 是指 结构 能承受 正常施 工和正 常使用期 间可 能 出 现 的各种 作用 ， 发 生 预计 的 及 偶 然事 件后结构 仍能 保持 必需的整体稳 定性 ；适 “ 用性” 是指 正常 使 用 时结 构 及其 组 件具 有 好 的工