中华人民共和国国家标准
港口工程结构可靠性设计统一标准
Unified standard for reliability design of port engineering structures
GB 50158-2010
主编部门：中华人民共和国交通运输部
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2010年12月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第582号
关于发布国家标准《港口工程结构可靠性设计统一标准》的公告
现批准《港口工程结构可靠性设计统一标准》为国家标准，编号为GB 50158-2010，自2010年12月1日起实施。其中，第3.0.2、3.0.3(1)、7.2.6、7.2.7条（款）为强制性条文，必须严格执行。原《港口工程结构可靠度设计统一标准》CB 50158-92同时废止。
本标准由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城多建设部
二〇一〇年五月三十一日
前言
根据原建设部《关于印发<二〇〇四年度工程建设国家标准制订、修订计划>的通知》（建标〔2004〕67号）的要求，中国交通建设股份有限公司会同有关单位共同对国家标准《港口工程结构可靠度设计统一标准》GB 50158-92进行了全面修订。
本标准在修订过程中，进行了广泛调研，总结了我国多年来港口工程的建设经验，参考了国内外先进的相关技术标准，采纳了港口工程结构可靠性的最新研究成果和专家学者提出的建议，并广泛征求了有关设计、施工、科研、教学，建设等单位及管理部门的意见，经反复讨论、修改、完善，最后经审查定稿。
本次修订后共包括8章和4个附录，主要修订内容：一是提出了港口工程结构的设计使用年限，将设计使用年限划分为两个档次；二是新增了一种结构设计状况，将地震状况从偶然状况中分离出来，则结构设计状况改为持久、短暂、地震和偶然四种；三是完善了正常使用极限状态设计作用组合，根据结构损坏的可逆与不可逆，改为标准组合、频遇组合和准永久组合三种；四是增加了作用按有无界值的分类；五是提出了在结构设计时要考虑环境对结构和耐久性的不利影响；六是给出了极限状态设计的抗力表达式。
本标准以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本标准由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，交通运输部负责日常管理，中国交通建设股份有限公司负责其体技术内容的解释。在执行过程中，请各单位注意总结经验，积累资料，随时将有关的意见和建议寄送中国交通建设股份有限公司国家标准《港口工程结构可靠性设计统一标准》管理组（地址：北京市德胜门外大街85号；邮政编码：100088）。
本标准主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：中国交通建设股份有限公司
参编单位：中交水运规划设计院有限公司 中交第一航务工程勘察设计院有限公司 中交第二航务工程勘察设计院有限公司 中交第三航务工程勘察设计院有限公司 中交第四航务工程勘察设计院有限公司 大连理工大学
参加单位：中交四航工程研究院有限公司
主要起草人：郭大慧 胡家顺 钱丽 贡金鑫 杨丽民 王晋 方爱东 刘进生 张黎明 夏琪琍 王胜年 冯海波 万宏 杜庭瑞 杨松泉
主要审查人：蒋千 仉伯强（以下按姓氏笔画排序）卢永昌 史志华 刘永绣 刘志明 许廷兴 李悟洲 麦远俭 孙万禾 关澎 张建仁 曹称宇 潘德强
1 总则
1.0.1 为统一各类港口工程结构可靠性设计的基本原则和方法，使港口工程符合可持续发展的要求，并做到安全可靠、耐久适用，技术先进、经济合理、确保质量，制定本标准。
1.0.2 本标准适用于港口工程结构、修造船水工结构可靠性设计，并适用于现有结构的修复等可靠性设计。
1.0.3 港口工程结构设计标准及相关标准的编制应遵守本标准规定的基本准则。
1.0.4 本标准规定了港口工程结构可靠性设计的基本要求。当本标准与国家法律、行政法规的规定相抵触时，应按国家法律、行政法规的规定执行。
1.0.5 港口工程结构设计除应符合本标准的规定外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语
2.0.1 可靠性 reliability
结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力。
2.0.2 可靠度 degree of reliability(reliability)
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。
2.0.3 失效概率 probability of failure
结构不能完成预定功能的概率。
2.0.4 可靠指标 reliability index
度量结构可靠度的数值指标。
2.0.5 基本变量 basic variable
代表物理量的一组规定的变量，用于表示作用和环境影响、材料和岩土的性能以及几何量的特征。
2.0.6 设计基准期 design reference period
为确定可变作用等的取值而选用的时间参数。
2.0.7 设计使用年限 design working life
设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按预定目的使用的年限。
2.0.8 极限状态 limit states
整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态为该功能的极限状态。
2.0.9 承载能力极限状态 ultimate limit states
对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形的状态。
2.0.10 正常使用极限状态 serviceability limit states
对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态。
2.0.11 可逆正常使用极限状态 reversible serviceability limit states
当产生超越正常使用要求的作用撤除后，该作用产生的后果可以恢复的正常使用极限状态。
2.0.12 不可逆正常使用极限状态 irreversible serviceability limit states
当产生超越正常使用要求的作用撤除后，该作用产生的后果不可恢复的正常使用极限状态。
2.0.13 设计状况 design situations
代表一定时段内实际情况的一组设计条件，设计应做到在该组条件下结构不超越有关的极限状态。
2.0.14 作用 action
施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）。
2.0.15 永久作用 permanent action
在设计使用年限内始终存在且其量值变化与平均值相比可以忽略不计的作用，或其变化是单调的并趋于某个限值的作用。
2.0.16 可变作用 variable action
在设计使用年限内其量值随时间变化，且其变化与平均值相比不可忽略不计的作用。
2.0.17 偶然作用 accidental action
在设计使用年限内不一定出现，而一旦出现其量值很大，且持续期很短的事故作用。
2.0.18 地震作用 seismic action
地震对结构所产生的作用。
2.0.19 固定作用 fixed action
在结构上具有固定空间分布的作用。当固定作用在结构某一点上的大小和方向确定后，该作用在整个结构上的作用即得以确定。
2.0.20 自由作用 free action
在结构上给定的范围内具有任意空间分布的作用。
2.0.21 静态作用 static action
使结构产生的加速度可以忽略不计的作用。
2.0.22 动态作用 dynamic action
使结构产生的加速度不可忽略不计的作用。
2.0.23 有界作用 bounded action
具有不能被超越的且可确切或近似掌握界限值的作用。
2.0.24 无界作用 unbounded action
没有明确界限值的作用。
2.0.25 主导可变作用 dominating variable action
在同一作用组合中，效应设计值最不利情况下起控制作用的可变作用。
2.0.26 作用的代表值 representative value of an action
极限状态设计所采用的作用值，它可以是作用的标准值、组合值、频遇值和准永久值。
2.0.27 作用的标准值 characteristic value of an action
作用的主要代表值，可根据对观测数据的统计、作用的自然界限或工程经验确定。
2.0.28 作用的设计值 design value of an action
作用的代表值与作用分项系数的乘积。
2.0.29 可变作用的组合值 combination value of a variable action
使组合后的作用效应的超越概率与该作用单独出现时其标准值作用效应的超越概率趋于一致的作用值，或组合后使结构具有规定可靠指标的作用值。
2.0.30 可变作用的频遇值 frequent value of a variable action
在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较小的作用值，或被超越的频率限制在规定频率内的作用值。
2.0.31 可变作用的准永久值 quasi-permanent value of a variable action
在设计基准期内被超越的总时间占设计基准期的比率较大的作用值。
2.0.32 作用效应 effect of action
由作用引起的结构或结构构件的反应。
2.0.33 环境影响 environmental influence
环境对结构产生的各种机械的、物理的、化学的或生物的不利影响。
2.0.34 材料、岩土性能 material and geometrical properties
结构所使用材料或岩土的物理力学性能，包括强度、弹性模量、变形性能、压缩系数、泊松比、内摩擦角、粘聚力、两介质间的摩擦系数等。
2.0.35 材料、岩土性能标准值 characteristic value of material and geometrical property
符合规定质量的材料、岩土性能概率分布的某一分位值或名义值。
2.0.36 材料、岩土性能设计值 design value of material and geometrical property
材料、岩土性能标准值除以材料、岩土性能分项系数所得的值。
2.0.37 几何量标准值 characteristic value of geometrical parameter
设计规定的几何量公称值或几何量概率分布的某一分位值。
2.0.38 几何量设计值 design value of geometrical parameter
几何量标准值增加或减少一个几何量附加量所得的值。
2.0.39 抗力 resistance
结构或结构构件承受作用效应的能力。
2.0.40 结构重要性系数 importance factor for structures
结构极限状态设计表达式中用于反映不同结构安全等级的数值。
2.0.41 结构体系 structural system
结构中所有承重构件及其共同工作的方式。
3 基本规定
3.0.1 港口工程结构形式应根据使用要求、环境条件、施工条件和使用年限等进行技术经济比较，综合分析选定。
3.0.2 港口工程结构设计时，应根据结构失效可能产生的危及人的生命安全、造成经济损失以及影响社会和环境等后果的严重程度采用不同的安全等级。港口工程结构安全等级的划分应符合表3.0.2的规定。（自2022年1月1日起废止该条,详见新规《工程结构通用规范》GB 55001-2021）
表3.0.2 港口工程结构的安全等级
▼ 展开条文说明
3.0.3 结构的设计使用年限应按下列规定采用：
1 永久性港口建筑物：50年；（自2022年1月1日起废止该条,详见新规《工程结构通用规范》GB 55001-2021）
2 临时性港口建筑物：5年～10年。
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3.0.4 港口工程结构设计应遵守下列原则：
1 合理选择结构体系，正确进行分析和设计。
2 执行质量控制标准。
3 做好耐久性和维护设计。
4 采取有效的防护措施。
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3.0.5 港口工程结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：
1 在正常施工和正常使用时，能安全承受可能出现的各种作用。
2 在正常使用时具有良好的工作性能。
3 在正常维护下具有足够的耐久性能。
4 有特殊要求时，在发生设定的偶然事件下，主体结构仍能保持整体稳定。
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3.0.6 港口工程结构设计宜采用以概率理论为基础，以分项系数表达的极限状态设计方法，有条件时可按本标准附录A直接采用可靠指标的方法。
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3.0.7 港口工程结构与其组成部分宜取相同的安全等级，必要时可对其中某些结构构件的重要性系数进行调整。
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3.0.8 港口工程结构应按其破坏前有无明显变形或其他预兆分为有预兆破坏和无预兆破坏两种类型。设计中应避免采用无预兆破坏的结构；当不可避免时，无顶兆破坏的结构应具有更高的可靠度。
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3.0.9 港口工程结构设计时，应分析下列因素对结构耐久性的影响：
1 预期的使用要求；
2 预估的环境条件；
3 材料和制品的性能；
4 结构体系的选择；
5 构件形状和结构细部构造，
6 施工质量和控制水平；
7 特殊的保护措施；
8 设计使用年限内要进行的维护。
3.0.10 设计阶段应对勘察、观测、设计、试验、施工、使用与维护等提出相应质量的控制要求。
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4 极限状态设计原则
4.0.1 极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，并应符合下列规定：
1 结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：
1) 结构整体或结构的一部分作为刚体失去平衡；
2) 结构构件或连接件因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承载；
3) 结构转变为机动体系；
4) 结构或结构构件丧失稳定；
5) 地基丧失承载能力而失效；
6) 结构构件的疲劳破坏。
2 结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：
1) 影响正常使用或外观的变形；
2) 影响正常使用或耐久性能的局部损坏；
3) 影响正常使用的振动；
4) 影响正常使用或影响耐久性能的其他特定状态。
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4.0.2 港口工程结构设计时应对不同的设计状况进行分析。对每一种设计状况应采用相应的结构体系、可靠度水平、基本变量，并分析施工和使用中的环境条件和影响等。港口工程结构宜分为下列设计状况：
1 持久状况：持续时段与设计使用年限相当的设计状况。
2 短暂状况：在结构施工和使用过程中一定出现，而与设计使用年限相比，持续时段较短的设计状况，包括施工、维修和短期特殊使用等。
3 地震状况：结构遭受地震作用时的设计状况。
4 偶然状况：偶发的使结构产生异常状态的设计状况。包括非正常撞击、火灾、爆炸等。
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4.0.3 根据港口工程结构的设计状况，结构设计应符合下列规定：
1 持久状况应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。
2 短暂状况应进行承载能力极限状态设计，可根据需要进行正常使用极限状态设计。
3 地震状况应进行承载能力极限状态设计，主体结构在出现设计的地震状况时不应丧失承载力。
4 有特殊要求时，也可对偶然状况进行承载能力极限状态设计或进行防护设计。
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4.0.4 港口工程结构设计时，所选择的极限状态应采用相应的结构可能同时出现作用的最不利组合，并应符合下列规定：
1 承载能力极限状态设计应采用作用的持久组合、短暂组合和地震组合，有特殊要求时可采用作用的偶然组合。
2 正常使用极限状态设计应根据不同设计目的，分别选用下列作用组合：
1) 标准组合：用于当超越极限状态时将产生永久性不可逆损坏的情况；
2) 频遇组合：用于当短期效应是决定性因素时的情况；
3) 准永久组合：用于当长期效应是决定性因素时的情况。
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5 基本变量
5.1 作用
5.1.1 结构上的作用应分为直接作用和间接作用。
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5.1.2 结构上的各种作用，当在时间上和空间上相互独立时，每一种作用可分别作为结构的单个作用；当某些作用密切相关，且可能同时以最大值出现时，可将这些作用一起作为单个作用。
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5.1.3 结构上的作用可按下列原则分类：
1 随时间的变化分类：
1) 永久作用；
2) 可变作用；
3) 偶然作用。
2 随空间的变化分类：
1) 固定作用；
2) 自由作用。
3 按结构的反应特点分类：
1) 静态作用：
2) 动态作用。
4 按有无界值分类：
1) 有界作用；
2) 无界作用。
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5.1.4 结构设计时，应根据不同极限状态和使用要求，在设计表达式中采用不同的作用代表值。永久作用应采用标准值作为唯一代表值；可变作用应采用标准值、组合值、频遇值和准永久值作为代表值。作用代表值可按本规范附录B确定。
5.1.5 可变作用的标准值应根据结构的不利状态，按在设计基准期内最不利作用概率分布的某个统计特征值确定；当观测数据不充分时，作用的标准值也可根据工程经验通过分析判断确定。对有明确界限值的有界作用，作用的标准值应取其界值。
5.1.6 地震作用标准值应根据地震作用的重现期确定。地震作用的重现期宜采用475年，也可根据具体工程情况采用其他重现期。
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本标准用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1) 表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”，反而词采用“严禁”；
2) 表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得”；
3) 表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4) 表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《结构可靠性总原则》ISO 2394
《结构设计基础》EN 1990
《港口工程荷载规范》JTJ 215
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