可靠度設計理論之發展與應用

Development and Application of Reliability-Based Design Theory

勞德威(Der-Wei Lau)

指導教授 ： 卿建業

共同指導教授 ： 劉家男

國立臺灣大學/工學院/土木工程學研究所/碩士(2010年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2010.01951

摘要

由於可靠度限制式需要大量之計算，導致不易處理實務上之問題。卿建業 (2008)發展出限度狀態係數設計(Limit State Factor Design, LSFD)法，此方法屬隨機模擬法。限度狀態係數設計法先建立目標破壞機率(target failure probability, )與所需安全係數(required safety of factor, )之對應關係後，將可靠度限制式轉換至安全係數限制式，依安全係數限制式之結果進行設計。
本研究基於限度狀態係數設計法之理論基礎上，導入quantile之觀念，發展出部份係數設計(partial factor design)法，針對各個參數進行探討，建立目標破壞機率與機率門檻(probability threshold, )之關係，再推求各個所需部份係數(required partial factor, )，將可靠度限制式轉換至部份係數限制式，依部份係數限制式之結果進行設計。本文除說明部份係數設計法之理論外，會先透過數個簡單案例來驗證，探討法部份係數設計之準確性與特性，並於驗證的過程中，亦會放入其他設計方法之結果進行比較。
最後，會應用於實際之案例上。本案例為設計一加勁擋土牆，藉由室內加勁擋土牆試驗之量測數據，建立室內試驗之數值模型。透過此數值模型分析模擬不同參數組合的加勁擋土牆，再將相關參數與牆面變形迴歸出一簡化方程式，藉此簡化方程式進行部份係數設計。

關鍵字

限度狀態係數設計 ； 安全係數 ； 目標破壞機率 ； 部份係數設計 ； 機率門檻 ； 所需部份係數

並列摘要

無資料

並列關鍵字

Limit-state factor design ； safety factor ； target failure probability ； threshold probability ； required partial factor

參考文獻

台灣營建 (2008)：加勁擋土結構應用於交通土木工程規範草案之研究，財團法人台灣營建研究中心。

Duncan, J.M. (2000). “Factors of safety and reliability in geotechnical engineering.” ASCE Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 126(4): 307-316.

Hatami, K. and Bathurst, R. J. (2005). “Development and verification of a numerical model for the analysis of geosynthetic-reinforced soil segmental walls under working stress conditions.” Canadian Geotechnical Journal 42: 1066-1085

Hatami, K. and Bathurst, R. J. (2006). “Numerical Model for Reinforced Soil Segmental Walls under Surcharge Loading.” Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, 132(6): 673-684.

Wongt, F.S. (1985). “First order second moment methods.” Computers and Structures Vol.42 No.4: 779-791