ISO 2394:1986/Add 1:1988
(Main)General principles on reliability for structures — Addendum 1
General principles on reliability for structures — Addendum 1
Principes généraux de la fiabilité des constructions — Additif 1
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W
INTERNATIONAL STANDARD IS0 2394 : 1986/ADDENDUM 1
Published 1988-12-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEXJlYHAPOAHAR OPrAHLI3AULIR no CTAHAAPTbl3Aubl bl. ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
General principles on reliability for structures
< ADDENDUM1
Principes généraux de la fiabilité des constructions
ADDITIF 1
Addendum 1 to IS0 2394 : 1986 was prepared by ISO/TC 98, Bases for design of structures.
IS0 2394 includes two annexes, “Examples of permanent, It should be regarded as a description of agreed principles
within this subject.
variable and accidental actions” and ”Example of a first order
probabilistic method”. The annexes presented here should
This addendum constitutes annexes C, D and E of IS0 2394.
therefore be regarded as three additional annexes to the Inter-
L
national Standard. Thus the basic general concepts, definitions
Page iii :
and explanations are not given here but are to be found in the
main text of IS0 2394.
Add, below existing text :
These annexes are intended for use by international or national
Characteristic values of permanent actions
C
structural committees and load committees who are cognizant
D Principles for the determination of the characteristic values
of the necessary data and make use of it in the most rational
of variable actions
way. In special cases engineers who have to choose
characteristic values for certain actions could use them. In any
E Principles for the determination of quasi-permanent and
case, those who use the annexes should have sufficient
frequent values of variable actions
knowledge to judge to what extent their content is applicable to
the specific type of action which is treated. They are thus not
Page 18:
written for those who want to learn about action observations
and their evaluation. Add the following annexes C, D and E.
Q c
UDC 624.042 Ref. No. IS0 2394 : 1986/Add.l : 1988 (E)
c
Descriptors : civil engineering, buildings, structures, reliability.
e
fi
O International Organization for Standardization, 1988 O
s Printed in Switzerland Price based on 9 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 2394 : 1986/Add.l : 1988 (E)
Annex C
Characteristic values of permanent actions
d) The action of prestress may be represented by two
The characteristic values for the most common types of perma-
characteristic values, an upper and a lower. Both values
nent actions should be determined as follows.
should be determined with regard to the time elapsed since
a) The selfweight of structures is represented by a
prestressing.
unique value calculated from the nominal dimensions, taken
from the drawings of the project, and the mean unit weight
e) The deformations imposed by the mode of construction
of the materials.
of the structure and by shrinkage are normally represented
In some cases it is necessary to pay regard to deviations
by unique values or zero values. Deformation due to
from the nominal dimensions and introduce two values.
Shrinkage or swelling is time-dependent.
This may, for example, be the case for structures which are
very sensitive to the spatial distribution of the actions.
f) The actions due to settlements and mining subsidence
b) The weight of non-structural elements generally is may normally be represented by upper and lower values; the
represented by two values. One value is calculated ac-
latter is often zero. Support settlement is generally a com-
cording to the same principle as the weight of structures.
posite action representing the global effect of the set-
The other value, equal to zero, should be used if this gives a
tlements of various supports. Mining subsidence is general-
more severe action effect.
ly a succession of several forces or imposed deformations.
Consideration should be given to possible differential set-
c) The actions of earth pressure are in most cases
tlements.
represented by a maximum value of the active earth
pressure or a minimum value of the passive earth pressure.
In those cases where the earth can be removed (intentional- g) The selfweight can sometimes be calculated from the
measured dimensions or the measured weight of identical or
ly or unintentionally) the absence of earth pressure can be
similar types of structures.
regarded as a special design situation.
~~
1) More detailed rules should be given in specialized texts.
2
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IS0 2394 : 1986/Add.l : 1988 (E)
Annex D
Principles for the determination of the characteristic values
of variable actions
D.0 Field of application D.1.2 Choice of input parameters
The proposed method concerns the choice of the characteristic
The definition of the characteristic value of a variable action
value of variable static or quasistatic actions to be used in
(see 6.2) contains the following parameters :
checking for ultimate limit-states. In special cases it may be
used also in checking for serviceability limit-states.
-
reference period, here denoted T;
It can be used only for those kinds of actions for which the
characteristic values are determined by observations. Actions
- the accepted probability, here denoted p, that the
for which the values are determined by decision or in other
characteristic value QK will not be exceeded during the
similar ways have to be treated with other methods.
reference period.
It should be pointed out that the method described in this
Values of these parameters are discussed in D. 1.5.
annex concerns the probability of the occurrence of values very
rarely attained by actions. Therefore, in most cases the
available data may not be sufficient to give accurate and reliable
results.
D.1.3 Evaluation of characteristic values
During the total observation period To there are r observations
D.l Principles
Q, one for each of the unit observation periods to (thus r =
To/to). With these values, the cumulative probability function
D.l .I General conditions concerning actions and
F(Q) can be obtained. One method is the following (order
action observations
statistics).
The following method is intended for the simple case when the
Arrange the r observed values Q in an increasing order. Then
action (or the events causing the action) can be described by a
denote the ith observation value Qi. F(Q) may be determined as
one-dimensional stochastic process.
a function of Q from the expressions
The action observations are assumed to cover a total observa-
tion period To which should be chosen” as long as possible. It
is further assumed that the total observation period can be Qi Q < Qicl
divided into a number r of equal time intervals to called unit
observation periods and that the maximum value Q of the
i
(32)
F(Q) = -
action for each interval can be determined.
r+l
A condition for the method described here is that the unit
observation period to is chosen long enough so that the maxi-
In many cases it is useful to fit some of the available probability
mum values in two successive unit observation periods can be distributions to the observed values of F(Q). If this is done, it is
regarded as statistically independent approximations. However
important to recognize that the distribution function should be
to should not be chosen too long because then the number of regarded as an approximation which, strictly speaking, is valid
values Q may be insufficient. Also, if the period to is too long,
only within the limits of the observed values.
the action process model will not capture the time variation of
the action very accurately. In many cases the length of the unit
The characeristic value can be obtained from the equation
observation period can be linked in a natural way with the
physical character of the action considered (for example, a year
for some of the climatic actions).
F(QK) = ptoiT . . . (33)
1) In many cases data from observations already made has to be used and it is not possible to chose To; it has to be accepted as it is.
3
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IS0 2394 : 19WAdd.l : 1988 (E)
Sometimes it is possible to get more data from observations,
The procedure is illustrated in figure 3.
for example, if
Alternative methods of determining the characteristic values,
e.g. directly from the stochastic process, are available and can
- the observations can be made simultaneously in several
in some cases be used, if the above-mentioned values Q are not
places and the results can be regarded as belonging to a
sufficiently reliable (e.g. for wind).
common population;
D.1.4 Return period
-
the unit observation period can be chosen shorter than
one year.
In some cases a convenient way to characterize QK is to use its
return period T,, defined as the mean duration between con-
secutive occurrences of QK being exceeded. T, can be In such cases the use of a greater quantity of data often permits
calculated from the expression an extension of the conclusions which can be drawn from the
statistics.
-
T, = -
. . . (34)
1 - F(Q,) 1 -
If p'olTis close to unity, this expre
...
NORME INTERNATIONALE IS0 2394 : 1986/ADDITIF 1 : 1988
Publié 1988-12-01
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEXflYHAPOflHAR OPTAHHBA~HA il0 CTAHl\APTM3A~Hkl. ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Principes généraux de la fiabilité des constructions
ADDITIF 1
L
General principles on reliability for structures
ADDENDUM 1
L’Additif 1 à 1’1S0 2394 : 1986 a été élaboré par I’ISO/TC 98, Bases du calcul des constructions.
IS0 2394 comprend deux annexes, ((Exemples d’actions perma-
Le présent additif constitue les annexes C, D et E de I‘ISO 2394.
et ((Exemple d’une méthode
nentes, variables et accidentelles))
probabiliste du premier ordre)). Les présentes annexes sont à Page iii :
considérer comme trois annexes supplémentaires à la Norme
internationale. Les concepts généraux de base, les définitions
L Ajouter après le texte existant :
et les explications ne figurent donc pas dans ces annexes mais
dans le corps de I‘ISO 2394.
«C Valeurs caractéristiques des actions permanentes
Les présentes annexes sont destinées aux comités internatio-
D Principes de détermination des valeurs caractéristiques
naux ou nationaux chargés des structures et des actions qui ont
des actions variables
connaissance des données nécessaires et les utilisent de la
facon la plus rationnelle. Dans certains cas, les ingénieurs ayant
Principes de détermination des valeurs quasipermanentes
E
à choisir les valeurs caractéristiques de certaines actions peu-
et fréquentes des actions variables))
à ces
vent y faire appel. Quoiqu’il en soit, ceux qui se réfèrent
annexes doivent avoir des connaissances suffisantes pour juger
Page 18:
dans quelle mesure leur contenu est applicable au type particu-
lier d’action traité. Par conséquent, les présentes annexes ne
Ajouter les annexes C, D et E suivantes.
sont pas destinées à ceux qui veulent acquérir des connaissan-
ces en matière d’observation et d’évaluation des actions. On
n‘y trouvera qu’une description des principes acceptés dans ce
1
domaine.
!A
.--
U
U
CDUô24.W Réf. no : IS02394 : 1986/Add.l : 1988 IF)
c
Descripteurs : génie civil, bâtiment, structure, fiabilité.
8 O Organisation internationale de normalisation, 1988 0
O
E Imprimé en Suisse Prix basé sur 9 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
IS0 2394 : 19WAdd.l : 198û (FI
Annexe C
Valeurs caractéristiques des actions permanentes
d) L'action de la précontrainte peut être représentée par
Les valeurs caractéristiques des types les plus courants
deux valeurs caractéristiques, une valeur supérieure et une
d'actions permanentes doivent être déterminées comme suit. 'I
valeur inférieure. Ces deux valeurs doivent être déterminées
a) Le poids propre des structures est représenté par une
en fonction du temps écoulé depuis la mise en
valeur unique, calculée à partir des dimensions nominales,
précontrainte.
tirées des plans du projet et du poids unitaire moyen des
matériaux.
e) Les déformations imposées par le mode de construction
Dans certains cas, il est nécessaire de tenir compte des
de l'ouvrage et par le retrait sont normalement représentées
écarts par rapport aux dimensions nominales et d'introduire
par des valeurs uniques ou des valeurs zéro. La déformation
deux valeurs dans les calculs. Ce cas peut se présenter, par
imputable au retrait ou au gonflement varie dans le temps.
exemple, avec des ouvrages très sensibles à la répartition
spatiale des actions.
f) Les actions dues aux tassements et aux affaissements
b) Le poids des éléments non structuraux est
du sol peuvent normalement être représentées par des
généralement représenté par deux valeurs. L'une d'elle est valeurs supérieures et inférieures, ces dernières étant
calculée selon le même principe que le poids des structures.
souvent égales à zéro. Le tassement d'appui est
L'autre valeur, égale à zéro, doit être utilisée si la sollicitation généralement une action composée représentant l'effet
en est rendue plus sévère. global des tassements de plusieurs appuis. L'affaissement
du sol est généralement une succession de plusieurs forces
c) Les actions de la pression des terres sont représentées
ou de déformations imposées. On doit prendre en
dans la plupart des cas par une valeur maximale de la
considération d'éventuels tassements différentiels.
pression active ou une valeur minimale de la pression
passive. Lorsque les terres peuvent être enlevées
(intentionnellement ou non), l'absence de pression des g) Parfois le poids propre peut être calculé d'après les
terres peut être considérée comme une situation de projet mesures des dimensions ou du poids exécutées sur des
structures de même type ou de type similaire.
spéciale.
1) Des règles plus détaillées doivent être données dans des textes spécifiques.
2
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IS0 2394 : 1986/Add.l : 1988 (FI
Annexe D
Principes de détermination des valeurs caractéristiques des actions variables
taire d‘observation et le caractère physique de l‘action considé-
D. O D orna i ne d‘a pp I i ca t i o n
rée (par exemple un an pour certaines actions climatiques).
La méthode proposée concerne le choix de la valeur caractéris-
à utiliser
tique des actions variables statiques ou quasistatiques
D.1.2 Choix des paramètres d’entrée
pour la vérification des états-limites ultimes. Dans certains cas,
cette valeur peut également servir à vérifier les états-limites de
La définition de la valeur caractéristique d‘une action variable
service.
(voir 6.2) contient les paramètres suivants :
Cette méthode ne peut servir que pour les actions dont les
-
période de référence, notée ici
valeurs caractéristiques sont déterminées par des observations.
Les actions dont les valeurs relèvent d‘une décision ou d‘une
- probabilité acceptée, notée ici p, que la valeur caracté-
autre forme similaire de détermination doivent être traitées par
ristique QK ne sera pas dépassée au cours de la période de
d‘autres méthodes.
référence.
II faut souligner que la méthode décrite dans la présente annexe
concerne la probabilité d’occurrence de valeurs très rarement Les valeurs de ces paramètres sont traitées en D. 1.5.
atteintes par les actions. Par conséquent, dans la plupart des
cas, il se peut que les données disponibles ne suffisent pas à
D.1.3 Évaluation des valeurs caractéristiques
donner des résultats précis et fiables.
Pendant la période totale d’observation To, il existe r observa-
Q, une pour chaque période unitaire d‘observation t,
tions
D.l Principes
(donc r = To/to). Sur la base de ces valeurs, on peut obtenir la
fonction cumulative de probabilité F(Qi. L‘une des méthodes
D.l.l Conditions générales visant les actions et
est la suivante (statistique d’ordre).
leur observation
Disposer les r valeurs observées de Q par ordre croissant, puis
La méthode décrite ci-dessous traite du cas simple où l’action
la ième valeur d’observation Qi. F(Q) peut être détermi-
isoler
(ou les agents qui en sont la cause) peut être décrite selon un
née comme une fonction de Q à partir des expressions
processus stochastique unidimensionnel.
Q, Q < QI + 1
On suppose que les observations de l‘action s‘étendent sur une
période totale d’observation To qui doit être choisie’) aussi lon-
gue que possible. La seconde hypothèse est que la période
(32)
totale d’observation peut être divisée en un nombre r d’interval-
les de temps égaux to appelés périodes unitaires d‘observation
et que l‘on peut déterminer la valeur maximale Q de l’action
Dans de nombreux cas, il est utile d‘adapter certaines des distri-
pour chaque intervalle.
butions de probabilité disponibles aux valeurs observées de
F(Q). Il est alors important de reconnaître que la fonction de
La méthode décrite ici suppose que la période unitaire d‘obser-
distribution doit être considérée comme une approximation qui
vation to soit suffisamment longue pour que les valeurs maxi-
n‘est valable, à proprement parler, que dans les limites des
males relevées dans deux périodes unitaires d’observation suc-
valeurs observées.
cessives puissent être considérées comme des approximations
statistiquement indépendantes. Toutefois, to ne doit pas être
On peut obtenir la valeur caractéristique à partir de l’équation
trop longue car alors le nombre de valeurs Q pourrait être insuf-
suivante :
fisant pour obtenir des estimations d’une confiance raisonna-
to est trop longue, le modèle du
ble. Par ailleurs, si la période
processus de l’action ne rendra pas compte très précisément de
la variation dans le temps de l‘action. Dans bien des cas, on
peut établir un lien naturel entre la longueur de la période uni-
La démarche est illustrée à la figure 3.
il n’est pas possible de choisir To, qui doit être pris
1) Dans de nombreux cas, on doit exploiter les données issues d‘observations déjà effectuées et
tel quel.
3
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IS0 2394 : 1986/Add.l : 1988 (FI
II existe d’autres méthodes de détermination des valeurs carac- brève (par exemple d’un an), les résultats seront plus précis
téristiques, par exemple directement à partir du processus sto- d’un point de vue formel. Cependant, pour un bâtiment d’une
chastique, que l’on peut dans certains cas appliquer si les durée de vie d‘environ 50 ans, cela ne permet pas de parvenir à
valeurs de Q mentionnées ci-dessus ne sont pas suffisamment de meilleures prévisions.
fiables (par exemple pour le vent).
Il est parfois possible de recueillir davantage de données
d’observation, notamment si
D.1.4 Période de retour
- les observations peuvent être effectuées simultané-
Dans certains cas, il est pratique de caractériser QK en utilisant
ment en plusieurs endroits et si l’on peut juger que les résul-
sa période de retour T,, définie comme une durée moyenne
à une population commune,
tats appartiennent
entre les dépassements successifs de Qk. T, peut être calculée
à partir de l’équation suivante : -
on peut chois
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.