A method for reliability-based economic design of building structures

Abstract

In limit states design codes for building structures, the load and resistance factors are derived based on a ‘;target’ reliability index, which is determined based on a code calibration process. It is not clear whether the target reliability index selected through the code calibration is optimal with respect to the cost, because through calibration the structural safety is achieved quantitatively while the economic aspects are only considered qualitatively. The intention of the present paper is to formulate a basic approach to reliability-based economic design, based on structural reliability theory. The focus of the paper is to derive an analytical solution to optimized reliability index. A parametric study is conducted for sensitivity analysis of the optimal reliability index to different variables. Finally, the application of the solution to design codes, i.e. determining load and resistance factors in design formulae, is outlined. Dans les codes de conception d'états limite se rapportant à la construction des structures de bâtiments, la charge et les facteurs de résistance reposent au départ sur un index de fiabilitié ‘cible’, qui est basé sur un processus de calibrage de code. Il n'est pas possible de savoir si l'index de fiabilitié cible choisi par le calibrage de code est optimal en ce qui concerne le coût parce que lors du calibrage, la sécurité structurelle est évaluée de façon quantitative. L'objectif de cet article est de formuler une appréciation de référence sur la conception reposant sur la fiabilité économique, basée sur la théorie de fiabilité structurelle; le point fort de ce texte est de trouver une solution analytique afin d'optimiser l'index de fiabilité. Une étude paramétrique est conduite pour analyser la sensibilité de la fiabilitié optimale de l'index par rapport aux diffeérentes variables. Au total, est proposée une solution consistant à concevoir des codes, c'est-à-dire la détermination de la charge et des facteurs de résistance sous l'aspect de formules.