結構功能的極限狀態(tài)與設計狀況

區(qū)分結構是否可靠與失效，其分解標志就是極限狀態(tài)。當整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(guī)定的某一功能要求，這 個特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)可分為兩類：

1.承載能力極限狀態(tài)

當結構或結構構件達到最大承載能力，或產生了不適于繼續(xù)承載的變形時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)。例如：

(1)整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡(如傾覆等);

(2)結構構件或連接因超過材料強度而破壞(包括疲勞破壞)，或因過度變形而不適 于繼續(xù)承載;

(3)結構轉變?yōu)闄C動體系;

(4)結構或結構構件喪失穩(wěn)定(如壓屈等);

(5)地基喪失承載能力而破壞(如失穩(wěn)等)。

事實上，承載能力極限狀態(tài)就是結構或結構構件發(fā)揮最大承載能力的狀態(tài)。

2.正常使用極限狀態(tài)

這種極限狀態(tài)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值的狀態(tài)。當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用極限狀態(tài)：

(1)影響正常使用或外觀的變形;

(2)影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括裂縫);

(3)影響正常使用的振動;

(4)影響正常使用的其他特定狀態(tài)。

在建筑結構設計時，除了考慮結構功能的極限狀態(tài)之外，還須根據(jù)結構在施工和使用中的環(huán)境條件和影響，區(qū)分下列三種設計狀況：

(1)持久狀況，即在結構使用過程中一定出現(xiàn)，其持續(xù)期很長的狀況，例如房屋結構承受家具和正常人員荷載的狀況。持續(xù)期一般與設計使用年限為同一數(shù)量級。

(2)短暫狀況，即在結構施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大，而與設計使用年限相比持續(xù)期很短的狀況，如結構施工和維修時承受堆料荷載的狀況。

(3)偶然狀況，即在結構使用過程中出現(xiàn)概率很小，且持續(xù)期很短的狀況，如結構遭受火災、爆炸、撞擊、罕遇地震等作用。

這三種設計狀況分別對應不同的極限狀態(tài)設計。對于持久狀況、短暫狀況和偶然狀況，都必須進行承載能力極限狀態(tài)設計;對于持久狀況，尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計;而對于短暫狀況，可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設計。