結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)與設(shè)計狀況

　　區(qū)分結(jié)構(gòu)是否卡靠與失效，其分界標(biāo)志就是極限狀態(tài)。當(dāng)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，這種特定狀態(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(dāng)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到最大承載能力，或產(chǎn)生了不適于繼續(xù)承載的變形時，即認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài)。例如：

　�。�1）整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分作為剛體失去平衡例如煙囪在風(fēng)荷載作用下整體傾翻。

　�。�2）結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強度而破壞（包括疲勞破壞），例如軸心受壓短柱中的混凝土和鋼筋分別達(dá)到抗壓強度而破壞，或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；

　　（3）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系，例如簡支梁跨中截面達(dá)到抗彎承載力形成三鉸共線的機動體系，從而喪失承載能力。

　�。�4）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件喪失穩(wěn)定（如壓屈等），例如細(xì)長柱達(dá)到臨界荷載后因壓曲失穩(wěn)而破壞。

　　（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(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)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(yīng)于結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值的狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認(rèn)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，如梁的撓度過大影響正常使用。

　　（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，如樓板的振幅過大影響正常使用；

　�。�4）影響正常使用的其他特定狀態(tài)，如基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降過大。

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

　�。�1）持久狀況，即在結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)承受家具和正常人員荷載的狀況。持續(xù)期一般與設(shè)計使用年限為同一數(shù)量級。

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

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

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