建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法與荷載輔導(dǎo)精選(2)

　　二、結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)與設(shè)計(jì)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(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過(guò)某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)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(shí)，即認(rèn)為超過(guò)了承載能力極限狀態(tài)。例如：

　　(1)整個(gè)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(guò)材料強(qiáng)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(qiáng)度而破壞，或因過(guò)度變形而不適于繼續(xù)承載;

　　(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動(dòng)體系，例如簡(jiǎn)支梁跨中截面達(dá)到抗彎承載力形成三鉸共線的機(jī)動(dòng)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(zhǎng)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(shí)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(duì)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(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)。當(dāng)出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過(guò)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(guò)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(dòng)，如樓板的振幅過(guò)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(guò)大。

　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，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(jì)狀況：

　　(1)持久狀況，即在結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中一定出現(xiàn)，其持續(xù)期很長(zhǎng)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(jì)使用年限為同一數(shù)量級(jí)。

　　(2)短暫狀況，即在結(jié)構(gòu)施工和使用過(guò)程中出現(xiàn)概率較大，而與設(shè)計(jì)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(shí)承受堆料荷載的狀況。

　　(3)偶然狀況，即在結(jié)構(gòu)使用過(guò)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(jì)狀況分別對(duì)應(yīng)不同的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)。對(duì)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(jì);對(duì)于持久狀況，尚應(yīng)進(jìn)行正常使用極限狀態(tài)設(shè)計(jì);而對(duì)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(jì)。

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