區(qū)分結(jié)構(gòu)是否可靠與失效,其分解標(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 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(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(如傾覆等);

  (2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因超過材料強(qiáng)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(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系;

  (4)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)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(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)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(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;

  (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(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。