结构的极限状态与功能要求的不匹配

结构在使用期间的工作状态，称为结构的工作状态。

结构能满足各项功能要求而良好地工作，称为结构“可靠”，反之则称为结构“失效”。结构工作状态是处于“可靠”还是“失效”的标志用“极限状态”来衡量，如表4-1。

表4-1　钢筋混凝土简支梁的可靠、失效和极限状态概念

当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。

国际上一般将结构的极限状态分为如下三类。

1.承载能力极限状态

定义：结构或构件达到最大承载力，疲劳破坏或不适于继续承载的变形或变位的状态称为承载能力极限状态。当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态：

（1）结构或构件连接处因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏）。

（2）结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）。

（3）结构塑性变形过大而不适于继续使用。(www.xing528.com)

（4）结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多的塑性铰）。

（5）结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压屈失稳）。

2.正常使用极限状态

定义：结构或构件达到正常使用或耐久性的某项限值规定，称为正常使用极限状态。超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久性的功能要求。主要包括：

（1）过大的变形、侧移，这往往会导致非结构构件受力破坏、会给人不安全感或导致结构不能正常使用（如吊车梁）等。

（2）过大的裂缝，这往往会导致钢筋锈蚀、给人不安全感等。

（3）过大的振动，这往往会给人不舒适感。

（4）影响正常使用的其他特定状态。

3.破坏-安全极限状态

这种极限状态又称为条件极限状态。超过这种极限状态而导致的破坏，是指允许结构物发生局部损坏，而对已发生局部破坏结构的其余部分，应该具有适当的可靠度，能继续承受降低了的设计荷载。其指导思想是：当偶然事件发生后，要求结构仍保持完整无损是不现实的，也是没有必要和不经济的，故只能要求结构不致因此而造成更严重的损失。所以这种设计理论可应用于桥梁抗震和连拱推力墩的计算等方面。