結構功能的極限狀態與設計狀況

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

1.承載能力極限狀態

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承載的變形時，即認為超過了承載能力極限狀態。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 于繼續承載;

(3)結構轉變為機動體系;

(4)結構或結構構件喪失穩定(如壓屈等);

(5)地基喪失承載能力而破壞(如失穩等)。

事實上，承載能力極限狀態就是結構或結構構件發揮最大承載能力的狀態。

2.正常使用極限狀態

這種極限狀態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定限值的狀態。當結構或結構構件出現下列狀態之一時，即認為超過了正常使用極限狀態：

(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。

在建筑結構設計時，除了考慮結構功能的極限狀態之外，還須根據結構在施工和使用中的環境條件和影響，區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，其持續期很長的狀況，例如房屋結構承受家具和正常人員荷載的狀況。持續期一般與設計使用年限為同一數量級。

(2)短暫狀況，即在結構施工和使用過程中出現概率較大，而與設計使用年限相比持續期很短的狀況，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概率很小，且持續期很短的狀況，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設計;對于持久狀況，尚應進行正常使用極限狀態設計;而對于短暫狀況，可根據需要進行正常使用極限狀態設計。