二級建筑師輔導之建筑結構設計方法與荷載(2)
二、結構功能的極限狀態(tài)與設計狀況
區(qū)分結構是否可靠與失效,其分解標志就是極限狀態(tài)。當整個結構或結構的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設計規(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)
當結構或結構構件達到最大承載能力,或產(chǎn)生了不適于繼續(xù)承載的變形時,即認為超過了承載能力極限狀態(tài)。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);環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com
(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(xù)承載;
(3)結構轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系;
(4)結構或結構構件喪失穩(wěn)定(如壓屈等);
(5)地基喪失承載能力而破壞(如失穩(wěn)等)。
事實上,承載能力極限狀態(tài)就是結構或結構構件發(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)對應于結構或結構構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值的狀態(tài)。當結構或結構構件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時,即認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);環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com
(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)。
在建筑結構設計時,除了考慮結構功能的極限狀態(tài)之外,還須根據(jù)結構在施工和使用中的環(huán)境條件和影響,區(qū)分下列三種設計狀況:環(huán)球網(wǎng) 校edu24 ol.com
(1)持久狀況,即在結構使用過程中一定出現(xiàn),其持續(xù)期很長的狀況,例如房屋結構承受家具和正常人員荷載的狀況。持續(xù)期一般與設計使用年限為同一數(shù)量級。
(2)短暫狀況,即在結構施工和使用過程中出現(xiàn)概率較大,而與設計使用年限相比持續(xù)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(xiàn)概率很小,且持續(xù)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(tài)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(tài)設計;對于持久狀況,尚應進行正常使用極限狀態(tài)設計;而對于短暫狀況,可根據(jù)需要進行正常使用極限狀態(tài)設計。
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