建筑结构的功能要求及极限状态

时间：2022-10-18 百科知识版权反馈

【摘要】：结构工作可靠与不可靠的区分标志是“极限状态”。所谓结构的极限状态，是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。正常使用极限状态是指结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。如结构施工和维修时的堆料荷载状态，应进行承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计。

2.3　建筑结构的功能要求及极限状态

・2.3.1　建筑结构的功能要求・

结构在使用期间要承受各种各样的作用，结构在规定的设计使用年限内，在规定的条件下应满足预定的设计功能要求，概括起来有以下3个方面。

1）安全性

安全性有两方面的含义：一是指结构在正常施工和正常使用的条件下，能承受可能出现的各项作用而不破坏；二是指在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍能保持必须的整体稳定性，结构仅发生局部的损坏而不至于发生连续倒塌。

根据建筑物的重要性，以及结构破坏时可能产生的后果（危及人的生命、造成的经济损失和产生的社会影响等）不同，在建筑结构设计时应采用不同的安全等级。建筑结构的安全等级划分为三级，见表2.12。

表2.12　建筑结构的安全等级

注：①特殊建筑物的安全等级应根据具体情况另行确定；

②抗震建筑结构及其地基基础的安全等级应符合国家现行有关规范的规定。

2）适用性

适用性是指结构在正常使用条件下具有良好的工作性能，例如不发生影响正常使用的过大变形和振动，不产生让使用者感到不安的裂缝等。

3）耐久性

耐久性是指结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能，结构能够正常使用到规定的设计使用年限。即在各种因素（混凝土的碳化，钢筋的锈蚀）作用下，结构的承载力和刚度不随时间推移而有过大的降低，在设计使用年限内结构的安全性与适用性不受影响。

结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。结构的可靠性是用可靠度来衡量的。所谓可靠度是指结构在规定时间（设计使用年限）内，在规定条件（正常设计、正常施工、正常使用、正常维护）下完成预定功能的概率。

结构的可靠度与结构使用年限的长短有关，它不同于设计基准期，《建筑结构可靠度设计统一标准》（GB 50068—2001）以结构的设计使用年限为计算结构可靠度的时间基准。当结构的使用年限超过设计使用年限后，并不意味结构就要报废，只是说明其可靠度将逐渐降低。

・2.3.2　建筑结构的极限状态・

结构能满足功能要求而良好地工作，称之为结构“可靠”或“有效”，反之称为结构“不可靠”或“失效”。结构工作可靠与不可靠的区分标志是“极限状态”。所谓结构的极限状态，是指整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，此特定状态称为该功能的极限状态。极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。

1）承载能力极限状态

承载能力极限状态是指结构或结构构件达到最大承载力，出现疲劳破坏或达到不适于继续承载的变形状态。承载能力极限状态主要考虑结构的安全性功能，超过这一状态，便不能满足安全性的功能要求。

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结构构件及连接由于超过其材料强度而破坏，或由于过度的塑性变形而不适于继续承载，如材料被压碎，锚固筋被拔出等。

②整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡，如阳台、雨篷倾覆，挡土墙滑移等。

③结构转变为机动体系，如梁出现塑性铰等。

④结构或结构构件丧失稳定，如受压柱弯曲变形等。

⑤地基破坏而丧失承载能力。

2）正常使用极限状态

正常使用极限状态是指结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。超过这一状态，便不能满足适用性和耐久性的功能要求。

当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了正常使用极限状态：

①影响正常使用和外观的变形。