
3.1.1 结构的功能要求
结构设计的基本目的是什么?在一定的经济条件下,结构在预定的使用期限内满足设计所预期的各项功能。
结构的功能要求包括哪些方面?
1.安全性
2.适用性
3.耐久性
3.1.2 结构的极限状态
什么是结构的极限状态?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指定的某一功能要求,这个特定状态称为该功能的极限状态,比如,构件即将开裂、即将倾覆、即将滑移、即将曲屈、即将失稳破坏等。当能完成预定的各项功能时,结构处于有效状态;反之,则处于失效状态,有效状态和失效状态之间的界限状态,称为极限状态,极限状态是结构开始失效的标志。
结构的极限状态包括哪些类型?承载能力极限状态和正常使用极限状态。
1、承载能力极限状态
什么是承载能力极限状态?结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态,称为承载能力极限状态。超过承载能力极限状态后,结构或构件就不能满足安全性的要求。
承载能力极限状态的表现:
(1)结构或构件达到最大承载力(包括疲劳);
(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)结构或地基塑性变形过大而不适于继续承载;
(4)结构形成几何可变体系(超静定结构中出现过多的塑性铰);
(5)结构或构件丧失稳定(比如细长受压构件的压曲失稳)。
2、正常使用极限状态
什么是正常使用极限状态? 结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。超过了正常使用极限状态,结构或构件就不能保证适用性和耐久性的功能要求。
正常使用极限状态的表现:
(1) 过大的变形、侧移,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(比如吊车梁的过大变形而导致不能使用)等;
(2)过大的裂缝,给人不安全感,并往往导致钢筋锈蚀等耐久性问题;
(3)过大的振动,往往会给人不舒适感,并影响精密仪器的使用;
(4)影响正常使用的其他特定状态。
3.1.3 结构的安全等级
由表3-1所示,安全等级及其对应的建筑物类型是根据结构破坏可能产生的后果的严重程度确定的。