結(jié)構(gòu)的功能及兩種極限狀態(tài)是什么？

1.結(jié)構(gòu)的功能

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求是：以最經(jīng)濟(jì)的手段使結(jié)構(gòu)在正常施工和使用條件下，在預(yù)定的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期（一般為50年）內(nèi)滿足下列預(yù)定的功能。

（1）安全性。指建筑結(jié)構(gòu)在正常施工和使用條件下能承受可能出現(xiàn)的各種作用（如荷載、溫度改變、支座不均勻沉陷等引起的內(nèi)力和變形）。且在強(qiáng)震、爆炸、臺(tái)風(fēng)和偶然事件發(fā)生時(shí)和發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍然能保持必要的整體穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)不致倒塌。

（2）適用性。指結(jié)構(gòu)在正常使用期間內(nèi)具有良好的工作性能。不產(chǎn)生影響使用的過大變形、振幅和裂縫寬度。

（3）耐久性。指建筑結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下具有足夠的耐久性能。如在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)鋼筋不會(huì)因保護(hù)層厚度不夠或混凝土裂縫過寬而銹蝕、混凝土不得脫落、風(fēng)化、腐蝕。

安全性、適用性、耐久性統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。結(jié)構(gòu)能夠滿足功能要求，稱為結(jié)構(gòu)可靠；反之為結(jié)構(gòu)不可靠，其分界點(diǎn)，稱為極限狀態(tài)。

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞后果的嚴(yán)重程度，建筑結(jié)構(gòu)劃分為三個(gè)安全等級(jí)，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況，按照表10-1的規(guī)定選用相應(yīng)的安全等級(jí)。

2.結(jié)構(gòu)的兩種極限狀態(tài)

整個(gè)結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求，此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。極限狀態(tài)有兩種：承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。

1）承載能力極限狀態(tài)（主要考慮結(jié)構(gòu)的安全性）

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)，稱為承載能力極限狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即認(rèn)為超過了承載能力極限狀態(tài)。

（1）結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或其間的連接因材料超過其強(qiáng)度而破壞（含疲勞破壞）；或因產(chǎn)生過度塑性變形而不能繼續(xù)承載。（2）結(jié)構(gòu)變機(jī)構(gòu)，即由幾何不變體系變成幾何可變體系。

（3）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件喪失穩(wěn)定，如細(xì)長(zhǎng)壓桿失穩(wěn)退出工作導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。

（4）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件發(fā)生滑移或傾復(fù)而喪失平衡位置。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件一旦超過承載能力極限狀態(tài)，就不能完成安全性的功能，會(huì)產(chǎn)生重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。因此應(yīng)把這種情況的發(fā)生概率控制得非常小。

2）正常使用極限狀態(tài)（主要考慮結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性）結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到正常使用和耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)稱為正常使用極限狀態(tài)。

當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時(shí)，即認(rèn)為超過了正常使用極限狀態(tài)。

（1）發(fā)生影響正常使用或外觀的過大變形；如吊車梁撓度過大以致吊車不能正常行走。

（2）發(fā)生影響正常使用或耐久性的局部損壞，包括裂縫寬度達(dá)到限值。

（3）發(fā)生影響正常使用的振動(dòng)。

（4）發(fā)生影響正常使用的其他特定狀態(tài)。

結(jié)構(gòu)或構(gòu)件超過正常使用極限狀態(tài)時(shí)，一般不會(huì)造成人員傷亡和重大經(jīng)濟(jì)損失。因此可把這種情況發(fā)生的概率控制得略寬一些。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，為保證結(jié)構(gòu)的安全可靠，對(duì)所有結(jié)構(gòu)和構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，而正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算則視具體使用要求進(jìn)行。