结构工程师结构工程知识点：结构的功能及两种极限状态是什么

 

1.结构的功能

 

建筑结构设计的基本要求是：以最经济的手段使结构在正常施工和使用条件下，在预定的设计基准期（一般为50年）内满足下列预定的功能。

 

（1）安全性。指建筑结构在正常施工和使用条件下能承受可能出现的各种作用（如荷载、温度改变、支座不均匀沉陷等引起的内力和变形）。且在强震、爆炸、台风和偶然事件发生时和发生后，结构仍然能保持必要的整体稳定性，结构不致倒塌。

 

（2）适用性。指结构在正常使用期间内具有良好的工作性能。不产生影响使用的过大变形、振幅和裂缝宽度。

 

（3）耐久性。指建筑结构在正常维护条件下具有足够的耐久性能。如在设计基准期内钢筋不会因保护层厚度不够或混凝土裂缝过宽而锈蚀、混凝土不得脱落、风化、腐蚀。

 

安全性、适用性、耐久性统称为结构的可靠性。结构能够满足功能要求，称为结构可靠；反之为结构不可靠，其分界点，称为极限状态。

 

根据建筑结构破坏后果的严重程度，建筑结构划分为三个安全等级，设计时应根据具体情况，按照表10-1的规定选用相应的安全等级。

 

2.结构的两种极限状态

 

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。极限状态有两种：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（主要考虑结构的安全性）

 

结构或构件达到最大承载力、出现疲劳破坏或不适于继续承载的变形状态，称为承载能力极限状态。当结构或构件出现下列情况之一时，即认为超过了承载能力极限状态。

 

（1）结构、构件或其间的连接因材料超过其强度而破坏（含疲劳破坏）；或因产生过度塑性变形而不能继续承载。

 

（2）结构变机构，即由几何不变体系变成几何可变体系。

 

（3）结构或构件丧失稳定，如细长压杆失稳退出工作导致结构破坏。

 

（4）结构或构件发生滑移或倾复而丧失平衡位置。结构或构件一旦超过承载能力极限状态，就不能完成安全性的功能，会产生重大经济损失和人员伤亡。因此应把这种情况的发生概率控制得非常小。

 

2）正常使用极限状态（主要考虑结构的适用性和耐久性）结构或结构构件达到正常使用和耐久性能的某项规定限值的状态称为正常使用极限状态。

 

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）发生影响正常使用或外观的过大变形；如吊车梁挠度过大以致吊车不能正常行走。

 

（2）发生影响正常使用或耐久性的局部损坏，包括裂缝宽度达到限值。

 

（3）发生影响正常使用的振动。

 

（4）发生影响正常使用的其他特定状态。

 

结构或构件超过正常使用极限状态时，一般不会造成人员伤亡和重大经济损失。因此可把这种情况发生的概率控制得略宽一些。

 

建筑结构设计时，为保证结构的安全可靠，对所有结构和构件均应进行承载能力极限状态的计算，而正常使用极限状态的验算则视具体使用要求进行。