结构设计中何时按承载能力极限状态考虑

Question

结构设计中何时按承载能力极限状态考虑？何时按正常使用极限状态考虑。
期待详细回答。谢谢！

Answer 1

任何时候都得按承载能力极限状态考虑

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
建筑结构可靠度设计统一标准
GB 50068-2001

3.0.1 对于结构的各种极限状态，均应规定明确的标志及限值。

3.0.2 极限状态可分为下列两类：
1 承载能力极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力极限状态：
1）整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；
2）结构构件或连接因超过材料强度而破坏（包括疲劳破坏），或因过度变形而不适于继续承载；
3）结构转变为机动体系；
4）结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；
5）地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。
2 正常使用极限状态。这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。
当结构或结构构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态：
1）影响正常使用或外观的变形；
2）影响正常使用或耐久性能的局部损坏（包括裂缝）；
3）影响正常使用的振动；
4）影响正常使用的其他特定状态。

3.0.3 建筑结构设计时，应根据结构在施工和使用中的环境条件和影响，区分下列三种设计状况：
1 持久状况。在结构使用过程中一定出现，其持续期很长的状况。持续期一般与设计使用年限为同一数量级；
2 短暂状况。在结构施工和使用过程中出现概率较大，而与设计使用年限相比，持续期很短的状况，如施工和维修等；
3 偶然状况。在结构使用过程中出现概率很小，且持续期很短的状况，如火灾、爆炸、撞击等。
对于不同的设计状况，可采用相应的结构体系、可靠度水准和基本变量等。

3.0.4 建筑结构的三种设计状况应分别进行下列极限状态设计：
1 对三种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计；
2 对持久状况，尚应进行正常使用极限状态设计；
3 对短暂状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计。

Answer 2

一、承载能力极限状态：这种极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载力、疲劳破坏或不适于继续承载的变形；
二、正常使用极限状态：这种极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。

结构构件应根据承载能力极限状态及正常使用极限状态的要求，分别按下列规定进行计算和验算：
一、承载力及稳定：所有结构构件均应进行承载力(包括失稳)计算；在必要时尚应进行结构的倾覆，滑移及漂浮验算；
有抗震设防要求的结构尚应进行结构构件抗震的承载力验算；
二、疲劳：直接承受吊车的构件应进行疲劳验算；但直接承受安装或检修用吊车的构件，根据使用情况和设计经验可不作疲劳验算；
三、变形：对使用上需控制变形值的结构构件，应进行变形验算；
四、抗裂及裂缝宽度：对使用上要求不出现裂缝的构件，应进行混凝土拉应力验算；对使用上允许出现裂缝的构件，应进行裂缝宽度验算；对叠合式受弯构件，尚应进行钢筋拉应力验算。

结构及结构构件的承载力(包括失稳)计算和倾覆、滑移及漂浮验算，均应采用荷载设计值；疲劳、变形、抗裂及裂缝宽度验算，均应采用相应的荷载代表值；直接承受吊车的结构构件，在计算承载力及验算疲劳、抗裂时，应考虑吊车荷载的动力系数。
预制构件尚应按制作、运输及安装时相应的荷载值进行施工阶段的验算。预制构件吊装的验算，应将构件自重乘以动力系数，动力系数可取1.5，但可根据构件吊装时的受力情况适当增减。
对现浇结构，必要时应进行施工阶段的验算。
当结构构件进行抗震设计时，地震作用及其他荷载值均应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定确定

参考资料：混凝土结构设计规范