正常使用极限状态的表达式

按正常使用极限状态设计，主要是验算构件的变形和抗裂度或裂缝宽度。

按正常使用极限状态设计时，变形过大或裂缝过宽虽影响正常使用，但危害程度不及承载力引起的结构破坏造成的损失那么大，所以可适当降低对可靠度的要求。计算时取荷载标准值，不需乘分项系数，也不考虑结构重要性系数γ0。

1 正常使用极限状态设计简单表达式

Sk ≤ Rk

2 可变荷载的准永久值系数和频遇值系数

在正常使用状态下，可变荷载作用时间的长短对于变形和裂缝的大小显然是有影响的。可变荷载的最大值并非长期作用于结构之上，所以应按其在设计基准期内作用时间的长短和可变荷载超越总时间或超越次数，对其标准值进行折减。《建筑结构可靠度设计统一标准》采用一个小于1的准永久值系数和频遇值系数来考虑这种折减。

(1) 准永久值系数， 是根据在设计基准期内荷载达到和超过该值的总持续时间与设计基准期内总持续时间的比值而确定。

(2) 频遇值系数，是根据在设计基准期间可变荷载超越的总时间或超越的次数来确定的。

3 可变荷载的准永久值和频遇值

准永久值 = 可变荷载标准值×准永久值系数(ψq)

频遇值 = 可变荷载标准值×频遇值系数(ψf)

4 可变荷载的代表值

可变荷载有四种代表值，即标准值、组合值、准永久值和频遇值。其中标准值称为基本代表值，其他代表值可由基本代表值乘以相应的系数得到。各类可变荷载和相应的组合值系数、准永久值系数、频遇值系数可在荷载规范中查到。

2 荷载效应组合的标准值Sk

根据实际设计的需要，常须区分荷载的短期作用（标准组合、频遇组合）和荷载的长期作用（准永久组合）下构件的变形大小和裂缝宽度验算。所以，《建筑结构可靠度设计统一标准》规定按不同的设计目的，分别选用荷载的标准组合、频遇组合和荷载的准永久组合。

(1) 荷载的标准组合

标准组合主要用于当一个极限状态被超越时将产生严重的永久性损害的情况。按荷载的标准组合时，荷载效应组合的标准值Sk应按下式计算

（3一26）

(2) 荷载的频遇组合

频遇组合主要用于当一个极限状态被超越时将产生局部损害、较大变形或短暂振动的情况。按荷载的频遇组合时，荷载效应组合的标准值Sk应按下式计算

（3一27）

(3) 荷载的准永久组合

准永久组合主要用于当长期效应是决定性因素的情况。按荷载的准永久组合时，荷载效应组合的标准值Sk应按下式计算

钢结构轴心受压杆件，承载力极限状态设计是以强度的设计值为极限，而不是强度的标准值（屈服值）为极限；在材料力学里是以强度的极限值为极限；在工程使用里才是以钢材强度的标准（屈服值）为极限状态。

轴心受力构件的承载力极限状态和正常使用极限状态包含哪些内容？

答：对轴心受压构件

轴心受压构件承载力极限状态：

（1）强度计算（2）稳定性验算（整体稳定和局部稳定）

轴心受压构件正常使用极限状态：

（1）刚度计算（长细比计算）

对轴心受拉构件：

1轴心受拉构件承载力极限状态：

（1）强度计算（2）稳定性验算（不必计算）

2轴心受拉构件正常使用极限状态：

（1）刚度计算（长细比计算）

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：整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡（如倾覆等）；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；结构转变为机动体系；结构或结构构件丧失稳定（如压屈等）；地基丧失承载能力而破坏（如失稳等）。

扩展资料

极限状态与极限承载能力的关系：

1、一般情况下，一个结构或构件的设计需同时考虑承载能力极限状态和正常使用极限状态。（如：对砼受弯构件设计，除保证构件的正截面和斜截面强度外，还要控制构件的裂缝宽度和变形，使其在规范允许的范围内）。

2、结构的极限承载力研究是确定承载能力极限状态的依据之一。

3、结构的极限状态与结构的极限承载力既有区别又有联系：整个结构或其一部分作为刚体失去平衡 （一致）；结构或构件丧失稳定（有区别）；结构转变为机动体系（一致）；结构构件或其连接因材料强度被超过而破坏，或因过度的塑性变形而不适于继续承载（基本一致） 。

4、极限状态一般用随机理论研究，极限承载力用确定性方法研究。

参考资料来源：百度百科-极限承载力

参考资料来源：百度百科-承载能力极限状态

按照《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153-2008第411条规定：

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；

3）影响正常使用的振动；

4）影响正常使用的其他特定状态

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，按照相关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。

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