第3章 极限状态设计法
第三章按近似概率理论的极限状态设计法
第三章按近似概率理论的极限状态设计法极限状态设计法（Limit State Design Method）是一种基于概率理论的结构设计方法，旨在保证结构在使用阶段的可靠性。
在设计过程中，结构的发生概率符合其中一可接受的安全水平，同时考虑了结构在使用过程中的变化和不确定性。
极限状态设计法主要分为两个步骤：极限状态的定义和确定极限状态的荷载。
极限状态的定义包括强度极限状态和服务性能极限状态，强度极限状态是指结构未来可能达到或超过强度限制的状态，而服务性能极限状态是指结构在其中表现出不满意性能的状态。
在极限状态设计法中，荷载的确定是关键步骤之一、常见的荷载包括自重、活荷载、风荷载、地震荷载等。
这些荷载在设计过程中要根据实际情况合理确定，并形成统计分布。
统计分布可以通过概率密度函数、累积分布函数等来描述不同荷载的变化范围和频率。
根据安全要求，需要确定合适的荷载组合，并利用极限状态函数来确定结构达到极限状态的概率。
极限状态设计法的核心是确定结构可靠性指标。
可靠性指标是描述结构达到极限状态的概率大小的参数。
常用的可靠性指标有可靠性指数（Reliability Index）和失效概率（Failure Probability）。
可靠性指数是在给定的设计条件下，结构达到极限状态的概率与结构所能承受的荷载的比值。
失效概率是指结构达到极限状态的概率。
对于极限状态设计法，可靠性指标的选择直接影响到结构的安全性和经济性。
一般来说，可靠性指标越小，结构的安全性越高，但结构的成本也就越高。
因此，要根据具体的工程要求和条件来选择合适的可靠性指标。
极限状态设计法的优点是可以综合考虑结构的不确定性和变化性，使得结构设计更加科学合理。
同时，由于采用了概率理论，可以更加准确地评估结构的可靠性，使得结构在使用过程中更加安全可靠。
然而，极限状态设计法也存在一些不足之处，如难以确定结构的可靠性指标、灵活性较差等。
总之，极限状态设计法是一种基于概率理论的结构设计方法，通过确定荷载的统计分布和可靠性指标，综合考虑结构的不确定性和变化性，使得结构在使用阶段的可靠性得到保证。
极限状态设计表达式
qi ——可变荷载 Qik 的准永久值系数，按规范选用
8
2 正常使用极限状态设计表达式
正常使用极限状态验算规定:
对结构构件进行抗裂验算时，应按荷载效应
标准组合和准永久组合进行计算，其计算值
不应超过规范规定的相应限值。
结构构件的裂缝宽度按荷载效应标准组合并
考虑长期作用影响进行计算，构件的最大裂
缝宽度不应超过规范规定的最大裂缝宽度限
按荷载效应的标准组合、频遇组合、准永久组合
或标准组合并考虑长期作用影响，采用下列极限状态
设计表达式：
n
标准组
Sk SGk SQ1k ciSQik
合：
i2
n
频遇组合： Sf SGk S f1 Q1k qiSQik
i2
n
准永久组合：Sq SGk qiSQik i 1
f 1 ——可变荷载 Q1k 的频遇值系数，按规范选用
i 1
偶然组合：荷载效应组合的设计值宜按下列规定确定：
偶然荷载的代表值不乘分项系数；
与偶然荷载同时出现的其他荷载可根据观测资料
和工程经验采用适当的代表值。
3
1 承载能力极限状态设计表达式
n
可变荷载效应控制组合 S GSGk S Q1 Q1k Qi ciSQik i2
G ——永久荷载分项系数，对结构不利时取1.2，有利时取1.0 Q1 Qi ——可变荷载分项系数,一般取1.4,当活荷载 4kN / m2 , 取1.3
第 三 章 结构设计基本原理 主要内容：结构可靠度及结构设计方法
荷载和材料强度的取值 概率极限状态设计法 极限状态设计表达式 容许应力法设计法
重点：结构可靠度及结构设计方法
荷载和材料强度的取值 概率极限状态设计法及允许应力设计法
《极限状态设计法 》课件
极限状态设计法具有概率论和数理统 计的理论基础，能够较为准确地评估 结构的可靠性和安全性。该方法考虑 了各种不确定因素的影响，能够为结 构设计提供更为可靠的设计依据。此 外，极限状态设计法还具有简单易行 、可操作性强等优点，方便工程技术 人员进行应用。
不足
尽管极限状态设计法具有许多优点， 但在实际应用中仍存在一些不足之处 。例如，该方法对数据的依赖性较强 ，需要大量可靠的数据作为支撑。同 时，该方法对结构材料的非线性行为 和复杂结构的分析仍存在一定的局限 性。因此，在应用极限状态设计法时 ，需要充分考虑其适用范围和限制条 件。
害的防护设计尤为重要。
可靠度分析方法
可靠度分析方法是一种基于概率的设 计方法，通过考虑结构性能的随机性 和不确定性来评估结构的可靠度。
可靠度分析方法能够综合考虑各种不 确定因素对结构性能的影响，为结构 的安全性和可靠性评估提供科学依据 。
可靠度分析方法需要建立结构性能的 概率模型，通过统计和概率方法计算 结构的可靠指标和失效概率。
建筑施工工艺的优化
根据极限状态设计法，优化建筑施工工艺，提高 施工质量和效率，确保建筑结构的安全性和稳定 性。
水利工程中的应用
水工结构的极限状态设计
01
根据水利工程的使用要求和载荷情况，对水工结构进行极限状
态设计，确保水利工程在使用过程中的安全性和稳定性。
水工材料的选用
02
根据极限状态设计法的要求，选择合适的水工材料，如混凝土
特点
考虑了结构的不确定性因素，通 过概率计算来评估结构的可靠性 和安全性，提高了设计的安全性 和经济性。
极限状态设计法的应用范围
01
02
03
建筑结构
高层建筑、大跨度结构、 桥梁等。
土木建筑第三章极限状态设计
3.1.4 结构上的作用F、作用效应S、结构抗力R
结构上的作用——施加在结构上的集中力或分布力（直接作用，也称为荷载）和引起结构外加变形或约束变形的原因（间接作用）。 作用效应——由于直接作用或间接作用作用于结构构件上，在结构内产生的内力和变形(如轴力、弯矩、剪力、扭矩、挠度、转角和裂缝等)。 结构抗力——结构或结构构件承受内力和变形的能力(如构件的承载能力、刚度等)。 结构上的作用、作用效应、结构抗力均是随机变量
3.1.2 结构可靠度和安全等级
结构可靠性是指结构在规定的时间内(即设计使用年限)，在规定的条件下(结构正常的设计、施工、使用和维修条件)，完成预定功能(如承载力、刚度、稳定性、抗裂性、耐久性和动力性能等)的能力。 结构可靠度是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率，即结构可靠度是结构可靠性的概率度量。
3.3.1 可靠度、失效概率、可靠指标 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定的功能的概率，称为结构可靠度。用Ps表示。 结构不能完成预定功能，即Z＜0或R＜S的概率即为失效概率。用Pf表示。 Ps +Pf =1
第03章-极限状态设计法1
第三章 按近似概率理论的极限状态设计法
2、破损阶段设计法
存在的问题： （1）、安全系数凭经验确定； （2）、没有考虑结构功能的多样性。 3、极限状态设计法
Mu M K
存在问题 对结构可靠度缺乏明确的科学定义，系数仍凭经验确定。 4、以概率理论为基础的极限状态设计法
fck f sk M ( kqi qik ) M u ( , , As , b, h0 ...) kc k s
• 可以看出β 大，则失效概率小。β 和Pf一样可作 为衡量结构可靠度的一个指标，称为可靠指标。 β 与Pf之间有一一对应关系。 • 表3-2
17
第三章 按近似概率理论的极限状态设计法
注意：应用上式计算β的前提是：
（1）随机变量(例如，结构抗力和荷载效应等)应服 从正态分布， （2）极限状态方程是线性的。 • 结构按承载能力极限状态设计时，应对不同情况 下的目标可靠指标β 值作出规定。 • 结构和结构构件的破坏类型分为 延性破坏 有明显的预兆，β 可稍低 脆性破坏 破坏前没有明显的预兆，β 高一些 表3-3
3
§3-1 极 限 状 态
第三章 按近似概率理论的极限状态设计法
◆ 结构的可靠性 reliability 可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称。
指结构在规定的使用期限内（设计工作寿命=50年），在规定的条件下 （正常设计、正常施工、正常使用和维护），完成预定结构功能的能力。
结构可靠性越高，建设造价投资越大。 如何在结构可靠与经济之间取得均衡，就是设计方法要解决的问题。
2
§3-1 极 限 状 态
第三章 按近似概率理论的极限状态设计法
二、结构的功能 Functions of Structure 安全性 Safety 如 M≤M0年），应能承受在正常设计、 正常施工、正常使用情况下可能出现的各种作用；在偶然事件（如地震、 爆炸）发生时和发生后，结构应能保持整体稳定性，不应发生倒塌或连 续破坏而造成生命财产的严重损失。
第三章按近似概率论理论的极限状态设计法_基本设计原则
第三章按近似概率论理论的极限状态设计法_基本设计原则按近似概率论理论的极限状态设计法是结构设计中的一种常见方法，主要用于抗震设计。
其基本设计原则主要包括以下几点：1.安全性原则：结构设计的首要原则是保证结构的安全性。
根据近似概率论理论的极限状态设计法，要求结构在地震作用下的破坏概率应控制在可接受的范围内。
设计师需要根据地震参数、地质条件和结构性质等因素，进行适当的安全系数设计。
2.极限状态原则：按近似概率论理论的极限状态设计法将结构在地震作用下的破坏分为弹性极限状态和破坏极限状态。
弹性极限状态指结构在地震作用下仍然能够保持轴力、弯矩和剪力等内力在允许范围内的状态；破坏极限状态指结构在地震作用下无法再保持正常使用功能的状态。
设计要求结构在地震作用下达到弹性极限状态，但不超过破坏极限状态。
3.性能目标原则：根据近似概率论理论的极限状态设计法，设计应明确结构的性能目标。
性能目标可以根据结构的重要性和使用要求等因素进行确定，一般包括易修复性、可用性、避免不可修复的损失等方面。
根据性能目标，设计师需要根据相应的性能等级，确定结构的设计参数。
4.破坏概率控制原则：按近似概率论理论的极限状态设计法要求结构在地震作用下的破坏概率控制在可接受的范围内。
破坏概率的计算需要考虑地震参数、结构性能、结构重要性和设计性能目标等因素。
设计师需要根据这些因素，进行统计分析和可靠度计算，从而确定结构的合理设计参数，以控制破坏概率。
5.经济性原则：按近似概率论理论的极限状态设计法要求在保证结构安全的前提下，尽量减少结构成本，提高经济性。
设计师需要综合考虑结构的安全性、使用寿命、材料成本、施工成本等因素，进行合理的设计参数选择。
通过经济性分析，确定最佳的设计方案。
6.可行性原则：结构设计时需要考虑实施的可行性。
设计师需要综合考虑技术条件、材料供应、施工技术和成本等因素，确定能够实施的设计方案。
在设计过程中，应注重结构的可施工性和可操作性，确保设计方案的可行性。
极限状态设计法简介
极限状态设计法简介顾迪民一, 定义①极限状态设计法以相应于结构和构件各种功能要求的极限状态，如承载能力的极限状态和正常使用的极限状态等为依据的设计方法。
结构和构件应满足这些极限状态的限制。
② 许用应力设计法在规定的使用载荷（标准值）作用下，按线性弹性理论算得的结构或构件中的应力（计算应力）应不大于规范规定的材料许用应力。
材料的许用应力由材料的平均极限抗力（屈服点、临界应力和疲劳强度）除以安全系数而得，安全系数可由经验确定。
③ 概率设计法以概率理论为基础确定的结构或构件的失效概率)P (f 或可靠概率)1P P )(P (f s s =+来定量地度量结构或构件的可靠性。
用此法设计的各类结构或构件具有大体相同的可靠度。
④ 概率极限状态设计法在概率设计法基础上，进一步建立结构可靠性指标与极限状态方程之间的数学关系。
在设计表达式中采用载荷分项系数，这些分项系数也是根据各载荷变量的统计特征在概率分析的基础上经优选确定的。
载荷分项系数的确定有三种水平:其一为部分系数由概率分析确定,部分系数用经验确定,也称半概率极限状态设计法;其二为所有系数均由概率分析确定,但其概率分布曲线一列用正态分布曲线代替,故称近似概率极限状态设计法;其三为全概率极限状态设计法,是发展趋向.二, 近似概率极限状态设计法1, 极限状态承载能力极限状态------静强度,动力强度和稳定等计算.正常使用极限状态------静,动变形(刚性)和耐久性(疲劳)的计算.2, 结构可靠度包括结构安全性,适用性和耐久性.其定义为:在规定时间(寿命)内,规定条件下,完成预定功能的概率. 3, 极限状态方程0),,(321=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅=n X X X X g Z式中Xi 是影响结构可靠度的变量。
在结构设计中可归纳为二个基本变量R （抗力）和S （载荷效应—内力）。
0),(=-==S R S R g ZR = S ，极限状态；R < S , 失效；R > S ，有效（可靠）。
第三章极限状态设计法介绍
上述各种作用作用在结构或结构构件上，由此在结构内产生的内力和 变形（如轴力、剪力、弯矩以及挠度、转角和裂缝等）称为作用效应。
3.1 极限状态
第3章按近似概率理论的极限状态设计法
3.1.2 结构抗力(resistance)
结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应（即内力和变形）的 能力。
3.1极限状态
第3章按近似概率理论的极限状态设计法
2 设计使用年限(design working life)和设计基准期 （design reference period)
设计使用年限是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其 预定目的使用的时期，即结构在规定的条件下所应达到的使用年限。
设计使用年限的概念不同于实际寿命、耐久年限或设计基准期。《建 筑结构可靠度设计统一标准》规定了各类建筑结构的设计使用年限。
3.1.4 结构功能的极限状态(limit state)
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。极限状态实质上是区分结构 可靠与失效的界限。
极限状态分为两类： 承载能力极限状态 —— 安全性 正常使用极限状态 —— 适用性、耐久性 通常对结构构件先按承载能力极限状态进行承载能力计算，然后根据使 用要求按正常使用极限状态进行变形、裂缝宽度或抗裂等验算。
—— 功能函数
Z g(X1, X2,L , Xn ) 0
—— 极限状态方程
当功能函数中仅包括作用效应 R 和结构抗力S 两个基本变量时，可得
Z g(R, S) R S
当 Z 0 时，结构处于可靠状态
当 Z 0 时，结构处于失效状态
当 Z 0 时，结构处于极限状态
第三章 按近似概率论理论的极限状态设计法_实用设计表达式
n
…3－27
式中，f1 ––– 为可变荷载的频遇值系数。
第 三 章
第三章 结构设计方法
• 荷载的准永久组合 Sl：
Sl SGk qi SQik
i 1 n
…3－26a
式中，qi ––– 第i个可变荷载的准永久值系数
可变荷载的准永久值 qi 可变荷载标准值
具体计算见 [例3-1] P44
解：基本效应组合(可变荷载控制)
1 S ( M ) ( G g k Q qk )l 2 8 1 (1.2 3 1.4 6) 62 54kN m 8
第 三 章
第三章 结构设计方法
基本效应组合(永久荷载控制)
1 S ( M ) ( G g k Q qk )l 2 8
fs ––– 钢材强度设计值。
是由钢材强度的标准值fsk除以材料分项
系数(s >1.0)求得。
fsk是由数理统计且具有95%保证率的材料 强度。
• 结构构件的抗力应根据截面的受力状态不同 用相应的计算模型确定。
第 三 章
第三章 结构设计方法
返回
3.3.3 正常使用极限状态设计表达式
1.荷载效应组合的代表值 • 结构或构件超过正常使用极限状态时所造成
第 三 章
第三章 结构设计方法
2.多个荷载时，应考虑内力组合设计值 （1）基本组合：（按承载能力极限状态设计时） 对由可变荷载效应控制的组合，按下式计算
S G cG Gk Q1cQ1Q1k Qi cQi ci Qik γ
i 2
n
…3－24
对由永久荷载效应控制的组合，按下式计算
ci ––– 第i个可变荷载的组合系数
极限状态设计方法
根据不同要求，采用荷载的标准组合、频遇组合、或 准永久组合
n
标准组合： 标准组合： S = SGk + SQ1k + ∑ ϕ ci SQik
i =2
准永久组合: 准永久组合: 频遇组合： 频遇组合：
S = SGk + ∑ ϕ qi S Qik
i =1
n
S = SGk + ϕ f 1S Q1k + ∑ ϕ qi SQik
正常使用极限状态设计方法
设计方法：
S ≤C
C ——结构构件达到正常使用要求所规定的变形、裂使用极限状态的荷载效应组合值。
由于超出正常使用极限状态的后果不像超出承载力 极限状态造成的后果严重，《规范》规定：在计算 中采用材料强度的标准值和荷载的标准值，结构的 重要性系数也不予考虑。
极限状态的定义：
是结构或其构件能够满足前述某一功能要求 的临界状态。超过这一界限，结构或其构件就不 能满足设计规定的该项功能要求而进入失效状态。
极限状态的分类：
承载能力极限状态 正常使用极限状态
(承)：刚体失去平衡，材料强度不 极限状态的 表现形式： 足，结构转变为机构，失稳
(正)：过大的变形，影响正常使用 ( ) 或耐久性能的局部损坏，过 大的振动 设计过程中： 所有结构构件均按承载力极限状态进行计算，
３、可靠度极限状态
结构的可靠度 指结构在规定时间内，规定条件下完成预定功能的概 率，是结构可靠性的概率度量。
Z = g ( R, S ) = R − S
结构处于可靠 可靠状态 当 Z > 0 时， 结构处于可靠状态 失效状态 结构处于失效 当 Z < 0 时， 结构处于失效状态 结构处于极限 极限状态 结构处于极限状态 当 Z = 0 时，
第三章极限状态设计法介绍
第三章极限状态设计法介绍在软件开发中，界限状态设计法（Bounded Context Design）是一种通过将程序拆分成多个有界上下文（Bounded Context）、通过实现清晰的约定和接口协作的方法，来解决大型软件系统复杂性问题的一种设计方法。
界限状态设计法在领域驱动设计（Domain-Driven Design）中首次提出，并在实践中得到广泛应用。
一、界限状态设计法的核心概念1. 有界上下文（Bounded Context）：指的是系统中领域内的一个边界，用来划分不同领域的职责和关注点。
每个有界上下文都有自己的业务规则、模型和语言，并且与其他有界上下文之间保持松耦合的关系。
2. 上下文映射（Context Mapping）：用来管理不同上下文之间的协作关系，并定义它们之间的接口和交互规范。
3. 共享内核（Shared Kernel）：在不同的有界上下文之间可能会存在一些共享的模型和规则，这些共享的部分被称为共享内核，可以被多个上下文共享和使用。
4. 限界上下文（Bounded Context）间的集成方式：界限状态设计法提供了多种不同的上下文集成方式，如共享内核、防腐层（Anticorruption Layer）、开发者协作和开放主机服务（Open Host Service）等。
二、界限状态设计法的优势1.解决复杂性问题：通过将系统划分成多个有界上下文，每个上下文关注自己领域内的业务功能和规则，使得系统整体变得更加简单、可维护和可扩展。
2.提高开发效率：由于每个上下文都具有清晰的边界和职责，通过团队的合作和分工，可以并行开发各个上下文，从而提高开发效率。
3.支持团队协作：通过上下文映射和定义接口规范，不同团队之间可以明确各自的职责和协作关系，避免了因为接口变更引起的冲突和耦合问题。
4.可扩展性和灵活性：由于每个上下文都是相对独立的，可以根据业务需求进行扩展或者改变上下文之间的交互方式，而不会对整个系统产生影响。
极限状态设计法
我国 1.20 1.0(G 有利时) 1.40 1.30(q≥4kN/m2) 1.35
按荷载的准永久组合时：
n
S SGK qi SQiK i 1
qi
－为可变荷载的准永久值系数。
3.3.4 按极限状态设计时材料强度和荷载的取值
1、钢材的抗拉强度标准值fyk 热轧钢筋抗拉强度标准值用fyk表示。《规范》取国家冶金局标准 规定的废品限制作为钢筋强度的标准值，相当于满足保证率为 97.73%，即平均值减去二倍的标准差。
结构按承载能力极限状态设计时，要保证其完成预定功能的概 率不低于某一允许水平而要求设计所达到的可靠指标，称为目 标可靠指标[β] 。
由于结构延性破坏和脆性破坏的性质不同，前者有明显预兆，
可及时采取补救措施，目标可靠指标可定的稍低一些；后者为
突发性破坏，破坏前无明显预兆，目标可靠指标应定的高一
些。 结构构件承载力极限状态的目标可靠指标[β]
Mu
f y As
h0
(1 k2 )
f y As
k1
fc
b
a.材料强度 fy 和 fc 的离散 b.截面尺寸h0和 b 的施工误差 c. 参数 k1 和 k2的误差
虽然设计 保证
M Mu
不一定安全（可靠）!
3.2.1 结构的可靠度
安全系数法的缺点： 没有定量的考虑抗力和荷载效应的随机性，而是靠经验或工
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。
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的分 界，称为极限状态，是结构开始失效的标志。
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3. 荷载的分类
按作用时间的长短和性质，荷载可分为三类： 1)永久荷载 在结构设计使用期间，其值不随时间而 变化，或其变化与平均值相比可以忽略不计，或其变化是 单调的并能趋于限值的荷载。例如，结构的自身重力、土 压力、预应力等荷载，永久荷载又称恒荷载。 2)可变荷载 在结构设计使用期内其值随时间而变化， 其变化与平均值相比不可忽略的荷载。例如，楼面活荷载、 吊车荷载、风荷载、雪荷载等，可变荷载又称活荷载。 3)偶然荷载 在结构设计使用期内不一定出现，一旦 出现，其值很大且持续时间很短的荷载。例如，爆炸力、 撞击力等。
是变形或裂缝宽度等。 x 1 ， x 2 ， … ， x n 为影响该结构
功能的各种荷载效应以及材料强度、构件的几何尺寸等。
§3.2 按近似概率的极限状态设计法
3.2.1 结 构 的 可 靠 度
结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功 能的能力称为结构的可靠性（规定时间是指结构的设计使
用年限，规定条件，是指正常设计、正常施工、正常使用
设计的结构和结构构件在规定的设计使用年限内， 在正常维护条件下，应能保持其使用功能，而不需进行 大修加固。应该满足的功能要求可概括为： (1)安全性 建筑结构应能承受正常施工和正常使 用时可能出现的各种荷载和变形，在偶然事件（如地震、
爆炸等）发生时和发生后保持必需的整体稳定性，不致
发生倒塌。
3. 建筑结构的功能要求
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的分界，称
为极限状态，是结构开始失效的标志。极限状态可分为 二类。 1.承载能力极限状态 结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续
承载的变形状态，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。
图3-1 极限状态方程取值示意图
3. 功能函数
结构设计中经常考虑的不仅是结构的承载能力，多
数场合还需要考虑结构对变形或开裂等的抵抗能力，也
就是说要考虑结构的适用性和耐久性的要求。由此，上 述的极限状态方程可推广为
Z = g(x1，x2，…，xn)
（3-2）
式中，g(…)是函数记号，在这里称为功能函数。g(…) 由所研究的结构功能而定，可以是承载能力，也可以
能力极限状态函数可表示为
Z=R–S 式中 （3-1） S — 表示荷载效应，它代表由各种荷载分别产生 R — 表示结构构件抗力。 2. 结构状态 根据S、R的取值不同，Z值可能出现三种情况（图 3-1）：
的荷载效应的总和；
3.1.4 极限状态方程
Z = R-S ＞0 时, 结构处于可靠状态； Z = R-S ＝0 时, 结构处于极限状态； Z = R-S ＜0 时, 结构处于失效状态。
和维护的条件，不包括非正常的，例如人为的错误等）。 结构的可靠度是结构可靠性的概率度量，即结构在设 计工作寿命内，在正常条件下，完成预定功能的概率。因 此，结构的可靠度是用可靠概率Ps来描述的。
3.2.2 可靠指标与失效概率
1. 结构的失效概率
分为三个安全等级：
一级——破坏后果很严重、重要的建筑物； 二级——破坏后果严重、一般的建筑物； 三级——破坏后果不严重、次要建筑物。 对人员比较集中使用频繁的影剧院、体育馆等，安 全等级宜按一级设计；建筑物中梁、柱等各类构件的安 全等级一般应与整个建筑物的安全等级相同。
2. 结构的设计使用年限
结构的设计使用年限，是指设计的结构或结构构件不
需进行大修即可按其预定目的使用的时期。一般建筑结
构的设计使用年限可为50年。各类工程结构的设计使用 年限是不应统一的。例如，桥梁应比房屋的设计使用年
限长，大坝的设计使用年限更长。
注意：结构的设计使用年限虽与其使用寿命有联系， 但不等同。超过设计使用年限的结构并不是不能使用，
而是指它的可靠度降低了。
3. 建筑结构的功能要求
4. 荷载的标准值
具有一定概率（一般为95%）的最大荷载值称为 荷载标准值。荷载标准值是荷载的基本代表值。对于 结构自重可以根据结构的设计尺寸和材料的重力密度 确定；可变荷载标准值由设计使用年限内最大荷载概 率分布的某个分位值确定。
3.1.2 结构的功能要求
1.结构的安全等级 我国根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否，
状态，结构或构件就不能保证适用性和耐久性的功能要 求。
例如：结构或构件出现影响正常使用的过大变形、
过宽裂缝、局部损坏和振动。 结构或构件按承载能力极限状态进行计算后，还应 该按正常使用极限状态进行验算。
3.1.4 极限状态方程
1. 承载能力极限状态函数 结构的极限状态可以用极限状态函数来表达。承载
(2)适用性 结构在正常使用过程中应具有良好的
工作性。例如，不产生影响使用的过大变形或振幅，
不发生足以让使用者不安的过宽的裂缝等。
(3)耐久性 结构在正常维护条件下应有足够的耐 久性，完好使用到设计规定的年限，即设计使用年限。 例如，混凝土不发生严重风化、腐蚀、脱落，钢筋不 发生锈蚀等。
3.1.3 结构功能的极限状态
§3.1 极限状态
3.1.1 结构上的作用、作用效应和结构抗力 1.结构上的作用 使结构产生内力或变形的原因称为“作用”，分直接 作用和间接作用两种。 (1)直接作用：荷载 (2)间接作用：混凝土的收缩、温度变化、基础的差异 沉降、地震等。间接作用不仅与外界因素有关，还与结构 本身的特性有关。例如，地震对结构物的作用，不仅与地 震加速度有关，还与结构自身的动力特性有关，所以不能 把地震作用称为“地震荷载”。 2.作用效应S 结构上的作用使结构产生的内力（如弯矩、剪力、轴 向力、扭矩等）、变形、裂缝等统称为作用效应或荷载效 应。荷载与荷载效应之间通常按某种关系相联系。
3.1.3 结构功能的极限状态
出现下列情形之一，超过了承载能力极限状态： (1)材料强度不够而破坏； (2)因疲劳而破坏； (3)产生过大的塑性变形而不能继续承载；
(4)结构或构件丧失稳定；
(5)结构转变为机动体系。
2. 正常使用极限状态
结构或构件达到正常使用或耐久性能源自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