建筑结构概率极限状态设计法
容许应力法和概率(极限状态)设计法在钢结构设计中的应用
容许应力法和概率（极限状态）设计法在钢结构设计中的应用内容提要本文简要介绍了容许应力法、破坏阶段法、极限状态法、概率（极限状态）设计法四个结构设计理论，并且列出了我们经常用的容许应力法和概率（极限状态）设计法的实用表达式和参数选用，通过对上述两种方法参数的比较，总结出我们在工程施工中临时结构设计的实用办法和注意事项，以期望达到提高广大现场施工技术人员的设计水平的目的。
1、前言我们在钢结构设计中经常用到容许应力法和概率（极限状态）设计法，有些没有经验的技术人员在设计计算中经常将二者混淆，因此有必要将两种设计计算方法进行介绍和比较，供广大技术人员参考。
2、四种结构设计理论简述2.1、容许应力法容许应力法将材料视为理想弹性体，用线弹性理论方法，算出结构在标准荷载下的应力，要求任一点的应力，不超过材料的容许应力。
材料的容许应力，是由材料的屈服强度，或极限强度除以安全系数而得。
容许应力法的特点是：简洁实用，K值逐步减小；对具有塑性性质的材料，无法考虑其塑性阶段继续承载的能力，设计偏于保守；用K使构件强度有一定的安全储备，但K的取值是经验性的，且对不同材料，K值大并不一定说明安全度就高；单一K可能还包含了对其它因素（如荷载）的考虑，但其形式不便于对不同的情况分别处理（如恒载、活载）。
2.2、破坏阶段法设计原则是：结构构件达到破坏阶段时的设计承载力不低于标准荷载产生的构件内力乘以安全系数K。
破坏阶段法的特点是：以截面内力（而不是应力）为考察对象，考虑了材料的塑性性质及其极限强度；内力计算多数仍采用线弹性方法，少数采用弹性方法；仍采用单一的、经验的安全系数。
2.3、极限状态法极限状态法中将单一的安全系数转化成多个（一般为3个）系数，分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定性影响，还在设计参数的取值上引入概率和统计数学的方法（半概率方法）。
极限状态法的特点是：在可靠度问题的处理上有质的变化。
这表现在用多系数取代单一系数，从而避免了单一系数笼统含混的缺点。
第三章-按近似概率理论的极限状态设计法
第3章 按近似概率理论的极限状态设计法知识点1．建筑结构的功能要求，结构的极限状态和概率极限状态设计方法；2．结构可靠度、失效概率和可靠指标；3．承载能力和正常使用两种极限状态及实用设计表达式；4．作用和作用效应，结构重要性系数，荷载和材料的分项系数，荷载组合；5．荷载分类及其标准值，钢筋和混凝土的强度标准值和设计值。
要点1．结构的可靠性：结构的可靠性是：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。
2．结构上的作用：凡施加在结构上的集中或分布荷载，以及引起结构外加变形或约束变形的原因，均称为结构上的作用。
3．结构上的可变荷载：在结构使用期间，其值随时间而变化，且其变化与平均值相比不可以忽略不计的荷载称为可变荷载。
4．结构上的永久荷载：在结构使用期间，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称为永久荷载。
5．建筑结构的安全性要求：能承受正常使用和施工产生的荷载和变形；在偶然事件发生时及发生后能保持整体稳定。
6．“作用”：通常是指使结构产生内力和变形的原因，分为直接作用和间接作用 。
7．正常使用极限状态的设计表达式，按不同的设计目的，分别考虑荷载的哪些组合。
正常使用极限状态的设计表达式，按不同的设计目的，分别考虑荷载的标准组合、荷载的准永久组合和荷载的频遇组合。
8．作用在结构上的荷载，按作用时间的长短如何分类。
作用在结构上的荷载，按作用时间的长短和性质，可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载。
9．写出功能函数的表达式，回答功能函数Z>0，Z<0，Z=0时结构所处的状态。
0),,(21==n x x x g Z 。
Z>0结构处于可靠状态；Z=0结构处于极限状态；Z<0结构处于失效状态。
10．可靠度：可靠度是指结构在规定的时间内和规定的条件下，完成预定功能的概率。
一般用失效概论（f P ）和可靠可标（β）来度量。
在承载能力极限状态设计表达式中，可靠度体现在o γ、G γ、o γ、C γ、S γ中。
关于建筑结构抗震概念设计(概率极限状态设计法)
值； 现行的《 建筑结构 可靠度 设计 统一 标准 》 采用 以概 率 则 理论为基础的结构极 限状态 设计准则 ， 以使建筑结构 的设 计
计 算方法 ， 对于 ６ 以上 的建 筑 ， ０ｍ 则要 求采 用 时程分 析方 法。可见 ， 日本要求进行第二 阶段抗震计算 的建筑范 围比我 国规范大 ， 而且有相应 的配套 的实用计算 方法 ， 便于设计 人 员具体应用 。因此 ， 建议进一步开展建筑结构抗地震 倒塌设 计方法研究 ， 完善我 国规 范第二 阶段设 计方法 的具体规定 ，
．
法里 ， 出现频率稀 少的大规模积雪及暴风进行安全性直 接 对 探讨 的同时 ， 又考虑 地震 发生时 因建筑物的变形而引起构造 特性的变化 ， 来计算必需 的耐力 ， 而确认建筑物的安全性。 从 概率（ 限状态 ） 极 设计 法 的特 点是 ： 继承 了极 限状态设 计 的
概念和方法 ， 但进一 步明确提出 了结构 的功能函数和极 限状 态方程式 ， 及一套计算 可靠指标和推导分项系数的理论 和方
法 ， 出结构在标 准荷 载下的应力 ， 算 要求任 一点 的应力 ， 不超 过材料的容许应力 ； 破坏阶段 法设 计原则是结构构件达到破 坏阶段时的设计承载力 不低 于标准荷 载产生 的构件 内力乘
以安全系数 ； 限状态 法 中将单 一 的安全 系数 转 化成 多个 极 （ 一般为 ３个 ） 系数 ， 分别用于考 虑荷载 、 荷载 组合和材料 等
金 顺 浩
（ 北林业大学监理部 ） 东
摘
要 ： 国结构计算 理论经历 了容许应力 法、 我 破坏 阶段 法 、 限状 态法 、 极 概率 （ 限状 态 ） 计法 四个结构 极 设
设计理论 ， 目前普遍采用 的是概 率极限状 态理论。 到
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）。
极限状态设计方法
1.2 正常使用极限状态计算
3. 荷载准永久组合的效应设计值计算
荷载准永久组合的效应设计值应按式（1-12）进行计算 （组合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况）。
（1-12）
准永久组合是采用设计基准期内持久作用的准永久值进 行组合而确定的。它是考虑可变荷载的长期作用并具有独立性 的一种组合形式。但《混凝土结构设计规范（2015年版）》 （GB 50010—2010）中对结构抗力（裂缝、变形）的试验研 究结果多数是在荷载短期作用的情况下取得的，因此仅将荷载 准永久组合值作为荷载长期作用会降低结构抗力（刚度）的影 响因素之一来取用。
1.2 正常使用极限状态计算
1. 荷载标准组合的效应设计值计算
荷载标准组合的效应设计值S应按式（1-10）进行计算（组 合中的设计值仅适用于荷载与荷载效应为线性的情况）。
（1-10） 标准组合是在设计基准期内根据正常使用条件可能出现最大 可变荷载时的荷载标准值进行组合而确定的，在一般情况下均采 用这种组合值进行正常使用极限状态的验算。
S≤C
（1-9）
式中，C为结构或结构构件达到正常使用要求的规定限值，如变形 、裂缝、振幅、加速度、应力等的限值，应按各有关建筑结构设 计规范的规定采用。
正常使用情况下,荷载效应和结构抗力的变异性已经在确定荷 载标准值与结构抗力标准值时进行了一定程度的处理，并具有一 定的安全储备。考虑到正常使用极限状态设计属于校核验算性质 ，所要求的安全储备可以略低一些，所以可采用荷载效应及结构 抗力标准值进行计算。
1.2 正常使用极限状态计算
当结构振动涉及人的舒适性，影响非结构构件的性 能和设备的使用功能时，应采用荷载频遇组合进行极限 状态的验算。在《建筑结构荷载规范》（GB 50009— 2012）中首次提出了频遇组合的计算条文，但由于当前 所给出的频遇组合值系数和对结构构件达到正常使用要 求的相应规定限值尚不够完善，因而也没有明确规定其 具体应用场合，当有成熟经验时，可以采用这种组合进 行极限状态的验算。
概率极限状态设计法
优化设计
通过概率分析和计算，可以更加 精确地确定结构的优化设计方案， 提高结构性能和经济效益。
局限性
计算量大
概率极限状态设计法需要进行大量的概率分 析和计算，对计算资源和计算能力要求较高 ，增加了设计成本和时间。
数据要求高
该方法需要大量的数据支持，包括材料性能、载荷 、环境条件等数据，数据获取和处理难度较大。
确定载荷和载荷组合
载荷
分析结构所承受的外部载荷，如重力 、风载、地震等，以及内部载荷，如 压力、温度等。
载荷组合
根据工程实际情况，确定载荷的组合 方式，如同时作用、顺序作用等，以 考虑各种载荷对结构的影响。
确定结构极限状态
极限状态
定义结构的极限状态，如承载能力、稳定性、疲劳寿命等，以确定结构的失效准则。
应用范围有限
概率极限状态设计法主要适用于大型复杂结 构的可靠性设计和优化，对于小型简单结构 可能并不适用。
未来发展方向
智能化发展
未来可以通过引入人工智能和机器学习技术，提高概率极限状态 设计法的智能化水平，简化设计过程，提高设计效率。
多学科交叉融合
未来可以将概率极限状态设计法与其他学科领域进行交叉融合，如 结构健康监测、新材料等，拓展其应用范围和领域。
建筑结构优化设计
通过概率极限状态设计法，可以对建筑结构进行优化设计，提高建筑的性能和效率，降低 建筑的建设成本和维护成本。
建筑结构耐久性评估
利用概率极限状态设计法可以对建筑结构的耐久性进行评估，预测建筑在使用过程中的性 能变化和损伤程度，提前采取措施进行维修和加固。
机械工程中的应用
机械零部件的可靠性评估
未来展望
随着科技的不断发展，概率极限状态设计法将进一步发展， 考虑更多的不确定性因素和复杂环境条件，提高结构或系 统的可靠性和安全性。
1-混凝土结构按近似概率的极限状态设计法
结构上的作用使结构或构件产生内力（如弯矩、剪力、轴 向力、扭矩等）、变形、裂缝等作用称为作用效应或荷载效 应，用 S 表示。
不论恒荷载或活荷载，其数值都不是定值，有的变异大些，有的变异小些。
1.2 结构的可靠度与可靠指标
厚德 笃学 铸能 思 源
1.2.2 结构的可靠度 二. 结构抗力R抗力的随机性
2.在正常使用时具有良好的工作性能；
适用性
如不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、振动（频率、振幅）， 或产生让使用者感到不安的过大的裂缝宽度。
3.在正常维护下具有足够的耐久性能；
耐久性
在各种因素的影响下（混凝土碳化、钢筋锈蚀），结构的承载力和刚度不应 随时间有过大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安全性和适用性， 降低使用寿命。
1.3 砼结构按近似概率的极限状态实用设计表达式
厚德 笃学 铸能 思 载的分项系数
G -- 永久荷载分项系数
当永久荷载效应对结构不利时 对由可变荷载效应控制的组合一般取1.2；
对由永久荷载效应控制的组合一般取1.35；
当永久荷载效应对结构有利时 一般取1.0； 对结构的倾覆，滑移或漂浮验算，应取0.9。
注意：区别建筑物的设计使用年限与建筑物的使用寿命。
1.1 混凝土结构的极限状态
厚德 笃学 铸能 思 源
1.1.3 建筑结构的安全等级
根据建筑结构破坏可能产生的后果的严重性，即危机 人的生命、造成经济损失、产生社会影响等的严重程度， 建筑结构可划分为三个安全等级。
安全等级 一级
破坏后的影响程度 很严重
识记
极限状态：①结构的功能要求；②结构的可靠性；③ 设计使用年限；④混凝土结构的两类极限状态。 概率论：①随机现象、随机变量、随机事件；②频率 和概率；③频率直方图；④平均值、标准差、变异系数； ⑤概率密度函数、概率分布函数和特征值。 ①结构可靠度的概念、定义；②用失效概率来描述可 靠度的方法；③用可靠指标β来度量结构可靠度的主要原则； ④可靠指标β的实用性与近似性。 ①目标可靠度[β]的概念；②用分项系数表达的方法等。 用分项系数表达的极限状态实用设计表达式的主要精 神，包括：①按近似概率的极限状态设计方法的基本思路； ②承载能力极限状态实用设计表达式的 内容及各符号的意 义；③正常使用极限状态中荷载效应的标准组合、荷载效 应的准永久组合的具体内容及各符号的意义。
极限状态设计法
极限状态设计法极限状态设计法是一种在工程设计中广泛应用的方法，它的目标是确保结构在极端条件下的安全性和可靠性。
本文将介绍极限状态设计法的基本原理、应用范围以及在实际工程中的重要性。
极限状态设计法是一种基于概率理论的设计方法，它考虑了结构在极端负荷情况下的破坏机制和失效概率。
通过对结构的荷载、材料性能和几何形状等因素进行全面的分析和计算，可以确定结构在设计寿命内的安全性。
极限状态设计法的应用范围非常广泛，涵盖了建筑、桥梁、航空航天、核工程等各个领域。
在建筑领域，极限状态设计法可以用于确定建筑物在地震、风灾等极端自然灾害下的安全性。
在桥梁设计中，极限状态设计法可以用于确定桥梁在超载、冰雪等极端条件下的承载能力。
在航空航天领域，极限状态设计法可以用于确定飞机在起飞、降落等关键阶段的结构安全性。
极限状态设计法在实际工程中的重要性不言而喻。
通过采用这种设计方法，可以有效地降低结构的失效风险，提高结构的安全性和可靠性。
同时，极限状态设计法还可以帮助工程师优化结构设计，减少材料和成本的浪费。
在进行极限状态设计时，需要考虑多种因素。
首先是荷载的确定，包括静态荷载、动态荷载和温度荷载等。
其次是材料的性能参数，如强度、刚度和韧性等。
此外，还需要考虑结构的几何形状和连接方式等因素。
为了实现极限状态设计的目标，工程师通常会采用一系列的分析方法和计算工具。
其中包括有限元分析、可靠性分析和统计学方法等。
通过这些方法的综合应用，可以对结构的安全性进行全面的评估和验证。
极限状态设计法是一种重要的工程设计方法，它可以确保结构在极端条件下的安全性和可靠性。
在实际工程中，合理应用极限状态设计法可以提高工程项目的质量和可持续发展能力。
因此，工程师们应该深入了解和掌握这一设计方法，并在实践中加以应用。
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1.1 极限状态
1.1.1 结构的作用S
1.1.* 结构的抗力R 1.1.2 结构的功能要求 1.1.3 结构功能的极限状态 1.1.4 极限状态方程
1.1.*
结构的抗力
1、抗力及其不定因素 2、材料强度的标准值 3、抗力的概率分布模式 4、钢筋强度的标准值和设计值
5、混凝土强度的标准值和设计值
11:02
11:02
由于R、S均为随机变量，假定服从正态分布，所以 Z也是随机变量，Z的概率分布曲线也是一条正态分布 曲线。
这样，失效概率可表示为
p f P(Z R S 0) f ( z)dz
0
绝对可靠的结构是不存在的， 只要失效概率很小，就可认为该 结构是可靠的。
11:02
f(Z)
组合值：两种或两种以上的可变荷载组合时，同时以标准值出 现的概率很小，乘以组合系数yc(P43)进行折减；
准永久值：对可变荷载稳定性的描述，乘以准永久系数yq(பைடு நூலகம்44) 折减；
频遇值：对可变荷载在设计基准期内超越的时间或次数的描述， 乘以频遇值系数yf(P44)求得；
3.1.* 结构的抗力R
11:02
1、承载力极限状态 ULTIMATE LIMIT STATE
超过该极限状态，结构就不能满足预定的安全性功能要 求
◆ 结构或构件达到最大承载力（包括疲劳）
◆ 结构整体或其中一部分作为刚体失去平衡（如倾覆、滑移）
◆ 结构塑性变形过大而不适于继续使用
◆ 结构形成几何可变体系（超静定结构中出现足够多塑性铰）
■
1.2
按近似概率的极限状态设计法
3.2.1 结构的可靠度
3.2.2 可靠指标与失效概率
◆以概率理论为基础的极限状态设计法
由于实际结构中的不确定性，因此无论如何设计结构，都会
有失效的可能性存在，只是可能性大小不同而已。
为了科学定量的表示结构可靠性的大小，采用概率方法是比
较合理的。
失效概率
probability of failure
2、适用性 SERVICEABILITY
◎ 结构在正常使用期间，具有良好的工作性能。如
不发生影响正常使用的过大的变形（挠度、侧移）、
振动（频率、振幅），或产生让使用者感到不安的
过大的裂缝宽度。
◎ 如（f ≤[ f ]）
3、耐久性 DURABILITY
◎ 结构在正常使用和正常维护条件下，应具有足够
可靠指标β
Z的平均值μZ和标准差σZ为
bsz
mZ mR mS
sZ
2 2 s R sS
Pf
令μZ=βσZ，则β与pf之间存在着相应的 关系，称β为结构的“可靠指标”。
mz
Z=R- S
Pf f (t )dt 1 f (t )dt 1 (b )
b
b
B —可靠指标 RELIABILITY INDEX
2
2
fcu
fcu
解：
f cuk m fcu 1.645 fcu 31.27 1.645 5.10 22.88N / mm2 s
4、钢筋强度的标准值
标准值：根据可靠度要求，混凝土结构设计规范取具
有95％以上的保证率的屈服强度作为钢筋的强度标准
值fyk。
5、混凝土强度的标准值
标准值：根据可靠度要求，混凝土结构设计规范取具
◆ 结构或构件丧失稳定（如细长受压构件的压曲失稳）
2、正常使用极限状态
SERVICEABILITY LIMIT STATE
超过该极限状态，结构就不能满足预定的适用性和耐久 性的功能要求。
◆ 过大的变形、侧移（影响非结构构件、不安全感、不能正常使 用（吊车）等）； ◆ 过大的裂缝（钢筋锈蚀、不安全感、漏水等）； ◆ 过大的振动（不舒适）； ◆ 其他正常使用要求。
◆ 由于实际工程结构中存在多种不确定性
◆ 结构设计方法就是研究工程设计中的各种不确定
性问题，取得安全可靠与经济合理之间的均衡
第1章
按近似概率理论的极 限状态设计法
1.1 极限状态 1.2 按近似概率的极限状态设计法 1.3 实用设计表达式
11:02
1.1 极限状态
1.1.1 结构的作用
1.1.* 结构的抗力 1.1.2 结构的功能要求 1.1.3 结构功能的极限状态 1.1.4 极限状态方程
b值
失效概率 Pf 2.7 3.5×10-3 3.2 6.9×10-4 3.7 1.1×10-4 4.2 1.3×10-5
目标可靠指标[β]
在设计时，要使所设计的结构既安全可靠，又经济合
◆
结构的功能 安全性 适用性 耐久性 受弯承载力 挠度变形 裂缝宽度 可靠 极限状态 失效
M < Mu f < [f]
M = Mu f = [f]
M > Mu f > [f]
wmax< [wmax] wmax= [wmax] wmax> [wmax]
1.1.3
结构功能的极限状态
1、承载力极限状态 2、正常使用极限状态
4、荷载标准值
（1）实质 以确定值（代表值）表达不确定的随机变 量，便于设计时，定量描述和运算； （2）取值原则 根据荷载概率分布特征，控制保证率。
4、荷载标准值
（3）标准值取值 ◆永久荷载的标准值Gk
取正态分布的平均值，保证率为50％； ◆可变荷载的代表值Qk
标准值：基本代表值，保证率尚未统一；
Z > 0， 即R>S 结构可靠
可靠概率有多大？
Z = 0， 即R=S 结构处于极限状态。
Z < 0， 即R<S
结构失效
失效概率有多大?
1.2
按近似概率的极限状态设计法
3.2.1 结构的可靠度
3.2.2 可靠指标与失效概率
11:02
结构的可靠性
■
安全性、适用性和耐久性的总称
结构的可靠度
是结构可靠性的概率度量，即结构在规定的使用期 间内，在规定的条件下，完成预定结构功能的概率。
2、荷载的分类
（1）时间的长短和性质 永久荷载G：不随时间变化，或变化幅度可以忽略 可变荷载Q：随时间变化，且变化幅度不可以忽略 偶然荷载：可能存在，但不一定出现，一旦出现效应 很大，如爆炸
2、荷载的分类
固定荷载：在结构空间位置上具有固定的分布 可动荷载：在结构空间位置的一定范围内可以任意分
（2）位置
2、材料强度的标准值FK
◆ 实质：以确定值（标准值）表达不确定值
◆ 标准值取值：根据材料强度概率分布取具有95％以上
的保证率的要求确定
3、抗力的概率分布模式
95％：fk=m-1.645s
5％
97.5％：fk=m-2s
fk
已知 混凝土立方体抗压强度实验统计结 果：m 31.27N / mm s 5.10N / mm , 服从正态分 布。求立方体抗压强度标准值。
1.1.4
极限状态方程
Z=R-S (3-1)
S——作用效应 结构上的作用（使结构产生内力和变形的原因，如荷载、 不均匀沉降、温度变形、收缩变形、地震等）引起的效应 如弯矩M、轴力N、剪力V、扭矩T、挠度 f、裂缝宽度 w 等
S = S(Q)
1 2 M pl 结构力学的主要内容 8
R——结构抗力 结构抵抗作用效应的能力，如受弯承载力Mu、受剪承载 力Vu、容许挠度[f]、容许裂缝宽度[w]
Pf =P (Z<0) = P (R< S)
11:02
失效概率
PROBABILITY OF FAILURE
Pf = P (R<S)
Ps = 1-Pf
可靠概率
失效概率越小，表示结构可靠性越大。因此，
可以用失效概率来定量表示结构可靠性的大小。 当失效概率Pf小于某个值时，人们因结构失效 的可能性很小而不再担心，即可认为结构设计是可 靠的。该失效概率限值称为容许失效概率[Pf]。
的耐久性。即在各种因素的影响下（混凝土碳化、 钢筋锈蚀），结构的承载力和刚度不应随时间有过 大的降低，而导致结构在其预定使用期间内丧失安 全性和适用性，降低使用寿命。
◎ 如（wmax≤[ wmax]）
结构的可靠性 RELIABILITY
■
可靠性——安全性、适用性和耐久性的总称
就是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。
（1）作用 引起结构内力和变形的一切原因。
直接作用：直接以力的不同集结形式作用于结构，也 称荷载； 间接作用：不是直接以力的形式出现，但是对结构产 生变形和内力； 混凝土的收缩、温度变化、 基础不均匀沉降、地震等。 （2）作用效应 作用在结构上产生的内力和变形等。
◆由直接作用（荷载）引起的效应称为荷载效应。
◎ 结构在预定的使用期间内（一般为50年），应能
承受在正常施工、正常使用情况下可能出现的各种 荷载、外加变形（如超静定结构的支座不均匀沉 降）、约束变形（如温度和收缩变形受到约束时） 等的作用。
◎ 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。
1.1 极限状态
1.1.1 结构的作用S
1.1.* 结构的抗力R 1.1.2 结构的功能要求 1.1.3 结构功能的极限状态 1.1.4 极限状态方程
1.1.4
极限状态方程
Z=R-S S表示作用效应 R表示结构抗力
Z>0 R> S 可靠 极限状态 失效
(3-1)
结构功能的表达
Z=0 R = S
Z<0 R<S