破壞強度設(shè)計法強度設(shè)計準則

破壞強度設(shè)計法的強度設(shè)計準則，是結(jié)構(gòu)構(gòu)件任意截面上荷載的標準值產(chǎn)生的效應(yīng)乘以安全系數(shù)應(yīng)等于或小于構(gòu)件截面的破壞抗力。其表達式為：

KS≤R

式中S—標準荷載所產(chǎn)生的效應(yīng)(例如受彎構(gòu)件的彎矩)；

R—構(gòu)件截面的破壞抗力(例如受彎構(gòu)件的破壞彎矩)；

K—安全系數(shù)。

破壞強度設(shè)計法考慮結(jié)構(gòu)材料破壞階段的工作狀態(tài)進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計的方法。

破壞強度設(shè)計法考慮了材料的彈塑性性質(zhì)，可合理利用材料的潛力。對荷載的特性（主要荷載、附加荷載或特殊荷載）在一定程度上可通過適當調(diào)整荷載系數(shù)來反映。但是它和容許應(yīng)力設(shè)計法一樣，取用的單一安全系數(shù)是一個籠統(tǒng)的經(jīng)驗系數(shù)，并把屬于材料截面抗力安全大小的問題也都包括在荷載系數(shù)中考慮，故不能直接反映材料強度和幾何尺寸變異的特性以及抗力計算的不定性；也不能保證各種結(jié)構(gòu)具有比較一致的安全水平。

這個方法的名稱極不一致，也有稱為極限設(shè)計、荷載系數(shù)設(shè)計、破壞荷載設(shè)計、極限荷載設(shè)計、最大荷載設(shè)計的。

1、按破壞強度設(shè)計法計算結(jié)構(gòu)的各構(gòu)件的效應(yīng)(例如內(nèi)力)時，一般仍采用線彈性理論(結(jié)構(gòu)力學(xué)方法)求解；但計算構(gòu)件的破壞抗力時，考慮了材料的彈塑性性質(zhì)，合理地利用了材料的潛力。對于某些超靜定結(jié)構(gòu)(如建筑結(jié)構(gòu)的連續(xù)梁、樓板)，還考慮了個別控制截面塑性鉸出現(xiàn)對整個結(jié)構(gòu)內(nèi)力的調(diào)整。對于具有彈塑性質(zhì)的材料構(gòu)成的，應(yīng)力在截面上分布不均勻的構(gòu)件，這種設(shè)計法所判定的結(jié)構(gòu)破壞抗力(或說結(jié)構(gòu)的安全貯備)，比容許應(yīng)力法更接近實際。

2、破壞強度設(shè)計法的安全系數(shù)K，是一個籠統(tǒng)的經(jīng)驗系數(shù)。它是結(jié)構(gòu)的平均的安全貯備，以考慮荷載的超載和材料強度的不均勻性等因素。對不同用途的結(jié)構(gòu)、對不同特性荷載的組合，安全系數(shù)有不同取值：例如公路橋在恒載和汽車、人群作用時，K值為1.65。計入附加力后，K值改為1.5；又如鐵路橋的K值，主力時取2.0，主力和附加力時取1.8。但上述的安全系數(shù)，尚不能直接反映材料強度和幾何尺寸變異的特性和結(jié)構(gòu)抗力計算的不定性；因此也不能保證各種結(jié)構(gòu)具有比較一致的安全水平。 ’

3、破壞強度設(shè)計法，除核算構(gòu)件強度時應(yīng)考慮材料塑性性能發(fā)揮后的破壞強度外，在驗算構(gòu)件的變形和疲勞應(yīng)力等項時，是不考慮材料塑性性能的。這是因為有關(guān)該項限值，在材料塑性性質(zhì)發(fā)生前已被突破(如結(jié)構(gòu)變形)，或材料不表現(xiàn)出塑性性質(zhì)(如疲勞破壞)。

當以整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)，按此狀態(tài)進行設(shè)計的方法稱極限狀態(tài)設(shè)計法。它是針對破壞強度設(shè)計法的缺點而改進的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計法。分為半概率極限狀態(tài)設(shè)計法和概率極限狀態(tài)設(shè)計法 。

極限狀態(tài)設(shè)計法（limit state design method）：當以整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求，則此特定狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)，按此狀態(tài)進行設(shè)計的方法稱極限狀態(tài)設(shè)計法。它是針對破壞強度設(shè)計法的缺點而改進的工程結(jié)構(gòu)設(shè)計法。分為半概率極限狀態(tài)設(shè)計法和概率極限狀態(tài)設(shè)計法。

半概率極限狀態(tài)設(shè)計法

將工程結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)、變形極限狀態(tài)和裂縫極限狀態(tài)三類（也可將后兩者歸并為一類），并以荷載系數(shù)、材料強度系數(shù)和工作條件系數(shù)代替單一的安全系數(shù)。對荷載或荷載效應(yīng)和材料強度的標準值分別以數(shù)理統(tǒng)計方法取值，但不考慮荷載效應(yīng)和材料抗力的聯(lián)合概率分布和結(jié)構(gòu)的失效概率。

概率極限狀態(tài)設(shè)計法

將工程結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)兩大類。按照各種結(jié)構(gòu)的特點和使用要求，給出極限狀態(tài)方程和具體的限值，作為結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。用結(jié)構(gòu)的失效概率或可靠指標度量結(jié)構(gòu)可靠度（見結(jié)構(gòu)可靠度分析方法），在結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)方程和結(jié)構(gòu)可靠度之間以概率理論建立關(guān)系。這種設(shè)計方法即為基于概率的極限狀態(tài)設(shè)計法，簡稱為概率極限狀態(tài)設(shè)計法。其設(shè)計式是用荷載或荷載效應(yīng)、材料性能和幾何參數(shù)的標準值附以各種分項系數(shù)，再加上結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)來表達。對承載能力極限狀態(tài)采用荷載效應(yīng)的基本組合和偶然組合進行設(shè)計，對正常使用極限狀態(tài)按荷載的短期效應(yīng)組合和長期效應(yīng)組合進行設(shè)計。 2100433B