4、極限狀態(tài)設(shè)計原則4.1 極限狀態(tài)4.1、1。4,1 4。承載能力極限狀態(tài)理解為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件發(fā)揮允許的最大承載功能的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件由于塑性變形而使其幾何形狀發(fā)生顯著改變.雖未達到最大承載能力 但已徹底不能使用,也屬于達到這種極限狀態(tài),正常使用極限狀態(tài)理解為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到使用功能上允許的某個限值的狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)的控制,往往需要采用一定的約束條件、例如 某些構(gòu)件需控制變形.裂縫才能滿足使用要求,因過大的變形會造成列車運行的平穩(wěn)性下降,舒適度降低等后果,過大的裂縫會影響結(jié)構(gòu)的耐久性.過大的變形,裂縫也會造成用戶心理上的不安全感,這些約束條件一般以規(guī)定值的形式列入規(guī)范。疲勞是在循環(huán)拉應(yīng)力或拉壓應(yīng)力作用下.在應(yīng)力集中或缺陷處引發(fā)疲勞裂紋,發(fā)展到最后會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞、該狀態(tài)為疲勞極限狀態(tài),疲勞對直接承受列車荷載的軌道結(jié)構(gòu)以及承受重復(fù)荷載動力作用的橋梁結(jié)構(gòu)等影響較大,特別是目前橋梁鋼結(jié)構(gòu)的連接多采用焊接.焊接會引入焊接缺陷.容易誘發(fā)疲勞裂紋,部分結(jié)構(gòu)由于環(huán)境影響加快了疲勞裂紋的擴展而導(dǎo)致嚴重后果。如1967年12月15日服役近40年美國的銀橋,Silver.Bridge.突然整橋倒塌,造成46人喪生 事故調(diào)查原因是眼桿銷孔處兩條腐蝕疲勞裂紋導(dǎo)致C13號結(jié)合處發(fā)生脆斷引起整座橋的倒塌?;谄跇O限狀態(tài)與承載能力極限狀態(tài)在作用形式、以拉為主的重復(fù)荷載作用 抗力.與構(gòu)造細節(jié)高度相關(guān)。材料強度不是控制因素,計算模型。實驗科學(xué)、無明確的力學(xué)模型,等方面的不同。同時考慮部分鐵路工程結(jié)構(gòu)中列車重復(fù)荷載作用是主導(dǎo)作用 因此 疲勞極限狀態(tài)單獨列舉出來有其必要性,美國AASHTO規(guī)范和日本鐵路混凝土等規(guī)范都將疲勞極限狀態(tài)單獨劃分為一種極限狀態(tài) 歐洲規(guī)范Eurocode雖將疲勞極限狀態(tài)歸為承載能力極限狀態(tài)中,但很多條款是單獨針對疲勞極限狀態(tài)規(guī)定的.因此,本次修訂細化了極限狀態(tài)的分類,將疲勞極限狀態(tài)與承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)并行。構(gòu)成鐵路工程結(jié)構(gòu)的三種極限狀態(tài),4.1,5,設(shè)計限值是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件按極限狀態(tài)設(shè)計時、采用的作為極限狀態(tài)標(biāo)志的應(yīng)力或變形等的界限值、極限狀態(tài)的標(biāo)志及限值是根據(jù)對結(jié)構(gòu)各種功能失效的機理研究后制定的 當(dāng)失效機理研究不充分時,為滿足工程設(shè)計需要,可以根據(jù)理論研究成果結(jié)合工程經(jīng)驗判斷或按現(xiàn)行規(guī)范確定 如破壞的強度準(zhǔn)則。就是結(jié)構(gòu)到達承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志之一,裂縫寬度。振動響應(yīng)等造成用戶心理上的不安全感時,就是結(jié)構(gòu)到達正常使用極限狀態(tài)的標(biāo)志之一、4。1。6。鐵路工程結(jié)構(gòu)或構(gòu)件設(shè)計要滿足承載能力極限狀態(tài) 正常使用極限狀態(tài)和疲勞極限狀態(tài)要求。對這些極限狀態(tài)進行計算或驗算,確定起控制作用的極限狀態(tài),在三種極限狀態(tài)都滿足的情況下、為保證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的耐久性 合理設(shè)計和布置結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造非常必要.經(jīng)過多年實踐證明.結(jié)構(gòu)細部構(gòu)造的設(shè)計不合理是導(dǎo)致病害發(fā)生的主要原因.因此,要從設(shè)計源頭上保證結(jié)構(gòu)構(gòu)造合理.4、1.7,鐵路工程結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)是通過各種基本變量組成的極限狀態(tài)方程來實現(xiàn),基本變量是指極限狀態(tài)方程中所包含的影響結(jié)構(gòu)可靠度的各種物理量,包括引起結(jié)構(gòu)作用效應(yīng)上的各種作用S,如恒荷載?;詈奢d,地震、溫度變化等,結(jié)構(gòu)抗力R的各種因素如材料性能 幾何參數(shù)等。分析時 可將作用效應(yīng)或結(jié)構(gòu)抗力作為綜合基本變量考慮 無特殊說明時 基本變量一般可視為相互獨立的隨機變量。