承載能力極限狀態(tài)可理解為結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)揮允許的承載能力的狀態(tài)。結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于塑性變形而使其幾何狀態(tài)發(fā)生顯著改變,雖未達到承載能力,但已經(jīng)徹底不能使用也屬于這種狀態(tài)。疲勞破壞是在使用中由于荷載多次重復(fù)作用而達到的承載能力極限狀態(tài)。在承載能力極限狀態(tài)中有2種設(shè)計理論,即單一系數(shù)法和分項系數(shù)法。對應(yīng)的表達式為:
系數(shù)法:p<fu/K
分項系數(shù)法:S<R, S=?S*Sk , R=RK/ ?R
其中,p為基底壓力,fu為極限承載力,K為系數(shù);?R和?S為荷載抗力和荷載效應(yīng)的分項系數(shù)。
在單一系數(shù)法中,承載力特征值fa是通過極限承載力公式或者靜力載荷試驗的極限值除以系數(shù)(K=2)
在分項系數(shù)法中,是將荷載的標準值乘以一個大于1 的分項系數(shù),抗力的標準值除以一個大于 1 的分項系數(shù)。分項系數(shù)法實際上是基于可靠度理論的,對于隨機分布的變量荷載Sk 和抗力RK,有多少可能性荷載大于抗力而失事也是一個隨機事件,破壞的概率決定于兩個隨機變量的均值(眾值,中值及某個分位值)及其分布。其失事概率可用可靠度指標表示,例如可靠度系數(shù)為?=3.0 ,則表示失效概率為9.4/10000 ,它明確地給出失效的概率,然后通過經(jīng)濟、社會、技術(shù)的風險分析,給出合理的設(shè)計值。我國頒布的標準規(guī)定,對于各種結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)遵循該理論方法。