极限状态及其安全性检讨方法11极限状态(limitstate)外力作用于.PDF

1極限狀態及其安全性檢討 方法 1.1極限狀態 (limit state) 外力作用於結構物,致使結構物或結構構物產生危及安全性的狀態稱為極限 狀態。極限狀態設計法設定下列3個極限狀態 1 ○ 最終極限狀態 最終極限狀態為對應最大耐載能力的極限狀態,例如結構物的某斷面的鋼材 產生降伏或混凝土產生壓縮破壞、或構材產生座屈等致使整體結構物失去安 定的狀態。就作用載重而言,在使用期間只因 l 次非常大的載重作用而失去 安定即以往的設計法所謂的極限狀態。, 2 ○ 使用極限狀態 使用極限狀態指一般使用或耐久性的極限狀態 ,如產生過度的撓度、龜裂或 振動等比較輕微狀態,通常發生在經常出現的載重時。 3 ○ 疲乏極限狀態 疲乏極限狀態為載重反覆作用時 產生接近最終極限的 狀態。 1.2 安全性檢討 方法 極限狀態設計法是利用統計學手法對各極限狀態的結構物安全性作合理評 估。由於作用於結構物的載重、材料強度不均勻,無法做出嚴密的估算,通常考量 載重作用、材料強度的特性值及安全係數而加以評估。容許應力設計法及極限狀 態設計法的檢討方法如下圖所示。 圖 安全性檢討方法 檢討最終極限狀態安全性時,首先利用材料強度的特性值f除以材料係數κ γm 而得的材料強度設計用值 fd計算構材斷面的設計用耐力, Rd 。再將載重的特性 值 Fκ乘以載重係數γf 而得的設計用值Fd計算設計用斷面力, Sd 。比較Rd 與Sd, Rd ≦Sd/ γ時i 即為安全, , γi為結構物係數。極限狀態設計法的特徵為如圖所示, 採用複數個安全係數,如材料係數、載重係數及結構物係數等,以反應各各因素的 誤差程度。 檢討使用極限狀態時,在使用極限狀態下,對考量對象的載重特性值乘以對 應的載重係數而得的設計用值,檢討構材是否有過度的龜裂、位移、變形或振動 , 致使無法正常使用,及損及耐久性的安全性。 檢討疲乏極限狀態時,以耐用期限中全部的作用載重為對象,檢討載重的設 計用值對構材的疲乏損害的累積程度是否會在一定的容許值以下。 下表為各極限狀態的安全係數。 各極限狀態的安全係數 極限狀態 安全係數 最終 使用 疲乏 材料 混凝土 1.3 1.0 1.3 係數 鋼筋及 PC鋼材 1.0 1.0 1.05 γm 其他鋼材 1.05 1.0 1.05 1.0~1.1 永久載重 1.0 1.0 (0.9~1.0) 載重 波力 1.3 1.0 1.0 變動 係數 施工中變動載重 1.0 ― ― γf 1.0~1.2 載重 其他載重 1.0 1.0 (0.8~1.0) 突發載重