破坏强度设计法简介

破坏强度设计法考虑结构材料破坏阶段的工作状态进行结构构件设计的方法。

破坏强度设计法考虑了材料的弹塑性性质，可合理利用材料的潜力。对荷载的特性（主要荷载、附加荷载或特殊荷载）在一定程度上可通过适当调整荷载系数来反映。但是它和容许应力设计法一样，取用的单一安全系数是一个笼统的经验系数，并把属于材料截面抗力安全大小的问题也都包括在荷载系数中考虑，故不能直接反映材料强度和几何尺寸变异的特性以及抗力计算的不定性；也不能保证各种结构具有比较一致的安全水平。

这个方法的名称极不一致，也有称为极限设计、荷载系数设计、破坏荷载设计、极限荷载设计、最大荷载设计的。

破坏强度设计法的强度设计准则，是结构构件任意截面上荷载的标准值产生的效应乘以安全系数应等于或小于构件截面的破坏抗力。其表达式为：

KS≤R

式中S—标准荷载所产生的效应(例如受弯构件的弯矩)；

R—构件截面的破坏抗力(例如受弯构件的破坏弯矩)；

K—安全系数。

1、按破坏强度设计法计算结构的各构件的效应(例如内力)时，一般仍采用线弹性理论(结构力学方法)求解；但计算构件的破坏抗力时，考虑了材料的弹塑性性质，合理地利用了材料的潜力。对于某些超静定结构(如建筑结构的连续梁、楼板)，还考虑了个别控制截面塑性铰出现对整个结构内力的调整。对于具有弹塑性质的材料构成的，应力在截面上分布不均匀的构件，这种设计法所判定的结构破坏抗力(或说结构的安全贮备)，比容许应力法更接近实际。

2、破坏强度设计法的安全系数K，是一个笼统的经验系数。它是结构的平均的安全贮备，以考虑荷载的超载和材料强度的不均匀性等因素。对不同用途的结构、对不同特性荷载的组合，安全系数有不同取值：例如公路桥在恒载和汽车、人群作用时，K值为1.65。计入附加力后，K值改为1.5；又如铁路桥的K值，主力时取2.0，主力和附加力时取1.8。但上述的安全系数，尚不能直接反映材料强度和几何尺寸变异的特性和结构抗力计算的不定性；因此也不能保证各种结构具有比较一致的安全水平。 ’

3、破坏强度设计法，除核算构件强度时应考虑材料塑性性能发挥后的破坏强度外，在验算构件的变形和疲劳应力等项时，是不考虑材料塑性性能的。这是因为有关该项限值，在材料塑性性质发生前已被突破(如结构变形)，或材料不表现出塑性性质(如疲劳破坏)。

当以整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态，按此状态进行设计的方法称极限状态设计法。它是针对破坏强度设计法的缺点而改进的工程结构设计法。分为半概率极限状态设计法和概率极限状态设计法 。

极限状态设计法（limit state design method）：当以整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求，则此特定状态称为该功能的极限状态，按此状态进行设计的方法称极限状态设计法。它是针对破坏强度设计法的缺点而改进的工程结构设计法。分为半概率极限状态设计法和概率极限状态设计法。

半概率极限状态设计法

将工程结构的极限状态分为承载能力极限状态、变形极限状态和裂缝极限状态三类（也可将后两者归并为一类），并以荷载系数、材料强度系数和工作条件系数代替单一的安全系数。对荷载或荷载效应和材料强度的标准值分别以数理统计方法取值，但不考虑荷载效应和材料抗力的联合概率分布和结构的失效概率。

概率极限状态设计法

将工程结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两大类。按照各种结构的特点和使用要求，给出极限状态方程和具体的限值，作为结构设计的依据。用结构的失效概率或可靠指标度量结构可靠度（见结构可靠度分析方法），在结构极限状态方程和结构可靠度之间以概率理论建立关系。这种设计方法即为基于概率的极限状态设计法，简称为概率极限状态设计法。其设计式是用荷载或荷载效应、材料性能和几何参数的标准值附以各种分项系数，再加上结构重要性系数来表达。对承载能力极限状态采用荷载效应的基本组合和偶然组合进行设计，对正常使用极限状态按荷载的短期效应组合和长期效应组合进行设计。 2100433B