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4 《极限:。状态设计原则
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4—.1 极限—状态:
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4.】1.:1~:4.:1.4 》承载:能力极限状态理【解,为,结构或构《件,发挥允许《。的最:大承载?功能的状态》结构或构件由于【塑性变形而使其【几何形状发》生显著改变虽未达到!最大承载能力但已】彻底不能使用也属】于达到?这种极限状态
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正】常使用极限状—态理解为结构或【构件达?到使用功《能上允许的某个限】值,的,状态正?常使用极限状态的】控制往往需》要采用一定的—约束:。条件例如某些构【件需控制变》形、裂缝才》能满足使用要求因过!大的变形会》造成列车运》行的平稳性下降舒适!度降低等后果过大的!裂缝会?影响结构的耐久性;!过大的变形、裂【缝也会?造成用户心》理上的不安全感这】些,约束条?件一般?以规定值的形式列入!规范
! : 疲劳?是在循环拉应力或】拉压应力作》用下在应《力集中或缺陷处【引发:疲劳:。。裂,纹发展到最后会【导致结构或构—件破:坏该状态为疲—劳极限状态疲劳对直!。接承受?列车荷载的轨道结构!以及:承受重复荷载动【。力作用的桥梁结构等!影响:较大特别是目前【桥梁钢结构》。的连:接多:采用焊接焊接会引入!。焊接缺陷容》易诱发疲劳》裂纹;部分结构【由于环境影响加快了!疲劳裂纹的扩—展而导致严重后果】如1967年12月!1,5日:服役近?40:年美国的银桥(Si!lver Bri】d,g,e,。)突然整桥倒塌造】成46人丧生事故调!查,。原因是?眼杆销孔处两条【腐蚀:疲劳:裂纹导致《C13号结合—处发生脆断引起【整座桥的倒塌
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— 基于疲劳极限状!。。。态与承载能力—极,限状态在作用形式】(以拉?为主的重复荷载作用!。。),抗力(与构造细【节高度相关材料强度!不是控制《因,素,。)计算模型》(实验?。科学无?明确的?力学模型)等方面】的不同同时考虑部分!铁,路工程结构中列车】重复荷载《作用是主导作—用因:此疲:劳,极限:状态单独列举—出来有?其必:要性
】 美国A【ASHTO》。规范:和日本铁路混凝【土等规范都将疲劳】极限状态单独划分为!。一种极限状态欧洲】规范Euro—code虽将疲【劳极限状态归为【承,载能力?极限状态中》但很:多条款是单》独针对疲劳》极限状态规》定的
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:。 《因此本?次修订细《化了极限状态—的分类将疲劳极【限状态与承载能【力极限状态和正常使!用极限状态并行构成!铁,路工程结构的—三,种极:限状态?
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4.1》。.5 ? 设计限值》是结构或《构件按极限状态【设,计时采用的》作,为极限状态标—志的应力或》变形等的界限值
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【 极限状态的标志!及限值是根据对【。结构各种功能失【效的机理研》究后制定的》当失效机理研—究,不充分时为满足【工程设计需要可以】。根,据,理,论研究成果结合工程!经验判断或》按,现行规范确》定如破坏的强度准】则就是结构到达承载!。能力极限状态—的标志之《一;:。裂缝:宽度、振《动响应等造成用户心!理上的不安全感时】就,是结构到达正常【使,用极限状态的标志】。之一
4!.,。1.6 铁路工程!结构或构件设—计要满足承载—能力极限状态—、正常?使用极限状态和疲】劳,极限:状态要求《对这:些极限状态进—行计:。。算,或验算确定起—控制作用的极限状】态
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? :在三种极限状态都】满足的情况下—为保:证,结构或构件的耐【久性:合理设计和》布,置结构细部构造非常!必要:。经,过多年实践证明【结构细部《构造:的设计不合理是导致!病,害发生?的主要原因因此【要从设计源头上保】证结构?构造合理
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4.1.7—。 铁路工程结构】极限状态是通过【各种基本变量组成】的,极限状态方程—来实现基《。本变量?是指极限状态—方程中所包含的影响!结构:可靠:度的各?种物理量包》括引起结构作用效应!。上的:。各种作?用,S,如恒荷载《、活荷载《、地震、温》度变化等结构抗力】R,的各种因《素如材料性》能、几何参数等分析!时可将作《用效应或结构抗力作!为综合基本变量考虑!无特殊说明时基本变!量一:般可:。视为相互《独立的?随机变量
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