4.1 极限状态

    设计限值是结构或结构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的界限值。

    在结构设计中，要求结构具有各种功能，如承受荷载的功能、维持正常工作的功能，对极限状态规定明确的标志及限值，才能对结构可靠度进行分析。

    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确定的。当失效机理研究不十分充分时，为满足工程设计需要，也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。如材料破坏的强度准则，即为结构达到承载能力极限状态的标志之一；又如混凝土重力坝，将滑动力达到抗滑力作为抗滑稳定承载能力极限状态的标志。水工结构大多属大体积结构，当结构的点应力或变形(按材料力学方法计算成果)到达某一限值时，即认为结构到达该功能的极限状态。随着对结构功能失效机理的深入研究，结构各种功能的极限状态标志及限值也会越来越接近实际。

4.1.3、4.1.4  保留原标准相关条文。承载能力极限状态是结构或结构构件达到最大承载能力，或达到不能继续承载的变形的极限状态。正常使用极限状态是结构或结构构件达到使用功能的某一规定限值的极限状态。

    工程结构设计方法有容许应力法、破损阶段设计法以及多系数和单一系数极限状态设计法。容许应力设计法在规定材料容许应力时所采用的安全系数是一个经验系数，不同规范、不同时期可能有不同取值。破损阶段设计法的安全系数和容许应力法一样，也是按经验取值。容许应力法和破损阶段法都是以材料强度的利用留有一定余度作为设计准则，采用单一安全系数，而且是一个笼统的粗略的经验系数，在确定安全系数时没有针对组成结构的材料、作用在其上的荷载性状、不同的变异性对结构安全影响大小等的不同加以区别对待，因而可能使结构在某些情况下过分安全，而在另一些情况下却不够安全。

    极限状态设计方法与前两种方法不同，它是以结构设计功能的极限状态为设计的准则。极限状态设计表达式中的材料性能、作用等都采用具有一定概率意义的设计值。设计表达式中采用的标准值一般可根据统计数据确定，使结构安全评价更为合理。因此，本标准提出水工结构一般应按极限状态设计。整个结构或结构的一部分发生强度破坏、失去稳定(刚体稳定和弹性稳定)、变成机动体系或过大塑性变形致使结构几何形状发生显著改变，虽然未达到最大承载力，但无法使用，都属于超过了承载能力极限状态。

    在土、石结构(坝或地基)或围岩承受渗透水压发生渗透失稳时，属于超过承载能力极限状态。防止渗透失稳对水工结构而言是甚为重要的。

    闸门结构在水压作用下虽能满足承载能力极限状态要求，但若对闸门变形控制不够，超过某一限值，就要影响水工建筑物的正常运行。拱坝坝顶或坝肩变形、土石坝的不均匀沉陷、水流冲刷对建筑物的影响等都需要有正常使用的限值。机械振动使厂房结构受迫振动，应对它作出限制，以免影响仪表的正常运行和工作人员的身体健康。因而第4.1.4条对水工结构作了有关正常使用极限状态的规定。

    正常使用极限状态通常是用结构在使用时某一参数达到其功能限制值来表示。这个限制值是根据长期工程经验对各种情况作出判断而确定的。

4.1.5  保留原标准相关条文。对水工结构的破坏，明确地划分为两类，以便提出不同的可靠度水平要求，在经济上更为合理。

    在结构或结构构件中，破坏有预兆的，是属于非突发性的，属于第一类破坏；破坏无预兆的，是属于突发性的，划属第二类破坏。由于第二类破坏发生突然，人们来不及采取措施防止，破坏后带来的损失较第一类破坏大得多，难于及时补救，因此要求的可靠度也较高。大坝为挡水建筑物，一旦破坏，后果严重，且难于修复，因此按第二类破坏对待。