4.3 极限状态设计
4.3.1 对本章第4.2.1条规定的四种工程结构设计状况应分别进行下列极限状态设计：
1 对四种设计状况，均应进行承载能力极限状态设计；
2 对持久设计状况，尚应进行正常使用极限状态设计；
3 对短暂设计状况和地震设计状况，可根据需要进行正常使用极限状态设计；
4 对偶然设计状况，可不进行正常使用极限状态设计。
4.3.2 进行承载能力极限状态设计时，应根据不同的设计状况采用下列作用组合：
1 基本组合，用于持久设计状况或短暂设计状况；
2 偶然组合，用于偶然设计状况；
3 地震组合，用于地震设计状况。
4.3.3 进行正常使用极限状态设计时，可采用下列作用组合：
1 标准组合，宜用于不可逆正常使用极限状态设计；
2 频遇组合，宜用于可逆正常使用极限状态设计；
3 准永久组合，宜用于长期效应是决定性因素的正常使用极限状态设计。
4.3.4 对每一种作用组合，工程结构的设计均应采用其最不利的效应设计值进行。
4.3.5 结构的极限状态可采用下列极限状态方程描述：
g(X1，X2，…，Xn）=0 (4.3.5)
式中 g(·)——结构的功能函数；
Xi=(1,2,3…，n)——基本变量，指结构上的各种作用和环境影响、材料和岩土的性能及几何参数等；在进行可靠度分析时，基本变量应作为随机变量。
4.3.6 结构按极限状态设计应符合下列要求：
g(X1，X2，…，Xn）≥0 (4.3.6-1)
当采用结构的作用效应和结构的抗力作为综合基本变量时，结构按极限状态设计应符合下列要求：
R-S≥0 (4.3.6-2)
式中 R——结构的抗力；
S——结构的作用效应。
4.3.7 结构构件的设计应以规定的可靠度满足本章第4.3.6条的要求。
4.3.8 结构构件宜根据规定的可靠指标，采用由作用的代表值、材料性能的标准值、几何参数的标准值和各相应的分项系数构成的极限状态设计表达式进行设计；有条件时也可根据附录E的规定直接采用基于可靠指标的方法进行设计。
4.3.1 当考虑偶然事件产生的作用时，主要承重结构可仅按承载能力极限状态进行设计，此时采用的结构可靠指标可适当降低。
4.3.2～4.3.4 工程结构按极限状态设计时，对不同的设计状况应采用相应的作用组合，在每一种作用组合中还必须选取其中的最不利组合进行有关的极限状态设计。设计时应针对各种有关的极限状态进行必要的计算或验算，当有实际工程经验时，也可采用构造措施来代替验算。
4.3.5 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。它包括：引起结构作用效应S(内力等)的各种作用，如恒荷载、活荷载、地震、温度变化等；构成结构抗力R(强度等)的各种因素，如材料性能、几何参数等。分析结构可靠度时，也可将作用效应或结构抗力作为综合的基本变量考虑。基本变量一般可认为是相互独立的随机变量。
极限状态方程是当结构处于极限状态时各有关基本变量的关系式。当结构设计问题中仅包含两个基本变量时，在以基本变量为坐标的平面上，极限状态方程为直线(线性问题)或曲线(非线性问题)；当结构设计问题中包含多个基本变量时，在以基本变量为坐标的空间中，极限状态方程为平面(线性问题)或曲面(非线性问题)。
4.3.6、4.3.7 为了合理地统一我国各类材料结构设计规范的结构可靠度和极限状态设计原则，促进结构设计理论的发展，本标准采用了以概率理论为基础的极限状态设计方法。
以往采用的半概率极限状态设计方法，仅在荷载和材料强度的设计取值上分别考虑了各自的统计变异性，没有对结构构件的可靠度给出科学的定量描述。这种方法常常使人误认为只要设计中采用了某一给定的安全系数，结构就能百分之百的可靠，将设计安全系数与结构可靠度简单地等同了起来。而以概率理论为基础的极限状态设计方法则是以结构失效概率来定义结构可靠度，并以与结构失效概率相对应的可靠指标β来度量结构可靠度，从而能较好地反映结构可靠度的实质，使设计概念更为科学和明确。
- 上一节：4.2 设计状况
- 下一节：5 结构上的作用和环境影响
