极限状态设计法

极限状态设计（LSD），也称为载荷和阻力系数设计（LRFD），是指结构工程中使用的一种设计方法。 极限状态是结构的一种状态，超过该状态它不再满足相关的设计标准。条件可能是指结构上的负载或其他作用的程度，而标准是指结构完整性、适用性、耐久性或其他设计要求。

LSD 设计的结构按比例承受在其设计寿命期间可能发生的所有动作，并保持适合使用，每个极限状态具有适当的可靠性水平。基于 LSD 的建筑规范通过其规定隐含地定义了适当的可靠性水平。

极限状态设计法要求结构满足两个主要标准：极限状态 (ULS) 和可用极限状态 (SLS)。

任何设计过程都涉及许多假设。 必须估算结构将承受的载荷，必须选择要检查的构件尺寸，并且必须选择设计标准。 所有工程设计标准都有一个共同目标：确保结构安全并确保结构的功能。

最终状态（US）和最终极限状态（ULS）之间有明确的区别。 US 是一种物理情况，涉及导致和接近正在考虑的组件或整个结构崩溃的过度变形，相关的，或变形超过预先商定的值。当然，它涉及结构方案和残余变形的相当大的非弹性（塑性）行为。相比之下，ULS 不是物理情况，而是必须满足的商定计算条件以及其他附加标准，以便符合设计载荷下强度和稳定性的工程要求。 如果所有分解的弯曲、剪切和拉伸或压缩应力都低于为所考虑的部分计算的分解阻力，则结构被视为满足极限状态标准。 所指的分解应力是通过将放大因子应用于截面上的载荷而得到的。 缩减系数用于确定该部分的各种系数阻力。

极限状态标准也可以根据载荷而不是应力来设置：使用这种方法，当放大载荷 小于相关的降低阻力。

遵守 ULS 的设计标准被认为是提供适当结构安全的最低要求（以及其他附加要求）。

除了上面提到的 ULS 检查之外，还必须执行服务限制状态 (SLS) 计算检查。 为满足适用性极限状态标准，结构必须在常规（日常）载荷下保持其预期用途的功能，因此该结构在常规条件下不得引起乘员不适。

至于 ULS，SLS 不是物理情况，而是计算检查。 目的是证明在特征设计载荷（未分解）的作用下，和/或在施加一定（未分解）的变形、沉降或振动或温度梯度等幅度时，结构性能符合 ，并且不超过相关现行标准中规定的 SLS 设计标准值。 这些标准涉及各种应力限制、变形限制（挠度、旋转和曲率）、柔度（或刚度）限制、动态行为限制，以及裂纹控制要求（裂纹宽度）和其他与结构及其耐久性有关的安排 达到的日常服务水平和人类舒适度，以及实现其日常功能的能力。

鉴于非结构问题，它还可能涉及对声学和热传输的限制，这也可能影响结构设计。

此计算检查在位于弹性区域下半部分的点执行，其中应用特征（未分解）作用并且结构行为是纯弹性的。

负载和阻力系数是使用统计数据和预先选择的故障概率来确定的。 建筑质量的可变性、建筑材料的一致性都在这些因素中。 通常，单位因子（一）或更小适用于材料的电阻，单位因子或更大。