腳手架結構的極限狀態(tài)分析

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1）承載能力極限狀態(tài) 結構或結構構件達到其最大承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形的某一特定的狀態(tài)。對于建筑工程結構，當出現(xiàn)下列狀態(tài)時，即認為超過了承載能力極限狀態(tài)：

①整個結構或結構的一部分作為剛體失去平衡（如傾覆等）；

②結構構件或連接節(jié)點構造的承載因超過材料的強度而破壞（包括疲勞）或因出現(xiàn)過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載；

③結構轉變?yōu)闄C動體系；

④結構或構件喪失穩(wěn)定（如壓屈等）。

2）正常使用極限狀態(tài) 結構或構件達到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值的特定狀態(tài)。對于建筑工程結構，當出現(xiàn)下列狀態(tài)之一時，即認為超過了正常使用狀態(tài)；

①影響正常使用的外觀的變形；

②影響正常使用的耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；

③影響正常使用的振動；

④影響正常使用的其他特定狀態(tài)。

對于建筑腳手架結構（包括使用腳手架材料組裝的支撐架）來說，由于對構架桿配件的質量和缺陷都作了規(guī)定，且在出現(xiàn)正常使用極限狀態(tài)時會有明顯的征兆和發(fā)展過程，有時間采取相應措施而不會出現(xiàn)突發(fā)性事故。因此，在腳手架設計時一般不考慮正常使用極限狀態(tài)，而主要考慮其承載能力極限狀態(tài)。

在上述4種承載能力極限狀態(tài)中，傾覆問題可通過加強結構的整體性和附墻拉結來解決（對拉結件進行抗水平力作用的計算）；轉變?yōu)闄C動體系的問題也可用合理的構造（如加設適量的斜桿和剪刀撐）來解決而不必計算。因此應考慮的是強度和穩(wěn)定的計算。而腳手架整體或局部喪失穩(wěn)定破壞是腳手架破壞的主要危險所在，因而是最主要的設計計算項目。

對于結構的各種極限狀態(tài)，均應規(guī)定或給予明確的標志或限值，即給定或預先規(guī)定用以量度結構的可靠度的可靠指標。

結構在規(guī)定的時間內和規(guī)定的條件下完成預定功能（即設計要求）的概率，稱為結構的可靠度。它是結構可靠性的概率量度，并采用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法確定。在各種因素的影響下，結構完成預定功能的能力不能事先確定，只能用概率來描述，這是從統(tǒng)計數(shù)學出發(fā)的、比較科學的方法。

能夠完成預定功能的概率稱為“可靠概率”（p_s），不能完成預定功能的概率為“失效概率”（p_f），p_s＋p_f＝1。p_s和p_f都可以用來度量結構的可靠性，而一般習慣于采用后者。但計算p_f比較復雜，需要通過多維積分，因而采用可靠指標β來代替p_f具體量度結構的可靠性。

p_f和β的計算式由結構的“極限狀態(tài)方程”（Z＝R－S＝0，Z為結構的功能函數(shù)，S為作用效應，R為結構抗力）導出。設R、S均為正態(tài)變量，則Z亦為正態(tài)變量。

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