第1章钢结构设计原理概述
学习目标（1）掌握钢结构的特点和应用范围。（2）了解钢结构的发展历程及发展趋势。（3）了解钢结构设计方法中可靠性的含义、极限状态的分类。（4）熟悉承载能力和正常使用状态设计表达式。
钢结构的特点和应用1.1
1.1钢结构的特点和应用1.1.1钢结构的特点5.工业化程度高6.耐腐蚀性差7.耐热性好，但耐火性差8.低温脆性1.自重轻而承载力高2.塑性和韧性好3.材质均匀，最接近匀质等向体4.密封性好钢结构是由钢板和各种型钢等钢制构件连接组合而成的结构，是主要的建筑结构类型之一。与钢筋混凝土结构、砌体结构、木结构相比，钢结构有如下特点：
1.1钢结构的特点和应用1.1.2钢结构的应用钢结构应用的领域和广度不仅与钢结构本身的特点有关，还受到我国国民经济发展情况的极大影响。中华人民共和国成立初期，我国钢产量每年只有十几万吨，钢结构的工程应用受到了一定的限制。但近年来，我国钢产量有了突飞猛进的提高，钢产量的增加以及钢结构施工、连接技术的进步，使得钢结构的应用领域越来越广泛。根据钢结构的特点及工程实践经验，钢结构的应用领域如下：
1.1钢结构的特点和应用1.1.2钢结构的应用1.大跨度结构钢结构因具有轻质高强的特点，故最适于建造大跨度的结构，如上海浦东国际机场（见图1-1）、鸟巢体育馆（见图1-2）、国家大剧院、广州会展中心等。
拓展阅读国家体育场（鸟巢）是第29届夏季奥运会的主体育场，位于北京奥林匹克公园中心区，占地20.4公顷，建筑面积25.8万平方米，可容纳观众9.1万人。2008年，被誉为新建筑奇迹的国家体育场（鸟巢）见证了一届无与伦比的夏季奥运会；2015年，鸟巢又成功举办了世界田径锦标赛；2019年，亚洲文明对话大会的重点活动——亚洲文化嘉年华再次将世界目光聚焦鸟巢。2022年，鸟巢还将成为北京冬奥会、冬残奥会开闭幕式场地。作为史上首个举办过夏季和冬季奥运会开闭幕式的体育场，鸟巢已成为代表国家形象的标志性建筑，超越了纯粹的体育或建筑概念，被赋予更加神圣而深邃的社会意义。国家体育场工程为特级体育建筑，主体结构设计使用年限?100?年，主体建筑是由一系列钢桁架围绕碗状坐席区编制而成的椭圆鸟巢外形，南北长333米、东西宽296米，最高处高69米。国家体育场2003年12月24日开工建设，2008年6月28日落成。?国家体育场坐落在由地面缓缓坡起的基座平台上，观众可由奥林匹克公园沿基座平台到达体育场。基座北侧为下沉式的热身场地，通过运动员通道与主场内的比赛场地连通。体育场基座以上部分共七层，设有观众服务设施、媒体工作区、贵宾接待区以及商业区等。基座以下部分共三层，设有零层内部环路、停车场和大量功能用房。碗型看台分为上、中、下三层，并在上、中层看台之间设置包厢及其座位区。国家体育场在建设中采用了先进的节能设计和环保措施，比如良好的自然通风和自然采光、雨水的全面回收、可再生地热能源的利用、太阳能光伏发电技术的应用等，是名副其实的大型“绿色建筑”。国家体育场
拓展阅读中国国家大剧院（NationalCentreforthePerformingArtsofChina）是新“北京十六景”之一的地标性建筑，位于北京市中心天安门广场西，人民大会堂西侧，由主体建筑及南北两侧的水下长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成。中国国家大剧院由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计，是亚洲最大的剧院综合体。国家大剧院外观呈半椭球形，东西方向长轴长度为212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米，占地11.89万平方米，总建筑面积约16.5万平方米，其中主体建筑10.5万平方米，地下附属设施6万平方米，总造价30.67亿元。设有歌剧院、音乐厅、戏剧场以及艺术展厅、餐厅、音像商店等配套设施。中国国家大剧院于1958年被定为国庆十周年十大建筑之一；2008年12月19日获“鲁班奖”；2009年10月28日入选新中国成立60周年“百项经典暨精品工程”。国家大剧院
1.1钢结构的特点和应用1.1.2钢结构的应用此外，钢结构还广泛应用于桥梁结构，尤其是大跨度的桥梁，如金门大桥、西陵长江大桥、徐浦大桥（见图1-3）、汕头海湾大桥等。
拓展阅读徐浦大桥徐浦大桥（XupuBridge）是中国上海市境内连接闵行区与浦东新区的过江通道，位于黄浦江水道之上，为上海外环高速公路组成部分之一。徐浦大桥始建于1994年4月，于1996月12日完成主梁合龙，于1997年6月24日通车运营；徐浦大桥西起龙吴路立交，上跨黄浦江水道，东至济阳跨线立交；线路全长6017米，主桥全长1074米，宽35.95米；桥面为双向八车道城