韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的多
少。韧性好，说明材料 具有良好 的动力工作 性能。
1.1.2 钢结构的应用范围
钢结构的合理应用范围不仅取决于钢结 构本身的特性，还受到钢材的品种、产量和 经济水平的影响。
钢结构发展从建国以来分三阶段：
50~60年代（初盛时期）：借助苏联的经济和 技术支援，有百十个项目，都是重型工业厂房；
（3）高耸结构
塔架结构 桅杆结构
东方明珠电视塔
东方明珠广播电视塔座 落在上海浦东新区黄浦江 畔，以其468米的高度成 为亚洲第一高塔。于1991 年3月开始建造，1994年 11 月完工，总重量达12万 吨，总投资8.3亿元人民币。
东方明珠塔由三根直径 为九米的擎天立柱、太空 舱、上球体、下球体、五 个小球、塔座和广场组成。
上海环球金融中心
由日本森大厦株式会社的全额 子公司森海外株式会社及日本 具有代表性的银行、保险公司、 商社等36家企业，偕同政府系 统机构日本海外经济协力基金 (OECF)联合投资的上海环球 金融中心，总投资逾750亿日 元。位于陆家嘴金融贸易区， 建筑总面积335,420平方米， 地下3层，地上94层。建成后 的高度达460米 。总用钢量 26000t，钢筋混凝土核心筒， 外框钢骨混凝土及钢柱。
大连西太平洋石化有限公司 1500立方米CF-62钢球罐
陕西铜川天然气公司 1000立方米天然气球罐
（8）可拆卸或移动结构
可拆卸：临时建筑物 移动结构：履带式起重机吊臂、塔吊
主要是由于其承重结构的构件之间的连 接可用螺栓，便于拆卸，并且构件可以重复 使用。
（9）轻型钢结构
1.2 钢结构的设计原则
结构、膜结构 钢-混凝土混合结构的研究和应用
第1章 绪 论
1.1 钢结构的特点和应用范围
1.1.1 钢结构的特点
力学性能好（强度、塑性、韧性） 材质均匀，与力学计算假定吻合较好。内部组
织接近匀质和各向同性体，在弹性范围内符合 虎克定律。 质量轻（强度与密度之比）。比值越大，自重 越轻，地震作用越小，震害较轻，同时对地基 土要求较低，减少基础造价。
（4）多层和高层建筑
由于钢结构具有优越的抗震抗风性能，多层和高 层建筑的骨架可采用钢结构或钢和混凝土组合成的组 合结构，如刚架-支撑结构、筒体结构、钢管混凝土结 构、型钢混凝土组合结构等。
帝 王 大 厦
上海金茂大厦
金茂大厦是由中国上海 对外贸易中心股份有限 公司独家投资5.6亿美元 建设的一座88层的超高 层大厦，建筑高度 420.5米，建筑面积28.9 万平方米，于1998年8 月28日竣工。 总用钢量 14000t，钢筋混凝土核 心筒，外框钢骨混凝土 及钢柱。设计者为美国 S.O.M事务所。
“绿色奥运”、“科技奥运”、“人文奥运” 建筑底面面积为80,000m2，屋顶面积76,719m2，地上层数6 层，最高点高度53.00m，可容纳观众数60,000。 屋顶结构采用钢桁架悬挑结构 。屋面桁架落地，形似露珠 。
天津奥林匹克体育场俯瞰效果图
国家大剧院
位于北京人民大会堂西
侧，西长安街以南，总占地 面积近12公顷，总建筑面积 近15万平方米，总投资26.88 亿元，目前已进行过网壳部 分设计与施工验收审查会议。
央视新台址
央视新台址建设 工程位于北京朝 阳区东三环中路、 北京商务中心区 的核心地段，占 地面积18.7万平方 米，总建筑面积 55万平方米, 高度 230m。央视新台 址建设工程总投 资约50亿元人民 币，2003年10月 开工建设，2008 年正式运行 。
长宽各150m，总面积 30277m2，塔高508m，世 界第一高，26层以上以8层 为一单元。主要由巨柱、核
心系统及外伸桁架梁。巨柱 自地下5层至地上90层，最 大尺寸为2.4mx3m。
台北101
直径5.5m，中670t的阻尼器
（5）承受振动荷载影响及地震作用的结构
主要利用钢材的韧性性能，当厂房内设有 产生动力作用的设备如：锻锤、电机、风 机、吊车等，厂房的承重结构用钢结构。
（6）板壳结构
如油罐、煤气柜、高炉炉壳、热风炉、漏斗、 烟囱、水塔以及各种管道等。
技术先进 经济合理 安全适用 确保质量
1.2.1 概率极限状态设计方法
极限状态：承载能力极限状态和正常使用极限 抗力（R）和荷载效应（S）： 设计表达式：
Rk
R
GSGk
QSQk
1.3 钢结构的发展
高强钢材的应用：Q235 、 Q345、 Q390 、Q420 对极限状态的了解：近似概率法 全概法 结构体系的发展：薄壁结构、索张拉结构、索-膜
该工程外部围护结构为
钢结构网壳，是半椭圆球形， 东西长轴212.2m，南北短轴 143.64m，总高度46.285。 内设歌剧院（2416席）、音 乐厅（2017席）及戏剧院 （1040席）及公共大厅等。 屋面采用钛金属板，整个网 壳外环绕人工湖35500m2,各 种通道及入口均设在水下 。
设计为法国巴黎机场公司安 德鲁建筑师，北京市建筑设 计研究院参与主体设计 ，整 体结构用钢量达6750t， 195kg/m2。
制造简单、施工周期短。材料单一且为成才， 宜加工和安装。
钢材耐腐蚀性差：需定期维护，维护费用较高。
钢材耐热但不耐火: 100℃时强度无变化， 600℃时强度约为0。超过150℃时需采取防火 措施。
塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量
塑性——承受静力荷载时，材料吸收变形能
的能力。塑性好，会使结构一般情况下不会由 于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证；
60年代中后期~70年代（低潮期）：冷弯薄壁 型钢结构、轻钢屋盖；
80年代以后~至今（发展时期）：向高、大、 重方向发展。
馆、展览馆
国家体育场
国家体育场建 筑体形上像鸟 巢。可容纳8 万人。平面为 椭圆形,长轴 340m短轴 292m。屋盖 中间有一个 146m×76m 的开口，这部 分将设计成开 合屋盖。采用 加肋薄壁箱形 截面 ，总用 钢量达16万t 。