3.2 材料各向同性，符合力学假定，提高了设计精度。由于工厂化加工制造，精度高，

易于保证质量，与混凝土相比，更符合结构设计要求。同时施工速度快，工期缩短

40%以上，

可使建筑物更早的投入使用，提早产生效益。

 

　　

3.3 在设计中由于业主的要求，经常要进行变更，采用钢结构较易配合变更。施工时干

式作业减少了对环境的污染，且构件运输方便，费用低。

 

　　

3.4 可在梁腹板处开孔走管道，不像混凝土结构在梁底通过。因此在楼层高度一样的情

况下，采用钢结构可提高层间净高。

 

　　

3.5 轻质高强，简单实现大跨与复杂几何结构。传统结构（砖混、混凝土）由于受材料限

制，其开间一般在

 3.0m、3.3m、3.6m、4.2m.如果需要更大开间，则会造成

“肥梁胖柱”，房高

也会受到影响。而在梁高相同的情况下，钢结构开间可比混凝土大

 50%.在梁柱等强度条件

下，可增加建筑有效使用面积

5%～7%。 

　　

4 应对钢结构的设计方法和设计表达式 

　　

4.1 钢结构的极限状态。当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的

某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。

OP 段为直线，表示钢材具有完全

弹性性质，

P 点应力称为比例极限。随着荷载的增加，曲线出现 ES 段，S 点的应力称为屈

服点。当以屈服点的应力作为强度限值时，抗拉强度成为材料的强度储备。超过屈服台阶，
材料出现应变硬化，曲线上升，直至曲线最高处的

B 点，这点的应力称为抗拉强度或极限

强度。

 

　　

4.2 钢结构的正常使用极限状态。包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变

形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏。以结构构件的荷载效应

S

和抗力

R 这两个随机变量来表达结构的功能函数，则 Z＝g(R，S)＝R-S  。在实际工程中，

可能出现下列三种情况：

Z＞0    结构处于可靠状态；Z＝0   结构达到临界状态，即极限状

态；

Z＜0    结构处于失效状态。按照概率极限状态设计方法，结构的可靠度定义为：结构

在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。这里所说

“完成预定功能”就是对

于规定的某种功能来说结构不失效

(Z

≥0)。 

　　

4.3 分项系数的设计表达式。对于承载能力极限状态荷载效应的基本组合按下列设计表

达式中最不利值确定可变荷载效应控制的组合为

  ，  永久荷载效应控制的组合为  ， 式中

 

— 结构重要性系数，对安全等级为一级或设计使用年限为 100 年及以上的结构构件，不应
小于

1.1；对安全等级为二级或设计使用年限为 50 年及结构构件，不应小于 1.0；对安全等

级为三级或设计使用年限为

5 年结构构件，不应小于 0.9。 

　　对于一般排架、框架结构，可采用简化式计算。由可变荷载效应控制的组合为

    ，对于

正常使用极限状态，采用荷载的标准组合进行设计，并使变形等设计不超过相应的规定限
值。设计式为。

 

　　

4.4 大跨度钢结构的设计。大跨度空间结构自由度多，自振频率分布密集，振型复杂，

在对其进行振型分解反应谱法设计时，应通过自振特性分析来选择合适的地震效应组合方
式。当在某一方向上参与质量均比较大的振型之间周期比均大于

0．8 时，SRSS 法对结构在

该方向上的地震反应可能会给出过高或过低的不正确估计，应采用考虑振型耦联的

CQc 法

进行地震效应组合；采用

CQC 法和 SRSS 法组合得到的结果非常接近，可采用相对简单的

SRSS 法进行组合。 
　　

4.5 钢结构构件一般宜直接选用型钢，这样可减少制造工作量，降低造价。型钢尺寸不

够合适或构件很大时则用钢板制作。构件间或直接连接或附以连接钢板进行连接，所以钢结
构中的元件是型钢及钢板。热轧钢板分厚板及薄板两种厚板的厚度为

4.5~60mm，薄板厚度

为

0.35~4mm。 

　　参考文献：