钢结构(第一章)

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1、钢结构钢结构 主讲：朱召泉教授 （河海大学土木与交通学院）河海大学土木与交通学院）课程概况课程概况 钢结构是土木工程专业的主要专业课之一，钢结钢结构是土木工程专业的主要专业课之一，钢结构是当前我国重点推广和发展的结构形式。构是当前我国重点推广和发展的结构形式。钢结构是采用钢材制作而成的结构，是建筑工程钢结构是采用钢材制作而成的结构，是建筑工程的主要结构的主要结构 形式之一。课程的主要内容包括形式之一。课程的主要内容包括材材料、连接、基本构件三大部分料、连接、基本构件三大部分。不同结构形式都。不同结构形式都是由基本构件联结而成，是由基本构件联结而成，基本构件的核心问题是基本构件的核心问题是稳定问

2、题。稳定问题。学习时应学习时应重点搞清基本概念与性能，掌握重点搞清基本概念与性能，掌握设计原理，熟悉构造要求设计原理，熟悉构造要求。课程概况及基本要求课程概况及基本要求 第一章第一章 概概 论论 第一节第一节 钢结构的特点和应用钢结构的特点和应用 一一.钢结构的特点钢结构的特点:钢结构是用钢材制造而成的工程结构。钢结构是用钢材制造而成的工程结构。通常它采用钢板、型钢（有些结构也可能通常它采用钢板、型钢（有些结构也可能采用钢索）加工制造而成。钢结构与钢筋采用钢索）加工制造而成。钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。钢结构与其它

3、分的工程结构的不同分支。钢结构与其它结构相比，具有下列特点：结构相比，具有下列特点：1.1.可靠性高可靠性高 钢材在钢厂生产时，整个过程可严格控钢材在钢厂生产时，整个过程可严格控制，质量比较稳定制，质量比较稳定;钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体；钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体；钢材的物理力学特性与工程力学中对材钢材的物理力学特性与工程力学中对材料性能所作的基本假定符合较好；料性能所作的基本假定符合较好；钢结构的实际工作性能比较符合目前采钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果。所以说钢结构的可用的理论计算结果。所以说钢结构的可靠性高。靠性高。2.2.材料的强度高，钢结构自重轻。

4、材料的强度高，钢结构自重轻。钢材与其它材料相比，它的强度与重力密钢材与其它材料相比，它的强度与重力密度之比要高得多。在同样的受力条件下，度之比要高得多。在同样的受力条件下，钢结构用材料少，自重轻。以钢结构用材料少，自重轻。以24m24m跨度厂房跨度厂房屋架为例，当承受相同的荷载时，每榀钢屋架为例，当承受相同的荷载时，每榀钢屋架的重量为屋架的重量为2.12.12.72.7吨，而预应力钢筋吨，而预应力钢筋混凝土屋架的重量为混凝土屋架的重量为6.46.411.311.3吨，后者为吨，后者为前者的前者的3 34 4倍。若采用冷弯薄壁型钢屋架，倍。若采用冷弯薄壁型钢屋架，其自重接近钢筋混凝土屋架的其自重

5、接近钢筋混凝土屋架的1/10 1/10。钢结构自重轻，便于运输和安装，基础费钢结构自重轻，便于运输和安装，基础费用低。用低。3.3.钢材的塑性和韧性好钢材的塑性和韧性好 钢材的钢材的塑性好塑性好，钢结构破坏前一般都会产生显，钢结构破坏前一般都会产生显著的变形，易于被发现，可及时采取补救措施，著的变形，易于被发现，可及时采取补救措施，避免重大事故发生。避免重大事故发生。钢材的钢材的韧性好韧性好，钢结，钢结构对动力荷载的适应性强，具有良好的吸能能构对动力荷载的适应性强，具有良好的吸能能力，抗震性能优越。力，抗震性能优越。4.4.钢结构制造简便，施工工期短钢结构制造简便，施工工期短 钢结构一般在专业

6、工厂制造，易实现机械化，是工程钢结构一般在专业工厂制造，易实现机械化，是工程结构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后，结构中工业化程度最高的一种结构。构件制造完成后，运至施工现场拼装成结构。施工工期短，可尽快发挥投运至施工现场拼装成结构。施工工期短，可尽快发挥投资的经济效益。我国已建成的某资的经济效益。我国已建成的某240m240m 315m315m全钢结构厂全钢结构厂房，建筑面积达房，建筑面积达7.67.6万万m m2 2，其结构安装仅用了，其结构安装仅用了9898天。钢天。钢结构由于连接的特性，易于加固、改建和拆迁。结构由于连接的特性，易于加固、改建和拆迁。5.5.钢结构密闭性好钢结

7、构密闭性好 钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密性钢结构采用焊接连接可制成水密性和气密性较好的常压和高压容器结构和管道。较好的常压和高压容器结构和管道。6.6.钢材的耐锈蚀性差钢材的耐锈蚀性差 在没有腐蚀性介质的一般环境中，钢结构在没有腐蚀性介质的一般环境中，钢结构经除锈后再涂上合格的防锈涂料后，锈蚀问题经除锈后再涂上合格的防锈涂料后，锈蚀问题并不严重。但在潮湿和有腐蚀性介质的环境中，并不严重。但在潮湿和有腐蚀性介质的环境中，钢结构容易锈蚀，需定期维护，增加了维护费钢结构容易锈蚀，需定期维护，增加了维护费用。我国已研究生产出抗锈蚀性能良好的耐大用。我国已研究生产出抗锈蚀性能良好的耐大气腐蚀钢，

8、并用于工程结构。气腐蚀钢，并用于工程结构。7.7.钢结构耐热但不耐火钢结构耐热但不耐火 当钢材受热温度在当钢材受热温度在200 200 o oC C以内时，钢材以内时，钢材的主要性能变化很小，的主要性能变化很小，具有较好的耐热具有较好的耐热性能性能。当温度达。当温度达600 600 o oC C以上时，钢材的以上时，钢材的承载力几乎完全丧失，所以说承载力几乎完全丧失，所以说钢材不耐钢材不耐火。火。当温度在当温度在250250o o C C左右时，钢材的塑左右时，钢材的塑性和韧性降低，破坏时常呈脆性断裂。性和韧性降低，破坏时常呈脆性断裂。考虑一定的安全储备，当结构表面长期考虑一定的安全储备，当结

9、构表面长期受辐射热温度不小于受辐射热温度不小于150 150 o oC C时，需加以时，需加以隔热防护。当有防火要求时，要采取防隔热防护。当有防火要求时，要采取防火措施。火措施。8.8.钢材在低温时脆性增大钢材在低温时脆性增大 在负温度区（在负温度区（0 0o oC C以下）以下）,钢材的塑性和韧钢材的塑性和韧性随着温度降低而变差。性随着温度降低而变差。二、钢结构的应用范围二、钢结构的应用范围 应根据钢结构的特点，注意应根据钢结构的特点，注意扬长避扬长避短，合理使用钢结构短，合理使用钢结构。在土木工程和水。在土木工程和水利水电工程中，钢结构的主要应用范围利水电工程中，钢结构的主要应用范围如下：

10、如下：二、钢结构的应用范围二、钢结构的应用范围 1.1.大跨度结构大跨度结构 随着结构跨度增大，结构自重在全部荷载中所占比重随着结构跨度增大，结构自重在全部荷载中所占比重也就越大，减轻自重可获得明显的经济效益。对于大跨度也就越大，减轻自重可获得明显的经济效益。对于大跨度结构，钢结构重量轻的优点显得特别突出结构，钢结构重量轻的优点显得特别突出 鸟巢是鸟巢是20082008年北京奥运会主体育场。建筑顶面呈鞍形，长轴年北京奥运会主体育场。建筑顶面呈鞍形，长轴为为332.3m332.3m，短轴为，短轴为296.4m296.4m。大跨度屋盖支撑在。大跨度屋盖支撑在2424根桁架柱之上，根桁架柱之上，柱距

11、为柱距为37.96m37.96m。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有。主桁架围绕屋盖中间的开口放射形布置，有2222榀主桁架直通或接近直通。榀主桁架直通或接近直通。鸟巢承重结构是一个大跨度的钢结构曲线结构，有大量的曲鸟巢承重结构是一个大跨度的钢结构曲线结构，有大量的曲线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性。线箱形结构，设计和安装均有很大挑战性。钢结构总重钢结构总重4.24.2万吨，万吨，最大跨度最大跨度343m343m，结构相当复杂。在设计中采用了，结构相当复杂。在设计中采用了河南舞阳特种河南舞阳特种钢厂研制的钢厂研制的高强度的高强度的Q460Q460钢材，这是国内在建筑结构上首次使钢材，这

12、是国内在建筑结构上首次使用用Q460Q460规格的钢材；规格的钢材；钢板厚度达到钢板厚度达到110mm110mm，是以前绝无仅有的。，是以前绝无仅有的。英国伦敦的英国伦敦的“世纪展览馆世纪展览馆”：直径直径365m365m钢骨架膜结构圆形建筑。钢骨架膜结构圆形建筑。2.2.高层建筑高层建筑 高层建筑已成为现代化城市的一个标高层建筑已成为现代化城市的一个标志。钢材强度高和钢结构重量轻的特点志。钢材强度高和钢结构重量轻的特点对高层建筑具有重要意义。强度高则构对高层建筑具有重要意义。强度高则构件截面尺寸小，可提高有效使用面积。件截面尺寸小，可提高有效使用面积。重量轻可大大减轻构件、基础和地基所重量轻

13、可大大减轻构件、基础和地基所承受的荷载，降低基础工程等的造价。承受的荷载，降低基础工程等的造价。当今世界上最高的当今世界上最高的5050幢建筑中，钢结构幢建筑中，钢结构和钢和钢砼混合结构占砼混合结构占80%80%以上。以上。台北金融中心大楼（台北金融中心大楼（TAIBPEI101TAIBPEI101）101101层，层，508m508m高，高，2.32.3万平米，万平米，20042004年年9 9月营运。月营运。上海金茂大厦（大楼）上海金茂大厦（大楼）88+388+3层，层，8888层为观光厅层为观光厅高度为高度为340.1m340.1m，总高，总高420.5m420.5m。用钢用钢14000

14、t14000t，28.728.7万万m m2 2。大厦桩深大厦桩深83.5m83.5m，总投资，总投资￥5.45.4亿。亿。上海环球金融中心于上海环球金融中心于1997年年初开工，年年初开工，2008年竣工。原设计年竣工。原设计高高460米，后来因受亚洲金融危机影响，工程曾一度停工。米，后来因受亚洲金融危机影响，工程曾一度停工。2003年年2月工程复工。但由于当时中国台北和香港都已在建月工程复工。但由于当时中国台北和香港都已在建480米高的摩天大厦，超过环球金融中心的原设计高度。由于日本米高的摩天大厦，超过环球金融中心的原设计高度。由于日本方面兴建世界第一高楼的初衷不变，对原设计方案进行了修改

15、。方面兴建世界第一高楼的初衷不变，对原设计方案进行了修改。修改后的环球金融中心比原来增加修改后的环球金融中心比原来增加7层，即达到地上层，即达到地上101层，地层，地下下3层，总高度达到层，总高度达到492米，米，目前世界第一高楼台北目前世界第一高楼台北101大楼总大楼总高度为高度为508米，但其中包括了米，但其中包括了60米高的天线，上海环球金融中米高的天线，上海环球金融中心比起已建成的中国台北国际金融大厦主楼高出心比起已建成的中国台北国际金融大厦主楼高出44米。米。上海中心大厦上海中心大厦位于陆家嘴金融中心区，占地面积位于陆家嘴金融中心区，占地面积2.03万平方米万平方米：预计建筑高度：预

16、计建筑高度632米米，121层（地上）层（地上）钢框架钢框架-核心筒结构核心筒结构，预计建筑造价，预计建筑造价148亿元人民币，亿元人民币，由美国由美国GENSLER建筑设计事务所设计。该楼建成后建筑设计事务所设计。该楼建成后将与将与金茂大厦金茂大厦(四百二十点五米四百二十点五米)、环球金融中心环球金融中心(四百四百九十二米九十二米)等组成超高层建筑群，形成上海小陆家嘴等组成超高层建筑群，形成上海小陆家嘴中心区的新天际线，形成中心区的新天际线，形成“三足鼎立三足鼎立”美景。美景。迪拜塔于迪拜塔于2005年动工，年动工，最终落成高度为米，为全球之最终落成高度为米，为全球之最。最。建筑面积达建筑面

17、积达50万平方米，共设有万平方米，共设有54部高速电梯，从地面到部高速电梯，从地面到观景台的电梯速度为全球最快观景台的电梯速度为全球最快(600米米/分中分中)，1分钟内便可到达分钟内便可到达123楼和楼和124楼的观景台。楼的观景台。2010年年1月月4日日晚举行迪拜塔落成典礼，把这座世界第一日日晚举行迪拜塔落成典礼，把这座世界第一高楼高楼更名为哈利法塔。如何避免摩天大楼在大风中过度摇摆，是更名为哈利法塔。如何避免摩天大楼在大风中过度摇摆，是建筑师所面临难题。另外，因楼体沉重，哈利法塔眼下已往地下建筑师所面临难题。另外，因楼体沉重，哈利法塔眼下已往地下陷入大约陷入大约60mmmm。3.3.工

18、业建筑工业建筑 当工业建筑的跨度和柱距较大，或者设有大当工业建筑的跨度和柱距较大，或者设有大吨位吊车，结构需承受大的动力荷载时，往往部吨位吊车，结构需承受大的动力荷载时，往往部分或全部采用钢结构。分或全部采用钢结构。马钢平（炉）改转（炉）工程：马钢平（炉）改转（炉）工程：占地面积占地面积1.981.98万平米，钢结构总重量万平米，钢结构总重量1.791.79万吨。万吨。4.4.轻型结构轻型结构 称使用荷载较小或跨度不大的结构为称使用荷载较小或跨度不大的结构为轻型结构。自重是这类结构的主要荷轻型结构。自重是这类结构的主要荷载，常采用载，常采用冷弯薄壁型钢或小型钢制冷弯薄壁型钢或小型钢制成的轻型钢

19、结构。成的轻型钢结构。国内跨度最大的轻钢结构是大连某粮国内跨度最大的轻钢结构是大连某粮食仓库，食仓库，l l=72m=72m，建筑面积，建筑面积8000m8000m2 2 ，结构用钢量结构用钢量49.7kg/m49.7kg/m2 2 。近年来金属。近年来金属拱型波纹屋盖已用于建筑工程。拱型波纹屋盖已用于建筑工程。5.5.高耸结构高耸结构 如塔架和桅杆等，它们的高度大，横截面尺寸较小，风荷载和如塔架和桅杆等，它们的高度大，横截面尺寸较小，风荷载和地震作用常常起主要作用，自重对结构的影响较大，常采用地震作用常常起主要作用，自重对结构的影响较大，常采用钢结构。钢结构。世界第一高塔世界第一高塔广州新电

20、视塔，是广州广州新电视塔，是广州市的地标工程，主塔体高度市的地标工程，主塔体高度454米，天线米，天线桅杆高度桅杆高度156米，总高度达到米，总高度达到610米。米。上海东方明珠电视塔上海东方明珠电视塔468米高米高6.6.活动式结构活动式结构 如水工钢闸门、升船机等，可充分发挥钢结如水工钢闸门、升船机等，可充分发挥钢结构重量轻的特点，降低启闭设备的造价和运构重量轻的特点，降低启闭设备的造价和运转所耗费的动力。转所耗费的动力。我国三峡工程的永久船闸采用双线五级连续我国三峡工程的永久船闸采用双线五级连续梯级船闸，总水级差梯级船闸，总水级差113m113m，闸门孔口净宽，闸门孔口净宽34m34m，

21、每级均采用人字钢闸门，共有每级均采用人字钢闸门，共有1212道道2424扇闸门，扇闸门，每扇闸门高每扇闸门高38.5m38.5m，宽，宽20.2m20.2m，重，重864t864t。船过。船过船闸一般需船闸一般需2 2小时小时3535分钟。分钟。三峡升船机承船箱长三峡升船机承船箱长120m120m，总宽，总宽23m23m，总高，总高10m,10m,水深水深3.5m3.5m，提升重量可达，提升重量可达1.181.18万吨，提万吨，提升高度升高度113m113m。3030分钟过坝，计划分钟过坝，计划20092009年建成年建成。8.8.钢桥钢桥 国内跨度最大的国内跨度最大的钢桁架桥钢桁架桥为九江长

22、江大桥，为九江长江大桥，l=216m(南京一桥为九跨每跨南京一桥为九跨每跨160m)。江阴长。江阴长江大桥为悬索桥，江大桥为悬索桥，l=1385m，主揽直径，主揽直径866mm，由，由20320根直径根直径5.35mm的钢丝组成，的钢丝组成，两根主揽总重两根主揽总重16800t，钢丝总长，钢丝总长10万万km（可（可绕地球两圈多）绕地球两圈多）。斜拉桥跨度世界第一为日。斜拉桥跨度世界第一为日本明石海峡大桥，本明石海峡大桥，l=1991m(1990+1m)。南京二桥南汊主桥为南京二桥南汊主桥为钢箱梁斜拉桥钢箱梁斜拉桥，主跨，主跨628m，桥全长，桥全长21.197km。此外，南京长江。此外，南京

23、长江三桥、潤扬大桥、苏通大桥等都是近几年长三桥、潤扬大桥、苏通大桥等都是近几年长江上已建造或正在建造的典型钢结构桥梁。江上已建造或正在建造的典型钢结构桥梁。桥型分别为桥型分别为斜拉桥或悬索桥。斜拉桥或悬索桥。江阴长江大桥：江阴长江大桥：主跨主跨13851385米，主塔高米，主塔高193193米，米，主缆直径主缆直径86.686.6厘米、长厘米、长22002200米。米。上海卢浦大桥上海卢浦大桥 是目前世界上最大的是目前世界上最大的中承中承式式钢结构拱桥，总投资约钢结构拱桥，总投资约2424亿元。该桥主跨亿元。该桥主跨550m550m。9.9.住宅住宅 综上所述，可见钢结构是在各种工程中广综上所

24、述，可见钢结构是在各种工程中广泛应用的一种重要的结构形式。随着我国经泛应用的一种重要的结构形式。随着我国经济建设的发展和钢产量的提高，钢结构将会济建设的发展和钢产量的提高，钢结构将会发挥日益重要的作用。发挥日益重要的作用。第二节第二节 钢结构的设计方法钢结构的设计方法 一结构设计的目的一结构设计的目的：任何结构都是为了完成所要求的某：任何结构都是为了完成所要求的某 些功能而设计的。工程结构必须具备下列功能：些功能而设计的。工程结构必须具备下列功能：1 1安全性安全性SafetySafety：结构在正常施工和正常使用条件下，：结构在正常施工和正常使用条件下，承受可能出现的各种作用的能力，以及在偶

25、然事件发生承受可能出现的各种作用的能力，以及在偶然事件发生时和发生后，仍保持必要的整体稳定性的能力。时和发生后，仍保持必要的整体稳定性的能力。2 2适用性适用性ServicabilityServicability：结构在正常使用条件下，：结构在正常使用条件下，满足预定使用要求的能力。满足预定使用要求的能力。3 3耐久性耐久性DurabilityDurability：结构在正常维护条件下，随时：结构在正常维护条件下，随时间变化而仍间变化而仍 能满足预定功能要求的能力。能满足预定功能要求的能力。结构的安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠结构的安全性、适用性、耐久性总称为结构的可靠性性。结构设计（

26、计算）的目的是在满足各种预定功能的。结构设计（计算）的目的是在满足各种预定功能的前提下，做到技术先进、安全适用、经济合理和确保质前提下，做到技术先进、安全适用、经济合理和确保质量。要实现这一目的，必须借助于合理的设计方法。量。要实现这一目的，必须借助于合理的设计方法。二设计方法二设计方法1 1影响结构可靠性的因素影响结构可靠性的因素 对于一般的工程结构，影响结构可靠性的因素对于一般的工程结构，影响结构可靠性的因素可以归并为可以归并为荷载效应荷载效应S S（荷载作用引起的结构或构（荷载作用引起的结构或构件的内力、变形等）和件的内力、变形等）和结构抗力结构抗力R R （结构或构件承（结构或构件承受

27、荷载效应的能力，如承载力、刚度等）两个基本受荷载效应的能力，如承载力、刚度等）两个基本变量。变量。Z Z=R-S R-S （1 1-1 1）ZZ结构完成预定功能状态的函数。结构完成预定功能状态的函数。Z Z00结构处于可靠状态；结构处于可靠状态；Z Z0 0 结构处于失效状态；结构处于失效状态；Z Z0 0结构处于临界状态，一旦超过这一状结构处于临界状态，一旦超过这一状态，结构将不再能满足设计要求。因此它也态，结构将不再能满足设计要求。因此它也称为极称为极限状态。限状态。2 2概率极限状态设计法概率极限状态设计法1)1)结构设计应考虑下列两种极限状态：结构设计应考虑下列两种极限状态：（1 1）

28、承载能力极限状态承载能力极限状态：结构或构件达到：结构或构件达到最大承载能力，或达到不适于继续承载的变最大承载能力，或达到不适于继续承载的变形的极限状态。形的极限状态。（2 2）正常使用极限状态正常使用极限状态：结构或构件达到：结构或构件达到使用功能上允许的某一限值的极限状态。使用功能上允许的某一限值的极限状态。2)2)结构可靠度结构可靠度:结构在规定的时间内，在规定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的条件下，完成预定功能的概率(P(Pr r)。P Pf f=P(z0)=P(z0)P Pr r=P(z0)=1-P=P(z0)=1-Pf f 设计使用年限分类设计使用年限分类类

29、别类别 设计使用年限设计使用年限示例示例1 15 5临时性结构临时性结构2 22525易于替换的结构构件易于替换的结构构件3 35050普通房屋和构筑物普通房屋和构筑物4 4100100纪念性建筑和特别重要纪念性建筑和特别重要的结构的结构3 3）钢结构设计规范）钢结构设计规范(GB50017-2003)(GB50017-2003)设计方法设计方法对于承载能力极限状态采用应力表达式：对于承载能力极限状态采用应力表达式：正常使用极限状态一般采用挠度表达式：正常使用极限状态一般采用挠度表达式：4 4）现行水工、船闸钢结构专门规范的设计方法）现行水工、船闸钢结构专门规范的设计方法容许容许应力法应力法（

30、如水利水电工程钢闸门设计规范（如水利水电工程钢闸门设计规范SL74-95SL74-95）fQiKQiniciKQQGKG)(211021WWWWWQiKniciKQGK/)/(321Kfkkkfkk第三节第三节 钢结构的发展钢结构的发展1 1、我国的钢产量从、我国的钢产量从19961996年起年产突破年起年产突破1 1亿吨以亿吨以来来,2001,2001年为年为1.5 1.5 亿吨，亿吨，20022002年达年达1.8 1.8 亿吨，亿吨，20052005年高达年高达3.53.5亿吨，而亿吨，而20092009年已接近年已接近5.75.7亿吨，亿吨，而而20102010年预计可达年预计可达6.

31、56.5亿吨，高的钢产量为发展亿吨，高的钢产量为发展钢结构提供了主要的物质基础。钢结构提供了主要的物质基础。2 2、一系列的规范和规程的颁发及计算机技术的应、一系列的规范和规程的颁发及计算机技术的应用，使我国的钢结构发展具备了必要的技术基础。用，使我国的钢结构发展具备了必要的技术基础。3 3、钢结构是环保型的、易于产业化和可再次利用、钢结构是环保型的、易于产业化和可再次利用或者说可持续发展的结构，应积极合理地扩大在或者说可持续发展的结构，应积极合理地扩大在工程中的应用。工程中的应用。一、一、4、中国建筑技术政策中国建筑技术政策（1996年年 2010年）年）中具体地提出了中具体地提出了发展钢结

32、构的要求，这是几十年来第一次国家明确提出的政策支发展钢结构的要求，这是几十年来第一次国家明确提出的政策支持。持。2002年钢结构所用钢材仅占钢材总量的年钢结构所用钢材仅占钢材总量的1.2%，计划至，计划至 2010年，钢结构所用钢材要达到总钢产量的年，钢结构所用钢材要达到总钢产量的6%。但是，但是，2010年我国钢产量预计达年我国钢产量预计达6.5亿吨，完成钢结构产量仅亿吨，完成钢结构产量仅为为2500万吨，占年钢产量的万吨，占年钢产量的3.8%，未能完成预计指标。而美、未能完成预计指标。而美、日等发达国家，钢结构的产量已达该国钢产量的日等发达国家，钢结构的产量已达该国钢产量的10-15%。因

33、此，。因此，在节能减排的政策及鲁瑟建筑越来越受到国家和政策的鼓励和支在节能减排的政策及鲁瑟建筑越来越受到国家和政策的鼓励和支持下，钢结构的发展在我国还有很大的发展空间和潜力。持下，钢结构的发展在我国还有很大的发展空间和潜力。年份2001200220032004200520062007200820092010钢产量（万吨）15163182372223428282352394187848924500925678465000二、二、钢结构钢结构 进一步发展的几个方面进一步发展的几个方面1.1.设计方法和计算理论的改进设计方法和计算理论的改进1 1）水工、桥梁钢结构应早日采用概率极限状态设）水工、桥梁

34、钢结构应早日采用概率极限状态设计法。计法。2 2）(GB50017-2003)(GB50017-2003)向采用更为先进合理的全概向采用更为先进合理的全概率极限状态设计法的方向努力。率极限状态设计法的方向努力。3 3）设计由构件或某一截面的可靠度，向以整个结）设计由构件或某一截面的可靠度，向以整个结构体系可靠度分析为目标的结构设计发展。构体系可靠度分析为目标的结构设计发展。4)4)钢结构的计算理论，如稳定计算、塑性设计、钢结构的计算理论，如稳定计算、塑性设计、优化设计以及在动力荷载作用下的性能等，都优化设计以及在动力荷载作用下的性能等，都需要进一步深入研究。需要进一步深入研究。2.2.优质钢材

35、的应用优质钢材的应用 采用高强度钢材采用高强度钢材:可以用较少的材料做成功效较高的结可以用较少的材料做成功效较高的结构，对于跨度大、荷载大的结构和移动式结构极为有构，对于跨度大、荷载大的结构和移动式结构极为有利。国外已把屈服强度为利。国外已把屈服强度为700700800N/mm800N/mm2 2或更高强度的或更高强度的低合金结构钢列入设计规范。研究强度更高的钢材及低合金结构钢列入设计规范。研究强度更高的钢材及其合理使用将是重要的课题。其合理使用将是重要的课题。生产和推广应用经济断面钢材生产和推广应用经济断面钢材:如轧制如轧制H H型钢、型钢、T T型钢、型钢、冷弯薄壁型钢、彩色涂层压型钢板等

36、。冷弯薄壁型钢、彩色涂层压型钢板等。研制和应用高功能结构钢：研制和应用高功能结构钢：（1 1）耐火钢：我国已生产耐火钢：我国已生产出了耐火耐候钢，并用于工程建设。（出了耐火耐候钢，并用于工程建设。（2 2）耐大气腐蚀）耐大气腐蚀钢（耐候钢）：研究生产新的高性能耐候钢和耐火耐钢（耐候钢）：研究生产新的高性能耐候钢和耐火耐候钢及涂料仍然是今后研究的重点。（候钢及涂料仍然是今后研究的重点。（3 3）低屈强比耐）低屈强比耐震结构钢：钢材的屈强比越低，材料破断前产生稳定震结构钢：钢材的屈强比越低，材料破断前产生稳定塑性变形的能力越高，吸震性能越好。塑性变形的能力越高，吸震性能越好。3.3.结构形式的革新

37、结构形式的革新 新型结构：如网架和网壳结构、薄壁型钢新型结构：如网架和网壳结构、薄壁型钢结构、预应力结构、悬挂结构、钢结构、预应力结构、悬挂结构、钢混凝土混凝土组合结构、钢组合结构、钢混凝土混合结构索膜结构、混凝土混合结构索膜结构、索网结构和其它杂交结构。索网结构和其它杂交结构。4.4.制造工业水平的提高制造工业水平的提高 改进钢结构制造的工艺和进行设备更新，改进钢结构制造的工艺和进行设备更新，提高机械化和自动化水平。应促进一些结构形提高机械化和自动化水平。应促进一些结构形成系列化、标准化、产品化，实现工厂化批量成系列化、标准化、产品化，实现工厂化批量生产，作为产品投放市场，降低造价。生产，作为产品投放市场，降低造价。