钢结构是一种广泛应用的建筑结构形式，具有许多独特的特点和优势。钢结构的耐火性和耐热性相对较低，但可以通过防火涂料和其他防护措施来改善。在强震区，钢结构因其良好的韧性和动态性能，通常被认为是首选的结构类型，能够有效吸收地震能量，减少地震破坏。
大跨度结构体系包括网壳、悬索和索膜等，这些结构能够覆盖大面积区域，适用于体育馆、展览馆等大型公共建筑。结构的可靠性是指在特定时间内，在规定条件下的结构能够完成预期功能的能力，这涉及到结构的安全性和耐久性。承载能力极限状态是指结构或其组成部分达到承载能力的临界点，如构件的强度破坏、疲劳破坏和脆性断裂。
钢结构设计的基本要求包括安全性、经济性、施工便捷性和维护性，但并不包括造型美观。钢材的强度指标通常指的是屈服强度，它标志着材料开始显著塑性变形的应力点。钢材的拉伸过程分为四个阶段，第二个阶段是弹塑性阶段，这时材料仍能恢复形状，而第三个阶段，即塑性阶段，材料发生永久变形，直至断裂。
钢材的抗拉强度反映了其内部组织的质量，高强屈比意味着更高的安全储备，即材料在达到屈服点后还能承受更多的变形而不致断裂。钢材的塑性通常通过伸长率来衡量，好的塑性意味着钢材在受力变形后不易破裂。碳含量增加会降低钢材的可焊性，硅和锰则是有益元素，可以提高钢材的机械性能。
时效硬化是钢材在长时间使用后强度提升、塑性和韧性下降的现象，这主要是由于氮和碳在高温下析出形成的化合物。疲劳破坏是在重复荷载作用下，即使应力低于极限值，也会导致钢材的突然脆性断裂。高性能建筑结构用钢（高建钢）具有更高的强度和韧性，适用于高层建筑。
钢结构的连接方式主要有焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接和销轴连接，其中最早的连接方式是铆钉连接。摩擦型和承压型高强度螺栓连接的主要区别在于设计计算和孔径处理。气体保护焊是一种使用惰性气体保护的电弧熔焊方法，对接焊缝是最常见的焊缝类型，而仰焊的操作条件最为困难。焊缝的缺陷如裂纹、焊瘤等会影响结构的安全性，其中裂纹是最危险的。
焊接残余应力不会直接影响静力强度，但可能影响结构的疲劳性能。螺栓连接的排列方式和间距会影响连接的承载力，普通螺栓连接按受力情况分为抗剪型、抗拉型和拉剪型连接，其中抗剪型连接最常见。轴心受力构件如轴心受压和受拉构件的设计要考虑强度、稳定性、局部稳定性和刚度（长细比）。理想轴心受压构件的失稳形式包括弯曲、扭转和弯扭失稳，双轴对称截面最常见的失稳形式是弯曲失稳。对于轴心受压杆件，当板件厚度与宽度之比较小时，受压时可能发生弯曲失稳。
