钢材是高层与大跨结构的首选建筑材料，同时钢材以其特殊的性质，在一些建筑与结构中也被选用。以钢材为主的结构体系被称为钢结构。

钢结构的适用范围

对于钢结构，一般在以下建筑中经常使用：

首先，大跨度与承担动荷载的结构，这些结构跨度较大，震动荷载大，采用钢结构可以有效地降低结构的重量，同时还可以发挥钢结构对于动荷载的适应性。

其次，高层与超高层建筑，由于层数较高，自重作用大，采用钢结构可以有效降低自重，提高建筑物平面的利用率。同时，由于高层建筑的地震反应比较大，采用钢结构还可以有效抵御地震荷载。

第三，塔桅、输电线路塔架等高耸结构，这些结构是传统的钢结构。

第四，容器、管道等壳体结构，由于密封性要求较高，采用钢结构是必然的要求。

第五，装配式活动的房屋、移动式结构、轻型结构、简易结构。

钢结构构件的形式

除了容器等特殊结构外，大多钢结构的构件有两种形式，普通截面与格构截面。

普通截面——大多采用空腹矩型、“I”型、“十”型、圆型、“T”型等规则形状，以实腹钢板组合而成或由型钢直接形成。普通截面加工简单施工迅速，是大多中小跨度、高度钢结构的首选截面形式。在很多高层建筑中，由于单一构件尺度并不大，因此多采用普通截面形式。对于普通截面钢结构梁的设计，也经常采用蜂窝式做法，如图。在不影响抗剪能力的基础上，既可以保证各种管线的穿越，又可以减轻自重。这种做法不仅在建筑结构中采用，在许多金属结构中——如机翼的肋板——也有采用。

蜂窝梁

格构式截面——是采用短小的钢构件以一定规则构成的桁架来形成可以承担宏观受压、受弯等作用的构件。大型结构中，格构式构件是主要的形式。这种格构式构件可以形成柱、梁、支架、拱等多种形式，可以有效地节省材料的用量，提高材料的使用效率。悉尼港湾大桥就是典型的格构式拱桥。

钢结构体系的形式

与混凝土结构相比，钢结构的结构体系更加多样。但由于钢材的特殊性，在钢结构中，没有“墙”这一概念，也没有这种结构。自然也不存在板，尽管钢板可以用作楼板，但楼板的空间刚度的作用，却难以靠钢板来实现，毕竟其截面太小了。钢结构的楼板一般是采用钢与混凝土相配合的构件——压型钢板混凝土楼板。

在钢结构建筑中，也不会有“块体”的构件，因此钢材一般不用在基础中，常见的钢基础形式是钢桩，大多是护壁时使用的钢板桩，也有少量建筑物使用钢管桩，主要在软弱性的淤泥质土中使用较多，如上海地区。

从常规来看，钢结构有以下几种形式：

钢框架结构，这是多层钢结构建筑的基本形式。钢柱一般采用“I”型截面，梁也是如此，可以采用拼装的也可以直接使用型钢构成。由于钢材的特殊性能，钢框架结构的跨度更大，有效净空更高，可以获得更好的室内空间效果。

框架支撑结构，这在高层建筑中有广泛的采用。由于框架结构侧向刚度较小，随着建筑物的增高，侧移较大，一般采用巨型钢桁架作为抗侧移构件，形成有效的侧向支撑。其作用犹如剪力墙，但较剪力墙的布置更加灵活，由于支撑是格构式的构件所组成的大型桁架，并不影响采光要求，更可以布置在建筑的外侧，形成特殊的力量型的美感——这是许多结构工程师所期待的。

密柱筒与筒簇结构，钢结构不能形成真正意义的墙，但依靠密排柱列于有效的柱间连接，也可以达到筒的效果，位于美国芝加哥的希尔斯大厦就是该结构形式的经典建筑。

桁架结构，桁架几乎就是钢结构最为理想的结构形式，近乎完美的力学设计与材料的优化，在用钢量最少的前提下，承担起难以想象的荷载。桁架可以用在各种形式的结构中，也可以独自成为结构体系。空间的桁架体系也被称为网架，可以做成平面、曲面、双曲面等多种形式，既保证受理要求，又不失美感，是体育馆的基本结构之一。桁架最大的问题是受压杆件的失稳，多变的荷载也可以使大多数的杆件成为某一种状态的受压构件。解决受压杆件的失稳，是桁架设计的重点。

排架结构，在大型工业厂房中多有采用，尤其是动荷载较大的重级工业厂房。

悬索与悬挂结构，只有钢结构才会形成悬索与悬挂结构。

悬挂体系是指采用吊杆将高楼各层楼盖分段悬挂在主构架上，所构成的结构体系。主构架承担全部侧向和竖向荷载，并将它直接传至基础。在该结构中，由于钢拉杆由于不受杆件稳定要求的影响，强度能够充分发挥。悬挂体系采用钢结构，主构架虽然承受压弯，但是由于截面尺寸较大，压曲稳定影响甚小，强度能够充分发挥，吊杆是次构件，虽然截面尺寸小，由于仅承受拉力，强度也能得到充分发挥。所以，钢结构悬挂体系能够充分利用材料强度，而且能够采用高强度钢，是一种经济有效的钢结构体系。

悬挂体系中，除主构架落地外，其余部分均从上面吊挂，可以不落地。为实现底层的全开敞空间，提供了可能性，同时对于地震区高楼结构，采用悬挂体系，还可以减小地震作用，有利于提高结构的抗震可靠度。

香港汇丰银行就是这一结构形式的典型代表。

钢——混凝土结构体系，钢结构与混凝土结构各具有相对的优势，因此，近几年逐渐兴起钢——混凝土组合结构的形式。

钢与混凝土的组合结构，除了前文中提到的劲性混凝土、钢管混凝土之外，一般是钢结构与钢筋混凝土结构的联合结构体系。依靠混凝土结构的特殊性结构——墙的作用，形成钢框架——混凝土剪力墙（筒）结构，上海的金茂大厦就是这种结构。

而香港中国银行大厦则采用了钢筋混凝土大型劲性混凝土柱与钢支撑所构成的巨型支撑结构体系。在该结构中，形成竖向劲性混凝土角柱、水平转换钢桁架、斜向钢支撑所构成的空间受力体系。

尽管钢结构应用广泛，但其设计计算比较复杂，在很多情况下不会被工程师们所采用。

对于钢结构来讲，其施工过程是极为简便并且迅速的。几乎所有构件都是在工厂中生产的，质量稳定、精确度高。经过在现场的安装、连接施工后，即可完成主体结构。