現代鋼結構按其造型和用途可分為以下幾類:
(1)高(多)層及超高層鋼結構——房屋類結構;
(2)高聳鋼結構——塔架、桅桿類結構;
(3)橋梁鋼結構——各種橋梁結構;
(4)空間鋼結構——各種屋蓋、公共建筑、城市雕塑、工業(yè)建筑結構;
(5)特種鋼結構——各種適用于特殊用途的結構,如管線、工作平臺、容器罐、航天器材等。
鋼結構的具體應用有:
(1)大跨度結構
跨度越大,自重在荷載中所占的比例越大,減輕結構自重會帶來明顯的經濟效益。鋼材強度高、重量輕的優(yōu)勢正好適合于大跨度結構。典型的大跨鋼結構包括鋼橋、體育場、儲煤倉、工業(yè)廠房、航站樓、博物館等,其結構形式有空間桁架、網架、網殼、懸索、張弦梁、實腹式或格構式拱架和框架等。我國國家體育場——鳥巢,主承重結構采用加肋薄壁箱形截面鋼構件,總用鋼量達16萬t。
現代大跨度空間結構體系可分為三大類,剛性結構體系(框架、薄殼、網架、網殼、空間桁架等)、柔性結構體系(索結構、膜結構、索膜結構、張拉集成體系等)和雜交結構體系(拉索—網架、拉索—網殼、拱—索、索—桁架等)。
(2)工業(yè)廠房和受動力荷載影響的結構
鋼材料非常適合建造有較大起重量吊車的廠房、吊車工作較繁重的廠房、有強烈輻射熱的車間。一般采用由鋼屋架和階形柱組成的門式剛架或排架形式,也可采用網架屋蓋。鋼材具有良好韌性,有較大鍛錘或產生動力設備的廠房往往使用鋼結構。對于抗震能力、要求高的結構,也應采用鋼結構。
(3)多層和高層建筑
高強度、塑性耗能能力使得鋼結構在多層、高層民用建筑中也得到了廣泛的應用。結構形式有多層框架、框架—支撐結構、框筒、懸掛、巨型框架等。
(4)高聳結構
包括塔架和桅桿結構,如高壓輸電線路的塔架,廣播、通信和電視發(fā)射用的塔架和桅桿,火箭發(fā)射塔架等。
(5)可拆卸結構
由于重量輕,加上螺栓連接便于拆裝,鋼結構非常適用于需要搬遷的結構,如建筑工地、油田和需野外作業(yè)的生產和生活用房。
(6)容器和其他構筑物
冶金、石油、化工企業(yè)大量采用鋼板容器,包括油罐、煤氣罐、高爐、熱風爐、儲煤倉等。此外還有通廊棧橋、管道支架、鍋爐支架、海洋平臺等。
(7)輕型鋼結構
近年隨著壓型鋼板等輕型屋面的采用,輕型鋼結構得到了迅速的發(fā)展。冷彎薄壁型鋼屋架在一定條件下的用鋼量比鋼筋混凝土屋架的用鋼量少。輕鋼結構的結構形式有實腹式變截面門式剛架、冷彎薄壁型鋼結構(包括金屬拱形波紋屋蓋)以及鋼管結構等。
(8)鋼和混凝土的組合結構
鋼板件容易受壓失穩(wěn),不能充分發(fā)揮它的高強度,而混凝土則宜于受壓不適于受拉,將鋼材和混凝土并用,可使兩種材料都充分發(fā)揮各自的長處。近年來,組合結構在我國得到了快速的發(fā)展,并廣泛應用于高層建筑(如深圳的賽格廣場)、大跨橋梁、工業(yè)廠房和地鐵站等。主要構件形式有鋼筋與混凝土組合梁和鋼管混凝土柱。