钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的结构。和其他材料的结构相比，钢结构有如下一些特点:
（1）材料的强度高，塑性和韧性好，但压力会使强度不能充分发挥
钢材和其他建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。一方面，良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。另一方面，由于钢材的强度高，做成的构件截面小而壁薄，受压时需要满足稳定的要求（受拉无稳定问题），强度有时不能充分发挥。图1-1给出同样断面的钢拉杆和压杆受力性能的比较；拉杆的极限承载能力高于压杆。这和混凝土抗压强度远远高于抗拉强度形成鲜明的对比。
（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合
钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以严格控制，材质波动的范围小。
（3）钢结构制造简便，施工周期短
钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作。因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。（结构工程师只出钢结构设计图→钢厂的深化工程师出钢结构深化图→钢厂加工→最后施工，和混凝土砌体结构直接出施工图不一样）构件在工地拼装，可以采用安装简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。小量的钢结构和轻钢屋架，也可以在现场就地制造，随即用简便机具吊装。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。
（4）钢结构的质量轻
钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样荷载，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的1/4~1/3，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构，如建造在交通不便的山区和边远地区的工程，质量轻也是一个重要的有利条件。屋盖结构的质量轻，对抵抗地震作用有利。另一方面，质轻的屋盖结构对可变荷载的变动比较敏感，荷载超额的不利影响比较大。受有积灰荷载的结构如不注意及时清灰，可能会造成事故。风吸力可能造成钢屋架的拉、压杆反号，设计时不能忽视。（所谓风吸力是指风吹过屋面，会产生一个垂直屋面板向上的力，对于轻屋面，如果不考虑风吸力，会容易引发事故）设计沿海地区的房屋结构，如果对飓风作用下的风吸力估计不足，则屋面系统有被掀起的危险。广东湛江地区就发生过这种情况。
（5）钢材耐腐蚀性差
钢材耐腐蚀的性能比较差，必须对结构注意防护。尤其是暴露在大气中的结构如桥梁，更应特别注意。这使维护费用比钢筋混凝土结构高。不过在没有侵蚀性介质的一般厂房中，构件经过彻底除锈并涂上合格的油漆，锈蚀问题并不严重。近年来出现的耐候钢具有较好的抗锈性能，已经逐步推广应用。
（6）钢材耐热但不耐火
钢材长期经受100℃辐射热时，强度没有多大变化，具有一定的耐热性能；但温度达到150℃以上时，就须用隔热层加以保护。钢材不耐火，重要的结构必须注意采取防火措施。例如，利用蛭石板、蛭石喷涂层或石膏板等加以防护。防护使钢结构造价提高。目前已经开始生产具有一定耐火性能的钢材，是解决问题的一个方向。
（7）钢结构对缺陷较为敏感
任何事物都不是十全十美的，钢结构也不例外。不仅钢材出厂时就有内在缺陷，构件在制作和安装过程中还会出现新的缺陷。钢结构对缺陷较为敏感，设计时需要考虑其效应。
（8）钢结构的变形有时会控制设计
由于钢材强度高而构件截面小，钢结构在荷载作用下的变形比较大。尤其是采用高强度钢材的结构，构件可能因变形限制而需要加大构件截面。
（9）钢结构对生态环境的影响小
建造钢结构不需要开山采石、河底挖砂等破坏生态环境的行为，施工过程可以大幅度减少碳的排放。终止服役的钢结构，可以用作炼钢的原材料，不产生大量垃圾。钢结构建筑从建造到拆除，从拆除到回收，从回收到再加工，从再加工到再建造，钢材可以实现低损耗循环利用。
1.1.2钢结构的应用范围
钢结构的合理应用范围不仅取决于钢结构本身的特性，还受到国民经济发展情况的制约。从新中国成立到20世纪90年代中期，钢结构的应用经历了一个“节约钢材”阶段，即在土建工程中钢结构只用在钢筋混凝土不能代替的地方。原因是钢材短缺：1949年全国钢产量只有十几万吨，虽然大力发展钢铁工业，钢产量一直跟不上社会主义建设宏大规模的要求。直至1996年钢产量达到1亿吨，局面才得到根本改变，钢结构的技术政策改成“合理使用钢材”。此后，钢结构在土建工程中的应用日益扩展。根据我国国民经济“十五”计划至“十四五”规划，国家对钢结构行业的支持政策经历了从“合理使用钢材”到“推广绿色建筑、绿色施工”再到“推广装配式建筑和钢结构建筑”的变化。
从技术角度看，钢结构的合理应用范围包括以下几个方面（图1-2～图1-7）。
（1）大跨度结构
结构跨度越大，自重在全部荷载中所占比重也就越大，减轻自重可以获得明显的经济效果。因此，钢结构强度高而质量轻的优点对于大跨桥梁和大跨建筑结构特别突出。我国人民大会堂的钢屋架、各地体育馆的悬索结构、钢网架和网壳，陕西秦始皇墓陶俑陈列馆的三铰拱架都是大跨度屋盖的具体例子。很多大型体育馆屋盖结构的跨度都已超过200m，南京奥林匹克体育中心的跨度已经超过了360m。1968年在长江上建成的第一座铁路公路两用的南京桥，最大跨度160m，其后在九江和芜湖建成的，跨度分别增大到216m和312m。长江上的公路桥跨度更大，正在建设的常泰长江大桥主跨1176m，是目前世界上最大跨度的斜拉桥。大桥于2019年1月开工建设，计划于2024年建成投用。武汉杨泗港长江大桥主跨长达1700m，是长江首座双层公路桥，同时也是世界上跨度最大的双层悬索桥。2022年开工建设的张靖皋长江大桥，大桥主跨2300m，建成后将成为世界最大跨径桥梁。
（2）重型厂房结构
钢铁联合企业和重型机械制造业有许多车间属于重型厂房。所谓“重”，就是车间里吊车的起重质量大（常在100t以上，有的达到440t），其中有些作业也十分繁重（24h运转）。这些车间的主要承重骨架往往全部或部分采用钢结构。新建的宝山钢铁公司，主要厂房都是钢结构的。另外，有强烈辐射热的车间，也经常采用钢结构。
（3）受动力荷载影响的结构
由于钢材具有良好的韧性，设有较大锻锤或其他产生动力作用设备的厂房，即使屋架跨度不很大，也往往用钢制成。对于抗震能力要求高的结构，用钢来做也是比较适宜的。
（4）可拆卸的结构
钢结构不仅质量轻，还可以用螺栓或其他便于拆装的手段来连接。需要搬迁的结构，如建筑工地生产和生活用房的骨架，临时性展览馆等，钢结构最为适宜。钢筋混凝土结构施工用的模板支架，现在也趋向于用工具式的钢桁架。
（5）高耸结构和高层建筑
高耸结构包括塔架和桅杆结构，如高压输电线路的塔架、广播和电视发射用的塔架和桅杆等。上海的东方明珠电视塔高度达468m，广州的新电视塔广州塔高达600m，1977年建成的北京环境气象塔高325m，是五层拉线的桅杆结构。高层建筑的骨架，也是钢结构应用范围的一个方面，例如上海环球金融中心，高度为492m，上海中心大厦，高度为632m。
（6）容器和其他构筑物
用钢板焊成的容器具有密封和耐高压的特点，广泛用于冶金、石油、化工企业中，包括油罐、煤气罐、高炉、热风炉等。此外，经常使用的还有皮带通廊栈桥、管道支架、钻井和采油塔架，以及海上采油平台等其他钢构筑物。
（7）轻型钢结构
钢结构质量轻不仅对大跨结构有利，对使用荷载特别轻的小跨结构也有优越性。因为使用荷载特别轻时，小跨结构的自重也就成了一个重要因素。冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可以不超过钢筋混凝土屋架的用钢量。轻型门式刚架因其轻便和安装迅速，近20年来如雨后春笋大量出现。
从全面经济观点看，钢结构还具有更多的优越性。在地基条件差的场地，多层房屋即使高度不是很大，钢结构因其质轻而降低基础工程造价，仍然可能是首选。在地价高昂的区域，钢结构则以占用土地面积小而显示它的优越性。工期短，投资及早得到回报，是有利于选用钢结构的又一重要因素。施工现场可利用的面积狭小，也是需要借重钢结构的一个条件。现代化的建筑物中各类服务设施包括供电、供水、中央空调和信息化、智能化设备，需用管线很多。钢结构易于和这些设施配合，使之少占用空间。此外，相对于传统混凝土建筑，钢结构建筑有低碳、绿色的优势，在“双碳”背景下，钢结构建筑的发展迎来了契机。钢结构建筑作为绿色建筑的主要代表，在建造过程中二氧化碳的排放量比传统混凝土要低35%以上，对自然环境的影响也小，“全生命周期”经济效益好。因此，对多层建筑采用钢结构和装配式钢结构也逐渐成为一种趋势。
钢结构和钢筋混凝土结构的合理应用范围是有重叠的，从而导致两者相互竞争的局面。钢铁工业和水泥工业都不断提高材料强度、优化性能和降低成本以求在竞争中占优势。造成两种结构随时间而此消彼长。这是两种结构之间的第一层关系。另一方面，两种结构各有其长处，从而出现相互配合的各类组合结构。
