由于钢材和钢结构有上述特点,钢结构广泛应用于各种工程结构中。目前,钢结构的合理应用范围大体如下所述。

①大跨径结构。随着结构跨度增大,结构自重在全部荷载中所占的比重也就越大,减轻自重可获得明显的经济效益。对于大跨度结构,钢结构质量轻的优点显得特别突出。我国上海可容纳8万人的体育馆是一平面为椭圆形的建筑,采用了由径向悬挑格架和环向桁架组成的空间钢屋盖结构。长轴为288.4m,短轴为274.4m,屋盖最大悬挑跨度达73.5m。2005年建成通车的润扬长江大桥,其中南汊主桥采用单孔双铰钢箱梁悬索桥,主跨径1490m,为建成时中国第一、世界第三;2018年建成通车的举世瞩目的港珠澳大桥,是目前世界上最长的跨海大桥,创造了6个世界之最,被英国《卫报》誉为“新世界七大奇迹”之一。

②高层建筑。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质量轻的特点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;质量轻可大大减轻构件、基础和地基所承受的荷载,降低基础工程等的造价。在当今世界上最高的50幢建筑中,钢结构和钢筋混凝土混合结构占80%以上。1974年建成的纽约西尔斯大厦,共110层,总高度达443m,为全钢结构建筑。近年来,我国的高层建筑钢结构如雨后春笋般地拔地而起,1997年建成的上海金茂大厦,为88层,总高度为420.5m;同年8月在上海浦东开工兴建的上海环球金融中心,为98层,总高度为492m;2016年落成的上海中心,为119层,总高度达到632米,是目前中国第一、世界第六的高耸建筑。这表明完全由我国自己来建造超高层钢结构是可以做到的。

③工业建筑。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,往往部分或全部采用钢结构。为了缩短施工工期,尽快发挥投资效益,近年来我国的普通工业建筑也大量采用钢结构。

④轻型结构。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载,常采用冷弯薄壁型钢或小型钢制成的轻型钢结构。

⑤高耸结构。如塔架和桅杆等,它们的高度大,构件的横截面尺寸较小,风荷载和地震常常起主要作用,自重对结构的影响较大,因此常采用钢结构。

⑥活动式结构。如水工钢闸门、升船机等,可充分发挥钢结构质量轻的特点,降低启闭设备的造价和运转所耗费的动力。(www.daowen.com)

⑦可拆卸或移动的结构。如施工用的建筑和钢栈桥、流动式展览馆、移动式平台等,可发挥钢结构质量轻、便于运输和安装方便的优点。

⑧容器和大直径管道。如贮液(气)罐、输(油、气、原料)管道、水工压力管道等。三峡水利枢纽工程中的发电机组采用的压力钢管内径达12.4m。

⑨地震区抗震要求高的结构。

⑩急需早日交付使用的工程。这类工程可发挥钢结构施工工期短和质量轻便于运输的特点。

综上所述,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。