Dans l’ingénierie de construction moderne, les structures en acier sont largement utilisées en raison de leurs propriétés matérielles supérieures et de leur forte adaptabilité. En fonction des différentes formes structurelles, caractéristiques de contrainte et fonctions, les structures en acier peuvent être divisées en plusieurs catégories. Chaque catégorie possède ses propres caractéristiques en termes de principes de construction, de portée applicable et de points de conception. Une classification claire permet une sélection précise et une conception optimisée dans la pratique de l'ingénierie.
Selon le système structurel, les types courants comprennent les structures à portiques, les structures à ossature, les structures en treillis, les structures à ossature spatiale et en coque, ainsi que les structures de suspension et de tension. Les structures à portique se caractérisent par des toits légers et des connexions rigides entre les colonnes. Ils ont de petites sections transversales de composants-et sont légers, et sont souvent utilisés dans des bâtiments-d'un seul étage-de grande portée tels que les installations industrielles et les installations logistiques d'entreposage. Les structures à ossature se composent de poutres et de colonnes reliées par des nœuds rigides pour former un squelette spatial, possédant une capacité portante à la fois horizontale et verticale-, et conviennent aux bâtiments à plusieurs-étages et-de grande hauteur. Les structures en treillis utilisent l'invariance géométrique des éléments triangulaires pour convertir les charges en forces axiales dans les éléments, et sont couramment utilisées dans des scénarios de grandes -portées et de charges lourdes- telles que les toits et les ponts. Les structures à ossature spatiale et à coque utilisent des unités de grille spatiale pour former des systèmes courbes ou plans, permettant des espaces libres de colonnes de plusieurs dizaines, voire centaines de mètres de longueur, et sont largement utilisées dans les bâtiments publics tels que les stades et les salles d'exposition. Les structures à haubans et tendues reposent sur des câbles flexibles sous tension, combinés à des éléments de compression ou à des matériaux de membrane pour former des couvertures légères à grande portée, que l'on trouve couramment dans les terminaux d'aéroport, les pergolas paysagères et d'autres bâtiments de forme unique.
En fonction des modèles de contraintes, ils peuvent également être divisés en structures à ossature pure, à ossature contreventée et en tubes. Les structures à ossature pure reposent sur des poutres et des colonnes pour la résistance à la flexion, offrant une disposition flexible mais une rigidité latérale limitée ; les cadres contreventés améliorent considérablement la stabilité globale en incorporant un contreventement latéral entre les cadres, ce qui les rend adaptés aux zones sismiques de haute -intensité ; les structures tubulaires utilisent des surfaces de colonnes denses ou des murs de cisaillement pour entourer des espaces fermés, possédant une excellente résistance au vent et aux tremblements de terre, et sont l'une des formes principales des bâtiments de très grande hauteur-.
De plus, en fonction de leur fonction et de leur adaptabilité environnementale, ils peuvent être divisés en structures en acier ordinaires, structures en acier résistant aux intempéries, structures en acier-résistantes au feu et-structures en acier à parois minces formées à froid-. Différentes catégories ont des objectifs différents en termes de résistance à la corrosion, de résistance au feu et d'économie, répondant ainsi à divers besoins d'ingénierie.
La classification scientifique fournit non seulement aux concepteurs des critères de sélection clairs, mais aide également les équipes de construction à développer des solutions de processus ciblées, améliorant ainsi l'efficacité et la qualité du projet. Avec les progrès de la science des matériaux et de la technologie informatique, les limites des types de structures en acier continuent de s'étendre et leur valeur globale dans la construction écologique et la construction intelligente deviendra encore plus importante.
