結構鋼是用于制造各種形狀的建筑材料的一類鋼材。許多結構鋼形狀采用具有特定橫截面輪廓的細長梁的形式。在大多數工業化國家，結構鋼的形狀、尺寸、化學成分、機械性能（如強度）、儲存方法等均受標準監管。

大多數結構鋼的形狀，諸如i-beams，具有高的面積的二次矩，它們是在裝置相對于它們的橫截面面積非常硬，因此可以支持高負荷而不過度下垂。

大多數建筑項目需要使用數百種不同的材料。這些范圍從所有不同規格的混凝土、不同規格的結構鋼、粘土、砂漿、陶瓷、木材等。就承重結構框架而言，它們通常由結構鋼、混凝土、磚石和/或木材，使用每種木材的適當組合來產生有效的結構。大多數商業和工業結構主要使用結構鋼或鋼筋混凝土建造.在設計結構時，工程師必須決定哪種材料（如果不是兩種）最適合設計。選擇建筑材料時要考慮許多因素。成本通常是控制因素；但是，在做出最終決定之前，將考慮其他因素，例如重量、強度、可施工性、可用性、可持續性和耐火性。

• 成本-這些建筑材料的成本將完全取決于項目的地理位置和材料的可用性。正如汽油價格波動一樣，水泥、骨料、鋼材等的價格也會波動。鋼筋混凝土大約一半的建筑成本來自所需的模板。這是指建造“盒子”或容器所需的木材，在其中澆注并保持混凝土直至其固化。由于成本和時間的減少，模板的費用使預制混凝土成為設計師的流行選擇。鋼材按重量出售，結構設計師必須指定盡可能輕的構件，同時保持安全的結構設計。使用許多相同的鋼構件而不是許多獨特的鋼構件也降低了成本。
• 強度/重量比-建筑材料通常按其強度與重量比（或比強度，即材料的強度除以其密度）進行分類。這些比率表明材料對其重量的有用程度，這反過來又表明其成本和易于構造。混凝土的壓縮強度通常是拉伸強度的10倍，因此在壓縮時具有更高的強度重量比。
• 可持續性-許多建筑公司和材料供應商正變得更加環保。對于將在環境中世代存在的材料，可持續性已成為一個全新的考慮因素。可持續材料在安裝時和整個生命周期中對環境的影響最小。如果使用得當，鋼筋混凝土和結構鋼是可持續的。超過80%的結構鋼構件由回收金屬制成，稱為A992鋼。這種構件材料比以前使用的鋼構件（A36級）更便宜并且具有更高的強度重量比。混凝土的材料成分是天然存在的材料，對環境無害，現在可以澆筑混凝土以使其具有滲透性，讓水流過鋪砌的表面，以減少對排水或徑流基礎設施的需求。混凝土也可以被粉碎并用作未來混凝土應用中的骨料，避免垃圾填埋。
• 耐火性-建筑物最危險的危害之一是火災隱患。在干燥、多風的氣候和使用木材建造的結構中尤其如此。必須考慮結構鋼的特殊注意事項，以確保其不處于危險的火災危險條件下。鋼筋混凝土的特點是在發生火災時不會構成威脅，甚至可以抵抗火勢蔓延和溫度變化。這使得混凝土具有出色的絕緣性，通過減少維持氣候所需的能量來提高其周圍建筑物的可持續性。
• 腐蝕-一些結構材料容易受到水、熱、濕氣或鹽等周圍元素的腐蝕。在安裝結構材料時必須采取特殊的預防措施來防止它，并且建筑物的居住者必須知道任何伴隨的維護要求。例如，結構鋼不能暴露在環境中，因為任何濕氣或與水的其他接觸都會使其生銹，從而危及建筑物的結構完整性并危及居住者和鄰居。

• 特性-通常由硅酸鹽水泥、水、建筑骨料（粗和細）和鋼筋（鋼筋）組成，與結構鋼相比，混凝土更便宜。
• 強度-混凝土是一種復合材料，具有相對較高的抗壓強度特性，但缺乏抗拉強度/延展性。這固有地使混凝土成為承載結構重量的有用材料。用鋼筋加固的混凝土使結構具有更強的抗拉能力，并增加了延展性和彈性。
• 可施工性-必須澆筑鋼筋混凝土并使其凝固或硬化。凝固后（通常1-2天），混凝土必須固化，這是混凝土在水泥顆粒和水之間發生化學反應的過程。28天后固化過程完成；但是，根據結構的性質，施工可能會在1-2周后繼續進行。混凝土幾乎可以建造成任何形狀和尺寸。在結構項目中使用鋼筋混凝土的成本中，大約有一半用于建造模板。為了節省時間并因此節省成本，可以預制結構混凝土構件。這是指鋼筋混凝土梁、大梁或柱子在場外澆筑并等待固化。在固化過程之后，混凝土構件可在需要時立即運送到施工現場并安裝。由于混凝土構件預先在現場固化，因此在安裝后可立即繼續施工。
• 耐火性-混凝土具有出色的耐火性能，無需額外的施工成本即可遵守國際建筑規范(IBC)的防火標準。然而，混凝土建筑仍可能使用其他不耐火的材料。因此，設計師仍必須考慮混凝土的使用以及需要火災危險材料的地方，以防止未來整體設計出現復雜情況。
• 腐蝕-鋼筋混凝土，如果建造得當，具有出色的耐腐蝕性能。混凝土不僅防水，而且需要它隨著時間的推移固化和發展其強度。然而，混凝土中的鋼筋不得暴露，以防止其腐蝕，因為這會顯著降低結構的極限強度。在美國混凝土學會為工程師提供必要的設計規范，以確保有足夠的混凝土覆蓋任何鋼筋以防止暴露在水中。必須指定此覆蓋距離，因為混凝土將不可避免地在承受張力的位置或包含用于承受所述張力的鋼筋的位置開裂。如果混凝土開裂，它會為水直接流向鋼筋提供一條路徑。一些鋼筋涂有環氧樹脂，作為防止水接觸腐蝕的二級措施。但是，由于環氧樹脂涂層鋼筋的成本較高，因此該方法會導致整個項目的成本較高。此外，當使用環氧樹脂涂層鋼筋時，鋼筋混凝土構件必須設計得更大、更堅固，以平衡鋼筋與混凝土之間的摩擦損失。這種摩擦稱為粘合強度，它對混凝土構件的結構完整性至關重要。

• 特性-結構鋼與混凝土的不同之處在于其抗壓強度和抗拉強度。
• 強度-結構鋼具有高強度、剛度、韌性和延展性，是商業和工業建筑中最常用的材料之一。
• 可施工性-結構鋼幾乎可以開發成任何形狀，在施工中可以用螺栓連接或焊接在一起。材料一到現場就可以安裝結構鋼，而混凝土必須在澆筑后至少1-2周固化才能繼續施工，使鋼成為一種適合進度的建筑材料。
• 耐火性-鋼本質上是一種不燃材料。然而，當加熱到火災場景中的溫度時，材料的強度和剛度會顯著降低。國際建筑規范要求用??足夠的耐火材料包裹鋼材，這增加了鋼結構建筑的整體成本。
• 腐蝕-鋼與水接觸時會腐蝕，從而形成具有潛在危險的結構。必須在鋼結構結構中采取措施，以防止任何終生腐蝕。鋼可以涂漆，提供防水性。此外，用于包裹鋼的耐火材料通常是防水的。
• 模具-與木材相比，鋼材提供的表面環境不太適合霉菌生長。

當今最高的結構（通常稱為“摩天大樓”或高層建筑）是使用結構鋼建造的，因為它具有可施工性以及高強度重量比。相比之下，混凝土雖然密度不如鋼，但強度重量比要低得多。這是因為結構混凝土構件需要更大的體積來支撐相同的載荷；鋼雖然密度更大，但不需要那么多材料來承載負載。但是，對于低層建筑或多層或更少樓層的建筑，這種優勢變得微不足道。低層建筑分布遠小于負載高層結構，使混凝土成為經濟的選擇。對于簡單的結構（例如停車場）或任何簡單的直線形狀的建筑物尤其如此。

選擇結構鋼和鋼筋混凝土并不總是因為它們是最理想的結構材料。公司依賴于為任何建筑項目獲利的能力，設計師也是如此。原材料（鋼材、水泥、粗骨料、細骨料、模板木材等）的價格不斷變化。如果一個結構可以使用任何一種材料建造，那么兩種材料中最便宜的可能會控制。另一個重要的變量是項目的位置。最近的鋼鐵制造設施可能比最近的混凝土供應商離施工現場更遠。能源和運輸的高成本也將控制材料的選擇。在開始建設項目的概念設計之前，將考慮所有這些成本。

由這兩種材料組成的結構利用了結構鋼和鋼筋混凝土的優點。這在鋼筋混凝土中已經是常見的做法，因為鋼筋用于為結構混凝土構件提供鋼的抗拉強度能力。一個常見的例子是停車場。一些停車場使用結構鋼柱和鋼筋混凝土板建造。混凝土將澆筑地基，為停車場提供一個可建造的表面。鋼柱將通過螺栓連接和/或焊接到從澆筑混凝土板表面擠出的鋼柱上連接到板。預制混凝土梁可在現場交付以安裝在二樓，然后可以為路面區域澆筑混凝土板。這種類型的停車場只是許多可能同時使用鋼筋混凝土和結構鋼的結構的一個例子。

結構工程師明白，有無數種設計可以打造高效、安全且價格合理的建筑。工程師的工作是與業主、承包商和所有其他相關方一起工作，以生產出適合每個人需求的理想產品。在為其結構選擇結構材料時，工程師需要考慮許多變量，例如成本、強度/重量比、材料的可持續性、可施工性等。