随着生产规模的扩大以及人类文明的不断进步，许多大空间、大跨度建筑如体育馆、展览馆、机场航站楼、地铁站、大型工业厂房等不断涌现出来，显然钢筋混凝土结构、木结构、砌筑结构等很难实现这种大跨度空间结构形式。由于钢材产量的快速增长、国家政策导向以及钢结构设计、科研、施工队伍日益强大等诸多有利因素的影响，钢管结构凭借其自身优越的性能，近年来其应用得到飞速发展，应用范围几乎涉及所有结构领域，包括房屋建筑、桥梁、堤坝、海洋平台和塔桅结构等。

    自然界中的许多例子显示了圆管形状在受压、受扭以及多方向受弯下的卓越的结构性能，人们正是从这些风中芦苇、雨中翠竹中受到启发，将管结构优越的结构性能与极具魅力的建筑外形相结合形成钢管结构。钢管结构的最大优点是能将人们对建筑物的功能要求、感观要求以及经济效益要求完美地结合在一起。
 
    管结构的分类和特点

    1 钢管结构的分类

    目前工程中使用的钢管结构可按截面形状、结构形式和制作方法进行分类。按构件的截面形状可将钢管结构分为三大类：即圆管结构（CHS）、方（矩）形管结构（RHS）以及其他形状。由于外表和受力性能上的优越性，圆管结构和方管结构最为常见。按结构形式管结构可分为网架（网壳）、桁架、框架和钢管混凝土结构4种。而通常意义上，管结构是指采用圆管和方管作构件，管与管之间通过相贯焊接连接的结构。按制作方法来分，管结构可分为热轧钢管结构、冷轧钢管结构以及焊接钢管结构。热轧钢管壁厚可以较大、制作成本高，冷轧钢管壁厚相对较薄。

    2 圆管和方（矩）形钢管结构的特点：

    钢管结构的特点，大致可归纳如下：

    1) 圆管和方（矩）形截面都具有双轴对称、截面形心和剪心重合等特点；圆管和方管截面，截面惯性矩对各轴相同，作为受弯和受压构件的优势突出。

    2)截面闭合，抗扭刚度大、板件局部稳定好。尤其是圆管截面，抵抗扭转特别有效。

    3）外观简捷、平滑，杆件可直接焊接于同一点，可不用节点板，以节省钢材。

    4）相比开口截面而言，圆管和方（矩）形截面具有表面平整、无死角以及外表面积小等特点，有利于节省防腐和防火涂料，也便于除尘。

    5）钢管截面的风阻力系数小，当暴露在流体（如风、水流）中时有着显著的优点。

    6）钢管结构的内部空间可利用。钢管内填充混凝土（钢管混凝土结构）不仅能提高构件的承载力，而且还能延长构件的耐火极限（平均可达2h）；管内注水，可利用内部水循环进行防火；传输液体，如输油管线，排雨水管等；管内还可以放预应力索，施加体内预应力。

    7)钢管结构的材料单价较普通开口截面形式的型钢高。
 
    3 钢管截面与其他截面的性能比较

    钢管结构较其他结构的优越性，可从构件的截面特性、受力性能、经济效益等几个方面对比得出。表1是几种常见钢结构构件截面和物理特性：H型钢、工字钢、方钢管、圆钢管，表1中各截面的单位质量相近。从表1中的对比可以看出，开口截面（H型钢和工字钢）的两个主轴方向的惯性矩和回转半径、截面抗弯模量相差较大，对于在主轴方向平面内单向受弯比较有利，但不宜单独作轴心受压构件或斜弯曲（双向弯曲）构件；而钢管截面的两个主轴方向的惯性矩和回转半径、截面抗弯模量相同，单一杆件的稳定性较好；双轴对称的圆、方（矩）形截面构件的截面形心和剪心重合，具有良好的抗扭特性；对于相同断面面积的管材（圆钢管、方（矩）形钢管）和开口截面型材（H型钢、工字钢），前者的外表面积约为后者的0.6倍，这表面钢管构件需要的防火和防腐材料要比开口截面型钢节约大约40%；方钢管与圆钢管的风阻体型系数也远小于开口型钢构件，适宜暴露在室外及流体中。方（矩）形钢管与圆钢管的性能也略有差异。在力学性能方面，方钢管的抗弯性能要好于圆钢管，抗扭性能要略逊于圆钢管。但方（矩）形截面构件表面平整，节点处的相贯线是直线，更便于制作安装。