اگرچه بشر قرن ها است که از آهن و مشتقات آن استفاده می کند اما استفاده از این عنصر پر کاربرد در صنعت ساخت و ساز و عملیات عمرانی، قدمت چندان زیادی ندارد. با تولید انبوه و گسترش کاربرد محصولات فولادی جدید، استفاده از این فلز در ساخت و ساز هم افزایش پیدا کرد. یکی از کاربردهای ابتدایی و عمده فولاد در صنعت ساخت و ساز و پروژه های عمرانی، در ساخت سازه ایستگاه های قطار بود.
بعد از اینکه استفاده از فولاد در این مکان ها با موفقیت روبرو گردید، استفاده از آن گسترش پیدا کرد و از آن برای ساخت کلیساها، ساختمان های شخصی و موارد دیگری هم استفاده شد. در اواخر دهه ۱۸۰۰ بود که اولین ساختمان ها و برج هایی که اسکلت فولادی در ساختار آنها به کار رفته بود، ظهور کردند. در حال حاضر، بیش از یک قرن است که فولاد به عنوان یکی از مواد اولیه برتر در ساخت و ساز شناخته می شود. علاوه بر ساخت اسکلت فلزی، این آلیاژ آهن و کربن قابلیت ترکیب با سایر مصالح ساختمانی مانند شیشه را هم دارد.
ساختمان فلزی در اوایل قرن بیستم محبوب شد و به طور تقریبی در زمان جنگ جهانی دوم گسترش پیدا کرد و در طی جنگ برای ساخت پناهگاه های نظامی و انبارهای روغن مورد استفاده قرار گرفت. پس از پایان جنگ، فولاد به راحتی در دسترس همه قرار گرفت و استفاده از آن به یک استاندارد جهانی برای ساخت و ساز تبدیل شد.
به طوری که برخی از بناهای تاریخی مشهور مانند ساختمان فلزی Empire State در شهر نیویورک آمریکا از فولاد به عنوان ماده اولیه اصلی برای ساخت و ساز استفاده کرده اند. در اواخر قرن بیستم بود که تولید فولاد گسترش یافت. همچنین از آنجایی که فولاد به صورت کامل قابل بازیافت است، استفاده از اجزای ساختمان های فلزی قدیمی در فرآیند ساخت اجزای ساختمان های فلزی جدید گسترش پیدا کرد.
سیستم سازه ای (Structural System)، اصطلاحی در مهندسی سازه است که برای اشاره به مجموعه اعضای باربر یک سازه مورد استفاده قرار می‌گیرد. این سیستم، روش اجرای اجزای سازه و نحوه نگهداری یا انتقال بارها توسط آنها را نمایش می‌دهد. سیستم‌های سازه‌ای به منظور نگهداری از کل سازه یا بخشی از آن طراحی می‌شوند.
به عنوان مثال، وظیفه سازه اسکلت فولادی، نگهداری از کل ساختمان و تمام اجزای درون آن است. در حالی که یک سازه فضاکار، فقط وظیفه نگهداری از سقف را بر عهده دارد. برخی از متداول‌ترین و شناخته‌شده‌ترین سیستم‌های سازه ای عبارتند از:
سیستم دیوار باربر یا سازه پیوسته: دیوارها در این نوع سازه ها، وظیفه نگهداری و انتقال بارهای اعمال شده بر سازه را بر عهده دارند. روش قدیمی اجرای دیوارها در ساختمان مصالح بنایی را می‌توان به عنوان یک سیستم سازه پیوسته در نظر گرفت.
سیستم تیر و ستون یا سازه قابی: سازه‌هایی هستند که از ترکیب تیر و ستون (اسکلت فولادی، بتن آرمه، چوبی) برای انتقال بار استفاده می‌کنند.
سازه پوسته ای: سازه هایی متشکل از مصالح ساختمانی نازک هستند. این سیستم اغلب به منظور اجرای سقف در سازه های نیازمند فضای داخلی بزرگ (بدون دیوار یا ستون) مورد استفاده قرار می‌گیرد. تغییر شکل سازه های پوسته ای تحت بارهای اعمال شده نسبتا کم است.
سیستم کششی یا سازه کابلی: سیستم‌هایی هستند که پایداری مجموعه را توسط تحمل بارهای کششی و به وسیله اعضایی نظیر کابل تامین می‌کنند. پل‌های معلق، نمونه ای شناخته‌شده از سیستم سازه کششی هستند.
سیستم غشایی یا سازه پارچه‌ای: سازه هایی هستند که توسط غشا یا چادرهای تحت کشش، یک فضای بسته را به وجود می آورند. این سیستم توسط عضوهای غشایی، میله و کابل تشکیل می شود. سیستم غشایی ترکیبی از سیستم کششی و قابی است.
سازه خرپایی: سیستم‌هایی هستند که از اتصال چندین عضو (به شکل مثلث) تشکیل می شوند. سیستم سازه خرپای به دلیل ظرفیت باربری بالا، کاربرد زیادی در اجرای سازه‌های بزرگ دارند.
از دیگر سیستم های سازه ای متداول می توان به سیستم قوسی، طاقی، طره ای، گنبدی و قاب پرتال اشاره کرد. نحوه اجرای این سیستم‌ها و ساز و کار انتقال بار در آنها با یکدیگر متفاوت است. با این حال، امکان اجرای ترکیبی از سیستم های سازه ای برای دستیابی به عملکرد مورد انتظار وجود دارد.
فولاد به عنوان یک مصالح ساختمانی پرکاربرد، در اغلب سیستم‌های سازه ای قابل استفاده است. با این وجود، به دلیل کاربرد گسترده آن در سیستم‌های قابی یا سازه اسکلت فولادی، در ادامه مطلب بیشتر به جنبه‌های مختلف این نوع سازه فولادی خواهیم پرداخت.