Development Strategy for Steel Structures in Extremely Complex Environments

Shi Gang; Zeng Bin; Wang Xiaofeng; Xu Man; Xu Qing; Wang Jiuchong

doi:10.13206/j.gjgS26082545

Volume 41 Issue 9

Sep. 2026

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Shi Gang, Zeng Bin, Wang Xiaofeng, Xu Man, Xu Qing, Wang Jiuchong. Development Strategy for Steel Structures in Extremely Complex Environments[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(9): 21-32. doi: 10.13206/j.gjgS26082545

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Shi Gang, Zeng Bin, Wang Xiaofeng, Xu Man, Xu Qing, Wang Jiuchong. Development Strategy for Steel Structures in Extremely Complex Environments[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2026, 41(9): 21-32. doi: 10.13206/j.gjgS26082545

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Development Strategy for Steel Structures in Extremely Complex Environments

doi: 10.13206/j.gjgS26082545

1. Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China;
2. Central Research Institute of Building and Construction, MCC Group, Beijing 100088, China

Received Date: 2026-08-25
Available Online: 2026-11-06

Abstract

Abstract

Facing the severe challenges that extremely complex environments （e.g.， deep-sea， deep-underground， and polar regions） pose to the service performance of steel structures， this paper systematically reviews the development status in China and abroad in terms of policy systems， scientific research， and standards and specifications. A medium- and long-term development framework centered on the integration of “materials—design—operation and maintenance” is proposed， with long-term targets defined as the establishment of a steel material spectrum， the development of resilient design methods， and the realization of life-cycle intelligent operation and maintenance. Four development pathways are proposed： demand-driven engineering demonstration， standard and institutional support， digital and intelligent transformation， and intelligent monitoring network construction. Looking forward， priority technologies are proposed， including multi-scale alloy design， high-performance steel structural systems for extremely complex environments， multi-physics coupled simulation and comprehensive testing platforms for complex environments， intelligent sensing of steel performance degradation， and structure-adaptive operation and maintenance strategies. Technology validation and standardization are promoted through nine typical engineering demonstrations in deep-sea， deep-space， deep-underground， and polar regions， thereby supporting the construction of major national projects and enhancing international competitiveness.
- extremely complex environment,
- steel structure,
- infrastructure,
- development strategy

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