Thép dầm xây dựng cường độ cao được thiết kế cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chịu tải vượt trội, như tòa nhà chọc trời, cầu và cơ sở hạt nhân. Các loại thép này có cường độ chảy ≥500 MPa, đạt được thông qua quá trình hợp kim hóa vi lượng (vanadi, niobi, titan) hoặc xử lý nhiệt cơ học, dẫn đến cấu trúc tinh thể mịn kết hợp giữa độ mạnh (500–600 MPa) với độ dẻo (Agt ≥7.5% để tuân thủ tiêu chuẩn động đất). Các mác phổ biến bao gồm HRB 500 (Trung Quốc), ASTM A1035 (Mỹ, 550 MPa cường độ chảy), và BS 8666 Mác 600B (Châu Âu, 600 MPa), với cấu hình gân tiên tiến (ví dụ, gân ba chiều trong GB/T 1499.2) để tăng cường độ bám dính lên 25% so với thép truyền thống. Những lợi thế chính bao gồm việc giảm sử dụng vật liệu (20–30% ít thép hơn so với thép mác 400) và cải thiện khả năng chống cháy, duy trì 80% cường độ ở 300°C trong 2 giờ. Kiểm soát chất lượng bao gồm kiểm tra nghiêm ngặt: kiểm tra siêu âm để phát hiện khuyết tật bên trong, kiểm tra mỏi (2 triệu chu kỳ ở 60% cường độ chảy), và kiểm tra tiềm năng ăn mòn (ASTM G59) cho sản phẩm phủ. Các ứng dụng bao gồm các dự án lớn như chọc trời (tăng cường tường lõi), cầu dài (bề mặt sàn), và nhà máy công nghiệp (lót thiết bị), tuân thủ các tiêu chuẩn nghiêm ngặt như AISC 341 (cấu trúc thép động đất) và EN 1992 1 1 (Eurocode 2). Các nhà sản xuất thường cung cấp hỗ trợ phân tích phần tử hữu hạn để tối ưu hóa bố trí thép, giảm chi phí xây dựng đồng thời đảm bảo biên độ an toàn cho các trường hợp tải cực đại.