大跨度鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中常用的一種結(jié)構(gòu)形式，它通過使用空間桁架結(jié)構(gòu)和懸索結(jié)構(gòu)等不同的技術(shù)來實現(xiàn)其功能。空間桁架結(jié)構(gòu)是一種三維的、由多個桿件組成的結(jié)構(gòu)，通常用于承載較重或需要較大空間的結(jié)構(gòu)。而懸索結(jié)構(gòu)則主要依賴于一系列懸掛在兩端的索具來承受重量和提供穩(wěn)定性，這種結(jié)構(gòu)常用于需要較高靈活性和可擴展性的場景。膜結(jié)構(gòu)則是一種特殊類型的空間桁架結(jié)構(gòu)，它使用柔性膜材料覆蓋整個結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)對風荷載和地震力的優(yōu)化響應。膜結(jié)構(gòu)還具有自清潔、節(jié)能等優(yōu)點，使其成為許多現(xiàn)代建筑設計中的首選。這些不同類型的大跨度鋼結(jié)構(gòu)各有特點，它們根據(jù)不同的需求和應用場景被廣泛采用。

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的概念

一、從跨度數(shù)值定義

• 一般規(guī)定：橫向跨越60米的鋼結(jié)構(gòu)、跨度在30m以上的混凝土結(jié)構(gòu)、跨度在18m以上的框架結(jié)構(gòu)可被視為大跨度鋼結(jié)構(gòu)。2003版鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范8.6.1條規(guī)定跨度60m以上的結(jié)構(gòu)為大跨度結(jié)構(gòu)。

二、從結(jié)構(gòu)類型角度

• 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)：由多根桿件按照某種規(guī)律的幾何圖形，通過節(jié)點連接起來的空間結(jié)構(gòu)中的雙層或多層平板形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，通常采用鋼管或型鋼材料制作而成。
• 網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)：是曲面形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，有單層網(wǎng)殼和雙層網(wǎng)殼之分。用材主要有鋼網(wǎng)殼、木網(wǎng)殼、鋼筋混凝土網(wǎng)殼等。其形式包括斜面網(wǎng)殼、單葉雙曲面網(wǎng)殼、圓上網(wǎng)殼、雙曲拋物面網(wǎng)殼等，兼顧桿系結(jié)構(gòu)和薄殼結(jié)構(gòu)的重要特性。
• 空間桁架結(jié)構(gòu)
  • 按外形分類：可分為平行弦桁架、折弦桁架、三角形桁架。
  • 按所受水平推力分類：分為無推力的梁式桁架、有推力的拱式桁架。
• 膜結(jié)構(gòu)：以性能優(yōu)良的柔軟織物為材料，由膜內(nèi)空氣壓力支承膜面，或利用柔性鋼索或剛性支承結(jié)構(gòu)使膜產(chǎn)生一定的預張力，從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結(jié)構(gòu)體系。
• 懸索結(jié)構(gòu)：以能受拉的索作為基本承重構(gòu)件，并將索按照一定規(guī)律布置。懸索屋蓋結(jié)構(gòu)通常由懸索系統(tǒng)，屋面系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)三部分構(gòu)成。用于懸索結(jié)構(gòu)的鋼索大多采用由高強鋼絲組成的平行鋼絲束，鋼絞線或鋼纜繩等，也可采用圓鋼、型鋼、帶鋼或鋼板等材料。按索的布局方向和疊加層數(shù)分為單側(cè)單面懸索結(jié)構(gòu)、輻射型單面懸索結(jié)構(gòu)、雙向單面懸索結(jié)構(gòu)。
• 薄殼結(jié)構(gòu)：建筑項目中的殼體結(jié)構(gòu)多屬薄殼結(jié)構(gòu)（科學研究上把滿足t/R≤1/20的護罩定義為薄殼）。

大跨度鋼結(jié)構(gòu)的設計原則

網(wǎng)架結(jié)構(gòu)與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的區(qū)別

膜結(jié)構(gòu)與懸索結(jié)構(gòu)的比較

空間桁架結(jié)構(gòu)的應用案例