探析大跨度钢结构的计算及抗震构

造

    摘 要：本文对大跨度结构抗震分析和控制的相关问题进行了分析，并针对大跨度结构抗
震的施工进行了论述。

 

　　关键字：抗震钢结构

 大跨度 天桥 大会堂 

　　近年来，人们生活水平不断的提高，工业生产及文化、体育事业不断进步，大大增强了
社会对空间结构尤其是大跨度高性能空间结构的需求。而计算理论的日益完善以及计算机技
术的飞速发展，使得对任何复杂的三维结构的分析与设计成为可能。近几十年来，世界各地
建造了成千上万的大型体育馆、飞机库、展厅，采用的各类空间结构，展示着优美的造型，
成为一道道风景；更有无数的厂房、仓库等因为采用了空间结构，实现了经济、合理的完美
统一。

 

　　

1 大跨空间钢结构 

　　习惯上，通常将空间结构按形式分为五大类，即薄壳结构（包括折板结构）、网架结构、
网壳结构、悬索结构和膜结构，称为五大空间结构。其中，膜结构可分为充气膜结构和支承
膜结构，前者又可分为气囊式膜结构（囊中气压为

3～7 个大气压，称高压体系）和气承式

膜结构（膜内气压

1.003 个大气压左右，称低压体系），后者又可分为刚性支承膜结构

（支承在刚度较大的如拱、梁、桁架、网架等支承结构上，又称骨架式膜结构）和柔性支撑膜
结构（支承在脊索、谷索、边索、桅杆等柔度较大的支承结构上，又称张拉式膜结构）。在五
太空间结构的基础上，平板型的网架结构和曲面型的网壳结构可合并总称为网格结构，而
悬索结构与膜结构也可合并总称为张拉结构。

 

　　

2 大跨空间钢结构特点 

　　

2.1 自重轻，经济性好。目前大部分空间结构都采用钢材、膜材等制作，轻质高强材料的

运用使结构自重大大减轻。

 

　　

2.2 刚度好，抗震性能好。由于空间结构具有三维受力特性，内力均匀，对集中荷载的

分散性较强，所以能很好的承受不对称荷载或较大的集中荷载，整体刚度大。

 

　　

2.3 便于工业化生产。空间结构的构件通常在工厂中制作，在工地上可以很快地安装起

来。

 

　　

2.4 形式多样化，功能统一。空间结构的形式丰富多彩，千变万化，个性鲜明，建筑、结

构和使用功能的统一。

 

　　

3 钢结构稳定性设计要点 

　　

3.1 钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性，要求整体考虑，目前钢结构大多是

按照平面体系进行设计，如桁架和框架。保证平面结构不出现平面外失稳，要求平面结构构
件的平面稳定计算需与结构布置相一致，如增加必要的支撑构件等。

 

　　

3.2 实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致，单层或多层框架结构设计框

架稳定分析，通常是只进行框架柱的稳定计算。由于框架各柱的杆件稳定计算的常用方法、
稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的，因此设计者要能保证所有的条件
符合假设时才能应用。

 

　　

3.3 钢结构的细部构造设计与构件的稳定计算，应一致保证钢结构的细部构造设计与构

件的稳定计算相符合，对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋与它足够的刚
度和柔度，对桁架节点应尽量减少杆件偏心。

 

　　

4 钢结构稳定性的分析方法