浅析大跨度钢结构设计研究

摘

 要：随着科技的进步和社会的发展，大跨度钢结构由于具有重量轻、材料强度高、结构韧

性和塑性好，施工周期短、制造简便等优点而广泛应用于体育馆、机场等大型标志性建筑中。
本文阐述了大跨度钢结构的的特点及应用现状，结合某大型会展中心的大跨度钢结构设计
实例，分析了大跨度钢结构的设计方法及要点，并提出了一些设计建议。

 

　　关键字：大跨度钢结构；特点；设计研究

 

　　一、引言

 

　　在

20 世纪末，科技和社会经济得到了快速发展，为了满足人们对建筑空间的需求，各

国家逐渐开始了各种大型复杂空间结构物的建造。钢结构具有重量轻、材料强度高、结构韧性
和塑性好等优点，并且施工周期短、制造简便，因此被广泛应用于工业建筑和公共建筑中。
但是，要促使大跨度钢结构的快速发展，就必须要加快空间结构相关标准的制定，强化钢
结构企业的管理与资质认证，提高大跨度钢结构安装、制作和设计水平。

 

　　二、大跨度钢结构的应用

 

　　

1.大跨度钢结构在住宅建筑中的应用 

　　在建筑设计中，钢结构则具有质量轻，强度高，制造简单，环境污染小，噪声低的优
点。它更容易实现住宅的标准化制作、工业化生产，再配置环保节能的墙体材料，就能真正
实现住宅的抗震性、健康性和环保性，从而符合我国的可持续发展要求，以及住宅产业化要
求。在各个国家的建筑中，都普遍采用了钢结构，全球超高层建筑中的一半都为纯钢结构，
并且国外的高档住宅中有

60%都使用了钢结构。在我国，目前的钢结构住宅尚处于启动时期，

还不具备十分成熟的产品及配套技术，所以钢结构中的很多问题还有待研究解决。

 

　　

2.大跨度钢结构在公共建筑中的应用 

　 　 我 国 第 一 座 有 影 响 的 大 跨 度 圆 柱 面 网 壳 钢 结 构 是

1956 年 建 造 的 天 津 体 育 馆 ，

52m×68m，矢高 8.7m。第一座大跨度网架钢结构是 1964 年上海师范学院球类房的钢板节点
网架，

14.8m×23.3m[3]。经过几十年的发展，大跨度钢结构已经成功地应用于各种大型体育

场馆、文化建筑、候车（机）厅等重要建筑中。特别是近年来，随着

2008 年北京年奥运会 、

2010 年上海世界博览会等国家重大社会经济活动的开展，我国建设了一批高标准、高规格
的体育场馆、会议展览馆等社会公共建筑，这些大跨度建筑规模大、结构新，在提供实用功
能的同时往往成为一个城市或国家的标志性建筑。

 

　　三、大跨度钢结构的设计方法及要点

 

　　

1. 计算模型的选取 

　　由于钢结构的计算模型具有较高的精确度，所以在设计中不能对计算模型随意地进行
简化，要尽量建立与实际情况相符合的整体的分析模型。在设计中还要充分发挥次构件的作
用，秉承安全性、经济性的设计宗旨，有效节约建筑材料，降低工程造价。另外，要想获得
最佳设计结果，还就要树立优化设计的意识。

 

　　

2.节点构造设计 

　　由于钢结构构件之间的构造和连接复杂多变，所以设计人员要节点构造问题引起充分
的重视。节点构造形式必须要根据构件截面形式、构件连接方法、建筑要求以及受力情况来确
定，在满足相关条件后，还必须要进行设计计算。

 

　　

3.稳定设计 

　　与钢筋混凝土结构所不同的是，在钢结构设计的全过程中都必须注重稳定设计。稳定设
计考虑的内容主要有：整体结构、构件整体、构件局部的稳定设计。

 

　　

4.刚度控制 

　　多数钢结构的构件截面是由整体刚度条件所决定的，而非稳定条件和强度条件所决定