在大跨度鋼結構中，鋼結構的支點越分散，對于平面布局和空間組合的約束性就越強;反之，鋼結構的支承點越集中，其靈活性就越大。
2大跨度鋼結構主要結構形式
a.網殼結構
曲面形網格結構稱為網殼結構,有單層網殼和雙層網殼之分。網殼的用材主要有鋼網殼、木網殼、鋼筋混凝土網殼等。結構形式主要有球面網殼、雙曲面網殼、圓柱面網殼、雙曲拋物面網殼等。
網殼結構兼有桿系結構和薄殼結構的主要特性，桿件比較單一,受力比較合理;結構的剛度大、跨越能力大;可以用小型構件組裝成大型空間,小型構件和連接節點可以在工廠預制;安裝簡便,不需大型機具設備,綜合經濟指標較好;造型豐富多彩,不論是建筑平面還是空間曲面外形,都可根據創作要求任意選取。
b.網架結構
由多根桿件按照某種規律的幾何圖形通過節點連接起來的空間結構稱之為網格結構,其中雙層或多層平板形網格結構稱為網架結構或網架。它通常是采用鋼管或型鋼材料制作而成。主要形式包括：(1)平面桁架系組成的網架結構;(2)四角錐體組成的網架結構;(3)三角錐組成的網架結構;(4)六角錐體組成的網架結構。
網架結構的主要特點是空間工作,傳力途徑簡捷;重量輕、剛度大、抗震性能好;施工安裝簡便;網架桿件和節點便于定型化、商品化、可在工廠中成批生產,有利于提高生產效率;網架的平面布置靈活,屋蓋平整,有利于吊頂、安裝管道和設備;網架的建筑造型輕巧、美觀、大方,便于建筑處理和裝飾。
c.膜結構
薄膜結構也稱為織物結構,是20世紀中葉發展起來的一種新型大跨度空間結構形式。它以性能優良的柔軟織物為材料,由膜內空氣壓力支承膜面,或利用柔性鋼索或剛性支承結構使膜產生一定的預張力,從而形成具有一定剛度、能夠覆蓋大空間的結構體系。主要結構形式有空氣支承膜結構、張拉式膜結構、骨架支承膜結構等。
膜結構主要特點是自重輕、跨度大;建筑造型自由豐富;施工方便;具有良好的經濟性和較高的安全性;透光性和自結性好;耐久性較差。
d.懸索結構
懸索結構是以能受拉的索作為基本承重構件,并將索按照一定規律布置所構成的一類結構體系,懸索屋蓋結構通常由懸索系統,屋面系統和支撐系統三個部分構成。結構形式主要包括：單向單層懸索結構、輻射式單層懸索結構、雙向單層懸索結構、單向雙層預應力懸索結構、輻射式預應力懸索結構、雙向雙層預應力懸索結構、預應力索網結構等。
懸索結構的受力特點是僅通過索的軸向拉伸來抵抗外荷載的作用,結構中不出現彎距和剪力效應,可充分利用鋼材的強度;懸索結構形式多樣,布置靈活,并能適應多種建筑平面;由于鋼索的自重很小,屋蓋結構較輕,安裝不需要大型起重設備,但懸索結構的分析設計理論與常規結構相比,比較復雜,限制了它的廣泛應用。
e.薄殼結構
建筑工程中的殼體結構多屬薄殼結構(學術上把滿足t/R≤1/20的殼體定義為薄殼)。薄殼結構按曲面形成可分為旋轉殼與移動殼;按建造材料分為鋼筋混凝土薄殼、磚薄殼、鋼薄殼和復合材料薄殼等。
殼體結構具有十分良好的承載性能,能以很小的厚度承受相當大的荷載。殼體結構的強度和剛度主要是利用了其幾何形狀的合理性,以材料直接受壓來代替彎曲內力,從而充分發揮材料的潛力。因此殼體結構是一種強度高、剛度大、材料省的即經濟又合理的結構形式。
2020-07-20
