隨著鋼結構技術的不斷發展與進步，大跨鋼結構不短的被應用到公共建筑上 ,比如我們常見的大會堂、影劇院、展覽館、音樂廳、體育館、加蓋體育場、航空港等,在一些工業建筑 上，我們也看到了大跨度建筑的身影,如飛機制造廠的總裝車間、飛機庫、 造船廠的船體結構車間等。這些建筑采用大跨結構是由裝配機器(如船舶、 飛機)的大尺寸或工藝過程要求決定的。總體而言，我國大跨鋼結構建筑物建設發展較快 ,特別是2008北京奧運場館建設 ,為我國大跨鋼結構建筑物建設提供了一個展現的機會 ,涌現出大量結構新穎、技術先進的建筑。下面我們就重點講解一下大跨度鋼結構建筑設計所所出現的問題。

在大跨度空間結構中引入現代預應力技術，不僅使結構體形更為豐富而且也使其先進性、合理性、經濟性得到充分展示。通過適當配置拉索，或可使結構獲得新的中間彈性支點或使結構產生與外載作用反向的內力和撓度而卸載，前者即為斜拉結構體系，后者則為預應力結構體系。這一類“雜交”結構體系將改善原結構的受力狀態，降低內力峰值，增強結構剛度、技術經濟效果明顯提高。目前我國已在80余項大跨空間鋼結構工程中應用了預應力技術，目前許多高校對索托結構，索網結構等以高強鋼索與鋼材為主承重結構的預應力鋼結構新體系，正在進行理論研究，積極準備工程實踐，可以預期新型的預應力大跨空間鋼結構不久即將涌現在各類建筑中。膜結構是當前我國正在興起的一種空間結構，其中應用較多的是張力膜結構。這是一種以玻璃纖維織物或聚酯纖維織物為基層，以聚四氟乙烯或PVC為涂層的膜材與不同類型的支承體系間的組合，而其支承體系可為索一支柱或索一桿結構,它們常在膜材獲得預應力后協同工作。

對混凝土結構來說，其根本不適合用于大跨結構中，其采用的單向板以及雙向板隨著跨度的增大，將會使樓板的厚度增加，在設計時所配置的鋼筋量必然增大，顯然這不適合用于大跨度結構中。而對于稍微可應用于跨度較大的井式樓蓋，其特點由肋梁樓蓋演變過來，兩個方向梁的高度相等且一般等間距布置，無主次梁之分，四周承重墻支撐或角柱支撐，可以解決一些大跨度空間的設計要求，因此適用于柱網間距或房間平面面積較大時，多用于門廳、會議廳，但是把井式樓蓋應用于大跨度空間結構中，必然會使造價較高。

近年來大跨屋蓋建筑的數量和規模增長迅速；對大跨屋蓋建筑的抗震設計重視不夠。一度出現不少造型奇特、結構很不規則、抗震性能差的建筑。為此，結合本項目大跨鋼結構屋蓋的設計實例，對于大跨空間鋼結構來說，其設計要點如下。

第一需要說的是計算分析方面：在計算分析方面，重視上部、下部結構的協同工作，應計入多向地震作用的效應。在抗震措施上，定義了關鍵桿件和關鍵節點，并規定了相應的加強措施。計算時應進行抗震計算的范圍、計算模型、計算方法、計算參數、多向地震、地震效應組合、變形限值、關鍵桿件和節點。考慮上下部結構協同工作的很合理方法是按整體結構模型進行地震作用計算。下部結構簡化必須依據可靠且符合動力學原理，即應綜合考慮剛度和質量等效后的有效性。計算分析時應合理確定計算模型，屋蓋與主要支承部位的連接假定應與構造相符。計算模型應計入屋蓋結構與下部結構的協同作用。經過計算實踐表明，對于大跨鋼結構來說適宜采用的方法為多向地震反應譜法、時程分析法、甚至多向隨機振動分析方法。建議用一些更精細的分析方法進行復雜大跨屋蓋結構的地震作用計算，應該鼓勵這些方法的應用，但實際操作還有些深層次問題值得討論。對豎向地震作用的簡化算法的適用范圍進行了進一步限定。

 計算分析不單要模擬結構整體成型后的受力情況，還要兼顧其施工過程的特殊受力情況，避免在結構成型前因為局部受力超過設計值而破壞。對于施工過程的計算模擬需要考慮構件吊裝、不同施工階段工況、結構預變形技術、構件的預拼裝、卸載等。大跨結構的復雜性和施工方法的多樣性，決定其設計的過程中就必須結合考慮施工的問題。這也是設計過程中經常忽視或者考慮不全的地方。

第二點要說的便是結構布置，在結構布置上，強調屋蓋結構及其下部支承結構的質量、剛度分布均衡，確保結構的整體性和傳力明確。屋蓋的地震作用應能有效地通過支座向下傳遞；避免屋蓋內力集中或較大扭轉效應，為此屋蓋、支承及下部結構的布置宜均勻對稱；保證屋蓋結構的整體性，因此應優先采用空間傳力體系、避免局部削弱或突變的薄弱部位；宜采用輕型屋面系統，因此應嚴格控制屋面系統的單位自重。結構布置宜避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的內力、變形集中。對于可能出現的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。

第三便是防震縫設置，對于大跨空間結構來說，設置防震縫往往是有效的。震縫寬度，規范規定不宜小于150mm。這主要是根據下部支承結構為框架結構或框架-抗震墻結構時的很小縫寬綜合確定。規范所規定的很小防震縫寬度可能不足。建議很好按設防烈度下兩側獨立結構在交界線上的相對位移很大值來復核。結合工程實踐經驗，大跨屋蓋結構防震縫的縫寬可按設防烈度下兩側獨立結構在交界線上的相對位移很大值來確定。對于規則結構，縫寬也可將多遇地震下的很大相對變形值乘以不小于3的放大系數近似估計。

這就是大跨度鋼結構建筑在設計時需要注意的問題，這些問題每一項都連續著建筑安全關鍵性的問題，都是不容忽視的存在。山東三維鋼結構股份有限公司（股票代碼：832621）甲級設計資質，設有自己獨立的設計院，專業的設計團隊，不斷吸取先機的設計技術，為客戶提供很具價值的鋼結構設計圖紙。聯系電話：0632-5666177