Page 140 - 现代建筑的结构设计分析与理论研究

Structural Design Analysis and Theoretical Research of Modern Architecture
现代建筑的结构设计分析与理论研究

2. 大跨度钢结构的特点
（1）节点形式和结构形式更为复杂
目前，大跨空间钢结构的一个重要特征是其节点形态越来越复杂。节点形式既有

铸钢节点，也有球铰节点、锻钢节点等多种节点形式。此外，大跨空间钢结构在发展
的早期阶段，其结构形式相对简单，但随着经济和社会的发展，对其结构的要求也越
来越高。随着大跨空间钢结构的不断发展，新的组合形式不断出现，大跨空间钢结构
的发展也越来越活跃。比如，鸟巢体育场采用的是空间分格法，其结构比较复杂，从

另一方面也反映了大跨空间钢结构的发展状况，其形式和结构更加复杂。
（2）所涉及的构件众多
目前，随着建筑规模的增大，由于大型建筑中的常规钢结构不能保证其稳定性，

施工中存在着越来越多的安全隐患。大跨度钢结构在大型建筑中的应用，是提高施工
安全的关键，在设计中的构件数量往往数以万计，而且构件的断面形式也不尽相同，
因此，在进行大跨结构的设计时，应首先明确所需要的构件数目和截面形式，并对其
进行严格的检验，以确保设计的质量。

（3）精密零件的加工精度增大
大跨度钢结构中的构件不仅具有大量的构件，而且具有多种不同的截面形式，所
以在设计过程中很容易产生各种问题，从而影响到工程质量。在进行大跨度钢结构设

计时，应注重对各构件的精密加工，以保证其精度。此外，在大跨度钢结构的设计中，
如果采用了焊接工艺，必须保证各部件的焊接工艺都是一级工艺。
（二）大跨度建筑钢结构设计存在的问题

1. 支座设计中的常见问题
大跨度钢结构的边界条件是十分敏感的，其边界刚度对其内部应力的分布和变形
有很大的影响。大跨度钢结构的支撑通常是刚接法和铰接法，但在实际结构中，两种

不同的方法并不能实现完全的刚接或铰接，在结构整体计算中，如果使用刚接假设或
铰接假设，就会与实际的结构力学行为产生偏差，所以，在大跨度钢结构的实际计算中，
必须先建立下一层结构，并根据实际应力条件来确定其承载能力。
2. 节点细部构造中的常见问题

大跨空间钢结构在施工过程中经常会出现因施工造型而产生不利受力，以施工中
常用的内凹张弦梁为例，张弦梁的平面外稳定性很差，如果不采取相应的控制措施，
很可能导致其失稳。当采用内凹张弦梁结构时，应将垂直支撑和上主梁用平面刚性节

点进行连接，并用工字钢作支撑，从而提高了内凹张弦梁的稳定性。因此，对大跨度
钢结构进行设计时，应注意节点的细节，使其更好的提高结构的安全性和稳定性。

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