大跨度建筑钢结构设计的一些研发

工规程》中将跨度超过60m的结构定义为大跨度结构,而这一标准也必然会随着钢结构技术的进步而得到提高。 　　大跨度钢结构有多种分类方法,根据其结构特点和受力特征可以分为平面结构和空间结构两大类。平面结构具有二维空间形状,在荷载作用下其内力和变形表现为二维特征,常见的有弯曲工作的梁结构、受压和弯曲工作的刚架以及由单向弯曲构件组成的拱结构等;由于平面结构在垂直平面方向的承载能力及稳定性较弱,因此其在大跨度钢结构中的应用范围相对较小。空间结构具有三维空间形状,在载荷作用下内力和变形表现为三维特征,其内力以面内力或轴力为主,内力分布相对比较均匀,结构整体性好,具有比平面结构更好的力学性能,因此应用范围很广。从结构形式上看,大跨度及空间钢结构在近30年来得到了很大的发展,从比较单一的网架、网壳等结构逐渐发展到现在的各式组合杂交体系,很多其他领域的结构形式也被借鉴到大跨度及空间结构中,使这一领域的结构体系呈现出变化多端、不断创新的格局。 　　二、大跨度钢结构的施工方法 　　 大跨度钢结构的成型过程是将一系列单个构件或事先完成拼装的准结构单元通过施工技术逐渐安装就位形成最终结构的过程。一般来讲,由于几何形态和边界条件的不同,结构在施工状态下的力学分析与其在正常使用过程中(设计阶段)的计算分析有很大差别,特别是现代大型、大跨度、高复杂度的钢结构,施工及安装方案会直接影响到结构施工过程中及成型后的形态及受力状态。结构在施工过程中可能会因为施工载荷的作用而发生预料外的永久变形,导致成型后的结构与设计状态下相差甚远,从而丧失其部分功能,比如美学功能,严重时可能导致结构无法正确安装就位,从而丧失其全部设计功能;结构也有可能在施工过程中因为失去平衡而发生倾覆,或者由于强度不足造成局部构件、节点的破坏,进而导致整个结构失去稳定而倒塌。钢结构建造领域/因施工方案设计不当而造成的事故时有发生,造成的人员伤亡和经济损失极大,如南京浦口区2007年7月31日发生的60m跨厂房钢屋盖安装将塌事故,就是因为安装过程中结构发生平面外失稳而整体坊塌造成的。 　　 因此,设计人员在设计结构的过程中,不仅要重视结构在正常使用状态下的性能,还应该稍加考虑结构的施工安装方法和成型过程,确保结构能够正常施工安装,且成型后的结构能够满足各项设计指标。同样,施工方案设计人员也应该充分了解结构在设计状态下的各项性能指标,在满足工程质量、施工安全、工程进度和经济效益等要求的前提下,结