关键词：大跨度；建筑结构；形式设计
前言：随着社会城市化进程的脚步不断加快，人们对建筑工程的需求也在不断提升，因此，建筑为顺应发展，其结构类型也在不断的更新换代。就目前建筑行业发展而言，大跨度建筑已经成为了建筑行业未来发展的必然趋势，在日常生活中的应用也愈加普遍。目前大跨度空间建筑结构大致可以分为五大类：网壳结构、网架结构、薄壳结构、悬索结构、膜结构。下文就对这五类建筑结构进行详细分析。
1大跨度建筑结构概述
1.1大跨度建筑
大部分人说大跨度建筑指的是跨度超过30米以上的建筑结构，而国家规定的是超过60米以上的建筑结构才能称为大跨度建筑。现如今，大跨度建筑结构被广泛应用于体育馆、歌剧院、会展中心等大型建筑中。就发展的角度而言，随着我国科学技术的不断提升，大多数大型建筑都向着愈加复杂的形态去发展，因此，这就给往后的大型建筑结构设计提出了更高的要求以及挑战。
1.2大跨度建筑结构构成
现如今，大跨度建筑结构大致可分为五大类：网壳结构、网架结构、薄壳结构、悬索结构、膜结构。此外，还有不少结构形式，其都由这五大类型组合转变而来，因此，在不断造就现如今形色各异的建筑空间新结构。
2常见大跨度建筑结构的形式与设计分析
2.1网壳结构
网壳结构的形式有以下几种：球面网壳、双曲面网壳、圆柱面网壳、双曲抛物面网壳等。
其特点为：网壳结构由于其外形特征，即使其厚度不高，但承载能力还是非常强的，网壳结构不容易受到外界的压力从而致使建筑出现变形的情况，因此其具有很高的建筑稳定性。所以在该结构内一般都选用质量不高但强度较高的建筑材料。该结构能够用较少的建筑材料覆盖更大的建筑面积在建筑空间的利用上比较充分，同时较为充足的释放了对材料的使用潜力，对材料的消耗量也相对较低，因此其具有非常高的性价比。而改结构的造型设计由于其结构较为特殊，会给人一种未来的科技感，使其整体显得舒展流畅。
2.2网架结构
网架结构的种类可分为四种类型：1.平面钢架。其主要包含网架结构中，两个方向正交放置的结构、两个方向正交斜角放置的机构、三个方向正价放置的结构；2.四角锥体形。顾名思义，其指的就是按照椎体的形状进行放置，一般可分为正放、斜放的四角主体或星形四角椎体形；3.三角椎体形其主要是按照三角椎体中空余形状进行划分，可分为抽空式以及蜂窝状两种三角椎体网状结构；4.正六角锥体。由于正六角椎体施工难度较大，一般都不会应用于建筑设计当中。
其主要特点为：由于网架结构对建筑的要求不高，因此其在大跨度建筑结构形式中，是最为常见也是应用范围最广的一种结构形式。其具有体量较轻、抗震性好、传力不复杂并且其设计难度较低等优点，因此，网架结构被广泛应用于建筑业中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，在实际工程应用中，由于其结构相对简单的特点，主要表现在其只需要遵照图纸中要求，将钢材连接起来即可，对于施工的要求较低，也较容易实现结构的定性，不仅能够提升工作效率还可以满足人们的审美标准，一举两得。与此同时，使用网架结构还能有助于后期设备安装工作，可以有效的提升施工质量，降低施工成本。
2.3薄壳结构
专业上将tR≤1/20的壳体定义为薄壳。其建造形式一般为：薄壳结构可以按曲面形成划分成旋转壳和移动壳两种；照材料划分成钢筋混凝土、钢材、复合材料等。
其主要特点为：薄壳结构是现如今非常流行的一种结构形式，其可以用较小的厚度承受较大的压力。而且由于壳体结构本身较为合理的形状，能够用最少的材料达到建筑强度的标准，将材料使用潜能最大化放大，因此其具有良好的经济效益。一般来说薄壳结构的造型都较为前卫而又流畅，且具有较高的审美价值，所以其是现如今最为流行的一种而机构形式，也是现代建筑潮流的象征。
2.4悬索结构
将悬索结构照索的层数以及布置防线进行划分可分为以下几种：预应力索网结构、辐射式预应力悬索结构、辐射式单层悬索结构、单向双层预应力悬索结构、单向单层悬索结构、单向双层预应力悬索结构、双向单层悬索结构等等。该结构是使用可以承受拉力的索替代承重构件，并按照相关规律对其进行组合的结构。
其特点为：悬索结构只使用索的轴向拉伸用于承受外界的负荷，在使用过程中还能够将钢材的强度以及韧度充分运用，使其不容易出现剪刀效应以及弯矩现象。由于悬索结构的布置较为灵活多变，能够很好的应用于建筑当中，因此深受设计人员的喜爱。
2.5膜结构
膜结构可分为一下几种形式：1.充气式。该结构在工程施工当中，在建筑内部以及工程施工中内部充上一定的空气。由于建筑屋面拱起的宽度较大，倘若发生建筑跨度过大的情况，相关人员的施工时应在建筑屋面拱起平面的四个顶角处放置承载力较高的钢索，从而提升建筑的稳定性、安全性。2.悬挂式。在这种大跨度结构的设计中，设计人员通常采用一些较高的桅杆，主要为了悬挂建筑所需的钢索和膜结构。 此时缆索在空中会出现紧绷和笔直的情况，这可以显著提高屋面的刚度和安全性能。3.骨架支撑式。在结构在实际施工时，主要是用钢骨架来代替空中支撑，这将大大改善建筑物的随意性。 此外，施工人员在施工过程中根据其需要的形状和建筑风格，可以改变多种骨架建筑形式，包括拱和网架。4复合式。复合式结构形式是较为新型的方式，在实际施工过程中其建筑材料较为单一，仅仅只需要采用膜材、钢索及用来承受压力的杆件。
其特点主要为：使用该结构的建筑由于其自身重量较低的特点，其优点就在于建筑完成之后跨度较大。在实际的工程施工时由于其建筑随意性较大，因此其能够进行不同样式的造型设计，此外，该结构还具有较大的经济利益空间，能够为企业带来不小的盈利。
3结语
随着我国社会的不断发展，人们的生活水平也在逐渐提升，对建筑物外形以及功能的需求也在不断提升，建筑空间中的整体结构的不断发展，能够促进建筑行业的发展。在进行建筑空间结构形式选择时，设计人员应按照实际情况选择最为合适的结构形式，并根据选择的结构形式进行精确的预算，再设计的过程中不但要对建筑外观进行充分考虑，还应对建筑的承载能力进行充分研究，从而实现大跨度建筑结构形式设计的美观性、科学性、完全性。
参考文献：
[1]大跨度建筑结构表现中对基地环境的关注[J].白鹏.科技信息.2010(11)
[2]浅析大跨度建筑结构形式与设计[J].王超.科技创业家.2013(12)
[3]大跨钢网格结构地震避难所抗震设计方法研究[D].李海旺.太原理工大学2013
[4]空间结构的主要形式及特点[J].陈剑宇,李晓楠.内蒙古石油化工.2007(12)
[5]大跨度建筑结构形式与建筑造型[J].范宝君.科技创新与应用.2012(17)
论文作者:吴忠杰
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年1月第3期
论文发表时间:2020/4/22
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