大跨度结构拥有超过100英尺(30m)的无障碍、无柱空间，可用于各种功能。这包括需要灵活性的操作，例如仓库和展厅。或者在有顶棚的体育场和礼堂等对大量观众至关重要的地方。同样的情况也适用于存放大型可移动物品的飞机机库。

 

　　在这方面，这些类型的结构的耐用跨度上限已在20世纪确定。例如，最大的商用固定翼飞机长224英尺（69.4m），翼展为222英尺（66.7m）。在这种情况下，这种类型的飞机需要一个跨度为250到266英尺（75–80m）的机库。相反，最大的展厅跨度为710英尺（216m），而最大的有盖体育场的跨度为670英尺（204m）。

 

　　在本指南中，我们将分享一些在设计大跨度结构时可以使用的结构工程技巧！
 

 

　　大跨度建筑设计

 

　　每个建筑结构都必须以能够持续达到预期寿命的方式建造。同样，它必须满足其预期的效率需求。考虑到这一点，大跨度结构的设计可以分为以下几类；

 

　　结构工程设计

 

　　在设计过程开始之前，必须选择结构的形式。一般来说，结构设计是指理解结构元件承受载荷的作用的艺术和科学。更重要的是，它涉及设计优雅和经济的结构构件，以产生可维修、耐用和安全的结构。

 

　　功能设计

 

　　结构的构造应该主要是为了服务于它的预期目的，但要保持令人愉悦的外观。此外，建筑物应提供舒适的外部和内部环境。由于这些原因，结构的功能设计必须考虑空间的适当组织，以满足良好的照明、通风和满足客户的需求。同样，在电影院和社区会堂等大跨度结构的情况下，设计应提供良好的声学效果和通畅的视野。

 

　　为大跨度建筑选择合适的基础设计

 

　　在您进入一个新的大跨度建筑项目之前，为您的建筑确定最佳的地基类型很重要。更重要的是，你必须考虑建造结构的土地。在确定结构的位置后，评估将要建造地基的区域的土壤承载力。

 

　　一般来说，大跨度结构的基础设计可以是永久性的，也可以是临时性的。临时选项包括；驱动管锚套件、预制混凝土和螺旋锚。永久选项包括：工字梁、木柱和浇注混凝土（码头/墙壁）。

 

　　结构的最佳基础设计应在考虑到支撑土承载力的相关因素后进行选择。此外，它将由基础承受的载荷决定。
 

 

　　结构系统

 

　　大跨度建筑可分为两类结构体系。

 

　　易弯曲的结构（同时具有压缩力和拉伸力）

 

　　索道结构（经历纯压缩或纯拉伸）

 

　　弯曲结构包括二向网格、二向桁架、空间桁架、大梁和桁架。通常，这些结构具有不同的深度与跨度比，空间桁架和单向桁架的范围分别为1:35–1:40和1:5-1:15。

 

　　另一方面，索道结构包括圆顶、隧道拱顶和抛物线拱结构，它们会受到纯压缩。或者是承受纯张力的自行车车轮、翘曲的受拉面和斜拉式车顶。

 

　　无论您的大跨度结构采用何种结构系统，用于组装建筑物的劳动力和材料都是您需要考虑的重要因素。无论如何，这里有不同类型的大跨度结构，这些结构基于用于建造建筑物的材料；

 

　　钢结构

 

　　钢材是大跨度结构，尤其是弯曲结构中最常用的材料之一。在这方面，最初为桥梁设计的桁架和板梁等结构目前用于大跨度建筑。此外，板梁可以用钢板焊接成跨度高达200英尺（60米）的工字梁。

 

　　斜拉屋顶的建造是另一种源自桥梁建造的结构。它涉及弯曲平屋顶结构，这些结构由钢索支撑，从屋顶上方的桅杆向下辐射。有趣的是，已经建造了跨度高达236英尺（72米）的此类结构。

 

　　此外，自行车轮顶是另一种形式的索道结构系统。它包括2层辐射张力钢索，由连接外部和内部张力环的压缩支柱隔开。然后该结构由柱支撑。
 

 

　　混凝土结构

 

　　由于其固有的抗压强度，钢筋混凝土主要用于穹顶、外壳和拱顶等索道大跨度结构。例如，有跨度高达300英尺(90m)的薄抛物线壳拱顶，这些拱顶用加强筋加固。此外，还建造了更复杂的混凝土壳，例如相交的抛物线拱顶和双曲线抛物线。一个很好的例子是法国的CNIT展览馆，它由6个相交的抛物线拱顶组成，跨度约为708英尺（216米）。

 

　　木结构

 

　　另一种可用于建造大跨度建筑物的材料是胶合层压木材。当与金属连接器一起预制时，它可用于制作跨度约为150英尺（45m）的桁架。然而，最经济的大跨度木结构形式是跨度高达305英尺（93米）的多拱拱顶的纯压缩形状。或跨度高达350英尺（107米）的带肋圆顶。

 

　　胶合层压木材通常用于建造大跨度的工业储存设施，用于储存可腐蚀混凝土或钢材的钾盐、盐或铝酸盐等材料。更值得注意的是，这些结构仅在森林地区附近发现，以降低运输木材的成本。