巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系,它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能,是一种很有发展的结构。
大跨度钢结构多用于多功能体育场馆、会议展览中心、博览馆、候机厅、飞机库等。**早跨度**大的平板网架是上世纪60年代美国洛杉矶加利福尼亚大学体育馆。**大的双层网壳是上世纪70年代在美国建造的休斯敦宇宙穹顶及新奥尔良超级穹顶。上世纪90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上**大跨度的单层网壳,建筑直径229.6米,结构直径187.2米,采用三向网格,节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上**大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆亚特兰大体育馆(拟椭圆形平面,186米×235米),采用的是张拉整体体系的屋盖,主要由索、杆、膜组成,是当今**有发展潜力的一种新型空间结构。1993年日本建成的福冈体育馆,直径222米,是当今**大的开合钢结构屋顶,而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶(直径203米)降为世界第二跨度**大的开合结构。超过300米的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成,并不是**优方案,近年来研究较为成功的是杂交(混合)结构,即杆、索、膜混合使用。
**为典型的例子是世纪之交的千年穹顶,该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治,是当今世界跨度**大的屋盖,穹顶酷像飞碟,直径320米。从理论角度讲,跨度再大的结构也是有可能实现的,在现实当中能否实现还有待于深入研究,但在桥梁方面,1000米左右跨度已经实现,世界上跨度**大的斜拉索桥为日本的多多罗大桥(全长为890米),**大的悬索桥为日本的名石大桥(全长为1991米),公路铁路两用**大跨度桥为香港的青马大桥(全长为1377米)。世界**早的双曲抛物面悬索屋盖是**的美国雷里竞技馆。
另外,历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。如1972年德国慕尼黑(覆盖7.48万平方米体育场的索网建筑群),1976年加拿大蒙特利尔,1980年莫斯科,1984年美国洛杉矶,1988年韩国汉城(120米直径体操馆及93米直径击剑馆都是索穹顶),1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆(128米),1996年美国亚特兰大佐治亚穹顶(186米×235米索穹顶),2000年澳大利亚悉尼主体育场。
机场和机库都属于大跨度结构,在工程中基本上也都采用钢结构。如英国伦敦希思罗机库(一期、二期)应是规模比较大的工程。而我国近年来建成的首都机库采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架,其跨度规模之大,在国际上是**的。机场的钢结构屋盖由于建筑上的要求比较高,更是绚丽多彩。香港机场、马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前,国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面,树状支承以及直接交会的相贯节点的立体桁架体系,看起来雄壮而美观。我国深圳机场、首都机场、上海浦东机场就是典型的例子。