大跨度空间结构是国家建筑科学技术发展水平的重要标志之一。世界各国对空间结构的研究和发展都极为重视，例如国际性的博览会、奥运会、亚运会等，各国都以新型的空间结构来展示本国的建筑科学技术水平，空间结构已经成为衡量一个国家建筑技术水平高低的标志之一。

横向跨越60米以上空间的各类结构可称为大跨度空间结构。常用的大跨度空间结构形式包括折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。

近年来我国大跨度空间结构发展迅速，特别是北京奥运会的大型体育场馆的建设规模和技术水平在世界上都是领先的，将成为我国空间结构发展的里程碑。空间结构以其优美的建筑造型和良好的力学性能而广泛应用于大跨度结构中。

有折板结构、壳体结构、网架结构、悬索结构、充气结构、篷帐张力结构等。

一种由许多块钢筋混凝土板连接成波折形的整体薄壁折板屋顶结构。这种折板也可作为垂直构件的墙体或其他承重构件使用。折板屋顶结构组合形式有单坡和多坡，单跨和多跨，平行折板和复式折板等,能适应不同建筑平面的需要。常用的截面形状有V形和梯形，板厚一般为5～10厘米,最薄的预制预应力板的厚度为3厘米。跨度为6～40米，波折宽度一般不大于12米,现浇折板波折的倾角不大于30°；坡度大时须采用双面模板或喷射法施工。折板可分为有边梁和无边梁两种。无边梁折板由若干等厚度的平板和横隔板组成,V形折板是无边梁折板的一种常见形式。有边梁折板由板、边梁、横隔板等组成，一般为现浇，如1958年建成的巴黎联合国教科文组织总部大厦会议厅的屋顶，是意大利P.L.奈尔维设计施工的。他按照应力变化的规律,将折板截面由两端向跨中逐渐增大，使大厅屋顶的外形富有韵律感。

用钢筋混凝土建造的大空间壳体屋顶结构。壳体形式有圆筒形、球形扁壳，劈锥形扁壳和各种单曲、双曲抛物面、扭曲面等形式。美国在40年代建造的兰伯特圣路易市航空港候机室，由三组厚11.5厘米的现浇钢筋混凝土壳体组成，每组是两个圆柱形曲面壳体正交，并切割成八角形平面状，相接处设置采光带。两个圆柱形曲面相交线作成突出于曲面上的交叉拱，既增加了壳体强度,又把荷载传至支座。支座为铰结点,壳体边缘加厚，有加劲肋，向上卷起，使壳体交叉拱的建筑造型简洁别致。德国学者U.F.瓦尔德和F.迪欣格尔等对壳体结构理论作出贡献。奈尔维设计的1950年建造的都灵展览馆是波形装配式薄壳屋顶建筑。壳体结构可以减轻自重，节约钢材、水泥，而且造型新颖流畅。

使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结构整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。网构架高度较小，能利用较小杆形构件拼装成大跨度的建筑，有效地利用建筑空间。适合工业化生产的大跨度网架结构，外形可分为平板型网架和壳形网架两类，能适应圆形、方形、多边形等多种平面形状。平板型网架多为双层，壳形网架有单层和双层之分，并有单曲线、双曲线等屋顶形式。

50年代后期上海同济大学曾建造了装配整体式钢筋混凝土单层联方网架壳形结构建筑，大厅部分净跨度为40米，外跨度54米。上海文化广场的改建设计采用钢结构球节点平板型网架，1970年建成。1976年建成的美国新奥尔良市体育馆，圆形平面直径达207.3米,是当今世界上最大的钢网架结构建筑。

由钢索网、边缘构件和下部支承构件三部分组成的大跨度屋顶结构，如1961年建成的北京工人体育馆,直径为94米。国际上较早的悬索结构是1953～1954年建成的美国罗利市的牲畜馆，它是一个双曲马鞍形悬索结构。1958～1962年E.沙里宁设计建造的美国华盛顿杜勒斯国际机场候机楼是有名的实例。候机楼宽45.6米，长182.5米，上下两层，屋顶每隔3米有一对直径 2.5厘米的钢索悬挂在前后两排的柱顶上。在悬索结构上部铺设预制钢筋混凝土板构成屋面，建筑造型轻盈明快。

用尼龙薄膜、人造纤维表面敷涂料等作材料，通过充气构筑成的大跨度屋顶结构。这种结构安装、拆装都很方便。

随着科技水平的提高，我国空间结构理论分析近年来得到了长足的发展，计算方法由连续化分析到离散化分析，由近似计算到精确分析，由等效静力分析到直接动力分析，由线性分析到非线性分析。研究方法向理论、试验与大量计算机分析相结合的方向发展。

1、研究手段的进展

结合具体工程进行了大量的试验研究，其中包括了悬索、网架、网壳、组合结构和张拉整体等各类空间结构。编制了大量的计算程序对各类空间结构体系进行计算分析，揭示了各种新型结构动力特性与地震反应特点及随参数变化的规律。给出了各类空间结构的响应规律，试验结果与计算分析值基本得到相互验证，新的研究成果使得新结构、新体系层出不穷，极大地丰富了空间结构领域，进一步展示了我国建筑科技水平的不断提高。

2、计算理论的进展

空间结构的计算理论由弹性分析到弹塑性地震响应分析，在多遇地震作用下按弹性阶段进行计算的同时，还要防止结构在罕遇地震作用下倒塌并考虑到设计的经济性对结构弹塑性进行分析。利用圆杆截面空间梁系弹塑性本构关系，结合分割有限元法、Newmark 逐步积分法和Euler 一次Newton 一RaPhaon 迭代法，编制了空间网壳结构弹塑性地震响应时程分析程序，给出了单层球面与单层柱面网壳弹塑性响应规律和斜拉网格结构弹塑性响应规律，推导出了单元弹塑性刚度矩阵，研究了双层与单层柱面网壳弹塑性反应随参数变化的情况。对柔性结构全面考虑了几何非线性的影响，使得计算精度得到极大地提高，计算理论不断完善。

此外，空间结构与支承体系协同工作性能得到进一步地明确。在最初进行这类结构分析时，大多数采用离散分析，考虑到计算机容量及计算时间问题，常把支承体系用三向固定铰支承代替，将空间结构与支承拆开，单独进行计算P 但由于实际支承体系往往不是三向刚度无限大，周边简支模型与实际出人较大，后来进展到采用弹性支承的空间结构计算模型。有关共同工作问题，空间结构学术界不断进行研究，提出各种钢网格结构与混凝土支承不同材料组合体系的阻尼简化公式，给出了修正的弹性支承计算模型。现有的分析软件也逐渐实现整体分析。

3、结构抗震分析理论的进展

大跨度空间结构抗震分析从单维地震反应分析发展到多维地震反应分析。由于地震时地面运动是多维的，同时各方向地震动引起的地震响应一般为同数量级的，因此为更真实地掌握结构地震反应，进行多维地震反应分析剥良必要的。地震动有六维分量，由于结构设计形式尽量保证了均匀对称，同时计算转动分量将带来过大的计算土作量，自前研究的震动以三个平动分量输人为主，为考虑三维地震输人，空间网壳结构曾用时程法进行确定分析；近年来，北京工业大学引用了林家浩等提出的单维虚拟激励法推导出网格结构多维地震输人的虚拟激励随机分析方法，编制了相应程序，并提出了随机参数取法，用此程序对单层、双层柱面网壳、球面网壳进行了系统的多维地震反应分析，得出了一些有益的结论。

4、空间结构隔震、控震分析

结构震动控制包括基础隔震、被动控制、主动和半主动控制及近年来提出的智能控制。有关土建结构振动控制研究与应用约有30 年的历史。我国空间结构中采用橡胶支座隔震已相当普及，但在空间结构振动控制方面尚处于起步研究阶段，现已取得了二些可喜的科研成果。在基础隔震方面，同济大学、浙江大学等单位给出了各种支座的隔震性能、设计计算方法，浙江大学提出了适合于网格结构的粘弹性阻尼材料代替橡胶支座，北京交通大学研制出万向支承方向转动抗震减震支座，获得了专利。在网壳结构控制方面，哈尔滨工业大学提出了多个TMD 调频质量阻尼器的MTMD 系统，建立了随机振动计算模型，采用传递函数算法和非线性数学规划方法确定其最优控制参 数，并针对各类单层网壳进行了振动控制分析；设计了粘滞阻尼器，安装在网壳上进行地震模拟震动台试验，得出了相关结论。北京工业大学对网壳结构进行了半主动控制研究，提出将半主动控制器做成变刚度变阻尼杆件以替代网壳杆件的方法，并给出了控制杆件的最优布置准则。兰州理工大学提出采用约束屈曲支撑（B RB ）代替部分网壳结构杆件的做法，利用通用有限元软件ANSYs 对这种新型结构体系的各种形式进行分析，寻找约束屈曲支撑在整体结构中的最优布置和影响规律，在参数分析的基础上，探索网壳结构减震体系的减震机理与变化规律，分析结构减震控制的关键因素。