大跨度空间钢结构的应用与发展
大跨度钢结构吊装施工技术研究与应用
大跨度钢结构吊装施工技术研究与应用发布时间：2021-09-13T07:01:27.004Z 来源：《工程管理前沿》2021年第13期作者：任宪振[导读] 随着社会经济的发展和建筑工程行业的发展，施工中高新技术应用数量也在增加，由于钢材料自身的高强度，使得在工程建设中运用的较多，而且大多都在高空中进行作业任宪振中铁二局集团建筑有限公司摘要：随着社会经济的发展和建筑工程行业的发展，施工中高新技术应用数量也在增加，由于钢材料自身的高强度，使得在工程建设中运用的较多，而且大多都在高空中进行作业，对于施工的质量的控制是其中的一项难点，利用大跨度的钢结构吊装施工，可以提高工作效率和质量，还能够保证在高层施工中的人员安全。
钢结构质量较轻且操作简单，尤其跨度较大的结构施工中容易受到周边环境以及技术安全系数的影响，因此在施工前要针对各个钢结构连接部位、材料、建筑设计以及倒吊装施工的具体流程等进行全面地了解，提前做好安全防范。
本文将分析大跨度结构吊装施工的特点以及技术要点，并且研究具体的作业流程。
关键词：大跨度；钢结构；吊装施工；技术研究；运用引言：大多大跨度的钢结构施工是在一些机场或者体育馆建筑中使用，随着社会经济的发展，城市土地资源的快速减少，为了节约空间和降低土地占用率，会采用大跨度钢结构吊装施工来进行，但是该技术的起步和发展较晚，容易在施工中出现各种不同的问题，继而影响工程的质量，所以在选用该技术进行施工时，必须制定合理的建设方案，结合该技术的特点，以及对应的工艺流程来进行，同时加强对员工作业的监督和管理。
一、工程概况主要是恒大望江华府建设项目的开展，其位于成都市锦江区，沙河堡下沙河铺街与大凉山路交叉口北侧路段，在地铁2号线由西向东横穿过施工场地，现场的地貌状况属于岷江Ⅱ级阶地，地下水类型主要为上层滞水、孔隙性潜水和基岩裂隙水。
在地上的工程主要由15栋楼组成，其中1#楼、2#楼、3#楼、15#楼为26层～48层高层住宅和LOFT公寓，其他的楼栋为多层别墅建筑组成，项目的总建筑面积190680平方米，地上面积大小为130902平方米。
钢结构大跨度的定义和应用
引言概述：
在建筑和结构设计领域，钢结构大跨度是指跨度较大的钢结构建筑物或桥梁。
由于钢材具有高强度、耐腐蚀和可塑性等优点，钢结构大跨度在现代建筑和桥梁工程中得到广泛应用。
本文将从五个方面详细探讨钢结构大跨度的定义和应用。
正文内容：
一、大跨度钢结构的定义
1.什么是大跨度钢结构
2.大跨度钢结构的测量标准
二、大跨度钢结构的应用领域
1.高层建筑中的大跨度钢结构
a.钢结构建筑的可塑性和耐火特性
b.高层建筑采用大跨度钢结构的优势
c.大跨度钢结构在摩天大楼中的应用案例
2.桥梁工程中的大跨度钢结构
a.钢桥的轻量化和抗震性能
b.大跨度钢结构在桥梁工程中的优势
c.大跨度钢结构在大型跨海大桥中的应用案例
3.体育馆和会展中心的大跨度钢结构
a.大跨度钢结构为体育馆和会展中心提供了更大的活动空间
b.大跨度钢结构在体育馆和会展中心中的应用案例
4.飞机机库和航天设施的大跨度钢结构
a.钢结构的高强度和稳定性
b.大跨度钢结构在飞机机库和航天设施中的应用案例
5.钢结构大跨度的新兴应用领域
a.大跨度可折叠式钢结构在临时建筑中的应用
b.大跨度钢结构在太阳能光伏场所和充电站中的应用
结论：
钢结构大跨度的定义和应用在现代建筑和桥梁工程中发挥着重要的作用。
通过对其定义和不同领域的应用进行详细阐述，我们可以了解到钢结构大跨度的优势和特点。
随着科技的发展和建筑需求的不断增加，钢结构大跨度在未来将继续发展并应用于更多新兴领域。
【精品】陈桥生 大跨度空间钢结构的发展与施工技术
大跨度空间钢结构的发展与施工技术（上海宝冶建设有限公司陈桥生）[摘要]大跨度空间钢结构是目前发展最快的结构类型，主要包括空间网格结构和张力结构两大类，其主要发展方向有张拉整体结构、膜结构、开合结构、折叠结构等新型空间结构。
在经济、文化飞速发展的今天，大跨度建筑及作为其核心的空间结构技术的发展状况与施工技术水平是代表一个国家建筑科技水平的重要标志之一.计算机的普及和有限元分析方法的广泛运用为空间结构的加速发展创造了真正的条件，大跨度空间结构造型越来越新颖，结构体系越来越复杂，施工难度也越来越大，这无疑给我国工程技术人员提出了新的挑战。
本文通过南京奥林匹克体育中心主体育场钢屋盖工程，重点介绍了目前大跨度钢结构的发展趋势与施工技术的研究方向。
[关键词］大跨度空间结构空间网格结构张力结构张拉整体结构膜结构开合结构折叠结构杂交结构施工技术1前言空间结构是指结构的形态呈三维状态,在荷载作用下具有三维受力特性并呈空间工作的结构。
空间结构与平面结构相比具有很多独特的优点，国内外应用非常广泛。
特别是近年来，人们生活水平不断提高，工业生产、文化、体育事业不断进步，大大增强了社会对空间结构尤其是大跨度高性能空间结构的需求。
在建筑技术飞速发展的过程中，空间体系始终没有停止其自身的发展，而且日益显示出一般平面结构无法比拟的丰富多彩和创造潜力，体现出大自然的美丽和神奇。
空间结构的卓越工作性能不仅仅表现在三维受力，而且还表现在通过合理的曲面形体来有效抵抗外荷载的作用。
当跨度增大时，空间结构就愈能显示出它们优异的技术经济性能.计算机的普及和有限元分析方法的广泛运用为空间结构的加速发展创造了真正的条件,大跨度空间结构造型越来越新颖，结构体系越来越复杂，施工难度也越来越大，这无疑给我国工程技术人员提出了新的挑战。
2大跨度空间钢结构的发展特点大跨度空间钢结构主要是指网架、网壳结构及其组合结构(两种或两种以上不同建筑材料组成）和杂交结构（两种或两种以上不同结构形式构成)。
钢结构在工业厂房建设中的应用与创新
钢结构在工业厂房建设中的应用与创新工业厂房的建设是现代制造业发展的重要组成部分，而钢结构作为一种先进的建筑结构体系，已经在工业厂房建设中得到广泛应用和不断创新。
本文将探讨钢结构在工业厂房建设中的应用与创新，从结构优势、建设技术和未来趋势等方面进行分析。
一、钢结构的优势1.1 强度优势钢材具有高强度和较高的抗震性能，相比于传统的混凝土结构，钢结构能够承受更大的荷载，提供更安全稳定的建筑支撑。
这对于工业厂房来说，特别是需要承载重型设备和大吨位物品的厂房来说，至关重要。
1.2 灵活性与可塑性钢结构具有较好的可塑性，可以根据不同的设计要求进行柔性布局和构造调整。
这使得钢结构工业厂房具备更强的适应性和灵活性，能够满足不同行业和企业的需求。
1.3 轻量化与节能环保相对于传统的混凝土结构，钢结构的自重轻、施工速度快。
这不仅可以节省建筑材料，降低建造成本，还可以减少对土地的占用。
此外，钢材可以回收再利用，降低环境污染，符合可持续发展的要求。
二、钢结构在工业厂房建设中的应用2.1 工业厂房的主体结构钢结构常常被用作工业厂房的主体结构，用于承载厂房的屋架、柱子和地基。
通过合理的设计和施工，可以实现厂房空间的最大化利用，并提供坚固可靠的支撑系统。
2.2 大跨度悬挑结构钢结构的高强度和轻量化使其特别适用于大跨度悬挑结构的建设。
这种结构形式可以扩大工业厂房的内部空间，增强其使用功能。
同时，钢结构的施工周期短，工期可控，能够满足快速建设的需求。
2.3 高层工业厂房随着城市化进程的加速和土地资源的有限性，建设高层工业厂房成为一种有效利用空间的方式。
而钢结构的高强度和轻量化特性使其成为高层厂房的首选结构体系，能够承受更大的荷载和抗震能力。
三、钢结构工业厂房建设的创新3.1 结构设计创新随着科技的进步，钢结构工业厂房的结构设计不断创新。
采用先进的计算机模拟和仿真技术，结合结构优化和强度分析，可以实现更精确的结构设计。
此外，新型的钢材和连接技术的应用也促进了钢结构工业厂房建设的创新。
大跨度钢结构厂房(一)
大跨度钢结构厂房（一）引言概述:大跨度钢结构厂房是一种具有广泛应用前景的建筑形式。
它利用钢材的高强度和抗拉性能，在大跨度范围内能够提供稳定和可靠的空间支撑。
本文将从结构设计、施工特点、材料选择、工程经济和环保方面，对大跨度钢结构厂房进行详细阐述。
正文内容:一、结构设计:1. 安全性需求：钢结构在大跨度厂房中的应用需要满足高强度、抗震、抗风等安全性要求。
2. 相关规范：根据国家规范，大跨度钢结构厂房的设计需要遵循相关的承载力、稳定性和刚度的规范标准。
3. 结构形式选择：根据具体工程需要，可以选择桁架结构、空心壳体结构或框架结构等结构形式。
二、施工特点:1. 快速施工：相比传统建筑形式，大跨度钢结构厂房采用钢构件的制作和安装，施工速度更快。
2. 精准制作：钢结构厂房的构件制作工艺精确，尺寸准确度高，能够提高施工过程的效率和质量。
3. 构件连接：钢结构厂房的构件连接采用螺栓和焊接等方式，确保连接牢固，提高结构整体性能。
三、材料选择:1. 钢材种类：常用钢材包括碳素钢、合金钢和不锈钢，根据实际要求选择合适的材料。
2. 钢板厚度：根据结构设计和负荷要求，确定合适的钢板厚度，以满足强度和稳定性的要求。
3. 防腐措施：钢结构厂房通常需要进行防腐处理，如涂层或镀锌等，以延长使用寿命。
四、工程经济:1. 成本优势：钢材的价格较为稳定，施工周期较短，因此大跨度钢结构厂房在工程经济方面具有较大的优势。
2. 投资回报：大跨度钢结构厂房因其较长的使用寿命和较低的维护成本，可以获得较高的投资回报率。
3. 灵活性：钢结构厂房在未来扩建或改造时，可以很方便地调整，提供了更大的灵活性和经济效益。
五、环保考虑:1. 能源节约：大跨度钢结构厂房能够减少材料和资源的使用量，提高能源利用效率。
2. 废弃物处理：钢结构厂房的废弃物可以回收利用或进行再利用，减少环境污染。
3. 可持续发展：大跨度钢结构厂房符合可持续发展理念，对环境影响较小，有利于推动绿色建筑发展。
预应力大跨度空间钢结构的发展前景之我见(1)
预应力大跨度空间钢结构的发展前景之我见作者：吴子鹏来源：《江苏商报·建筑界》2013年第21期【摘要】随着我国社会经济的快速发展，大跨度空间钢结构也越来越多建成使用并发挥着越来越重要的作用。
预应力大跨度空间钢结构具有众多的优势和特点，也成为工程界关注的重点。
本文主要是概述预应力大跨度空间钢结构的优势及当前应用类型，并探讨我国预应力大跨度空间钢结构的应用前景及应用策略。
【关键词】预应力；大跨度空间；钢结构；应用；质量中图分类号：TU394 文章识别号：A 文章编号：2306-1499（2013）21-预应力大跨度空间钢结构是在大跨度空间钢结构中引入现代预应力技术，由高强度、抗疲劳、抗腐蚀钢索与各种形式空间钢结构组合而成的一种新型结构形式，在合理的拉索配置中，可以使钢索的柔性与钢结构的刚性完美地融合到一起，并形成新的、杂交式的预应力大跨度空间钢结构，也使得该结构的先进性、经济性、合理性得到充分的展现。
1.预应力大跨度空间钢结构的优势经过多年的积累和发展，预应力大跨度空间钢结构也在研究实践中快速的发展与应用，其表现出来的刚度更大、重量更轻，制作简便、安装方便等特点，让工程界特别关注。
其主要特点和优势主要有以下几点：1.1预应力大跨度空间钢结构通过引入现代预应力技术，在合理的拉索配置中，能改变结构受力情况，并能达到设计所要求的刚度、且符合内力的分包状态和对位移的控制。
1.2预应力大跨度空间钢结构因为其组件大都是已经在工厂中生产好了的，然后运至工地进行组装，制作简单。
并且能在安装钢结构的时候，同时安装其他一些设施装置，如照明装置、消防设施和屋面设施等，这样就大大的缩短了整个工程的建造时间。
1.3预应力大跨度空间钢结构因为预应力技术可以作为预制构件装配的处理方式，在施工安装时，有些施工就可以采取先在地面制作组装好，然后在吊装上去安装，这样就可以更好的保障施工的质量及安全。
1.4通过预应力技术可以构成新的结构体系及结构形态（形式），利于形成新型的钢结构，比如弓式的预应力空间钢结构。
大跨度房屋钢结构简介
薄壳结构
折板结构
01
圆顶壳结构
02
筒壳结构
03
双曲扁壳结构
04
趋弓囱却法咯甜净恕炼呻捌陇嗽碗横惦尹汲簇裂适澳殖母奈宝喉诊施薛缕大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
折板结构
称搀诈师棍阜吠吓酷兵捌晶底涸瓤伍充臭搽懒争椽昔阎场霓拢意炳兔血流大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
折板结构
巴黎联合国教科文组织总部会议大厅
拱式结构(5)
拱脚构造处理 构造不便 空间利用
哗岳夹伦并坞娄帕佩负危硷切搅盘澳撅侧檄缎赏亨便刊豌厦夫懈熄晚冬必大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
空间结构
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加强连接平面结构的纵向构件以形成一个整体结构，共同承载
添加标题
克服荷载层层重复传递，经济性好，整体刚度大，抗震性能好
网架和网壳结构(3)
三向网架
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三个方向的平面桁架相互交角60
比两向网架刚度大，适合大跨度 常用于正三角形，正六三角形平面 在谋些平面形状会出现不规则杆件 由四角锥体构成(五种)
美国TWA环球航空公司候机楼 美国著名建筑师沙里宁1961年设计，用4片钢筋砼扁壳组成，形似一只正要起飞的大鸟。
寒诞曰贺潍险蛀钞汤锁背敌皮莆厕漳得上稳馆亢桌戳记角考芯带啄唐奸大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
美国圣路易斯航空港候机大厅
墨非镭钾净触盆鸽康摊颠很祁广妹田桔务躲斟崇鲍烽厦檀靶水绅以沿劫场大跨度房屋钢结构简介大跨度房屋钢结构简介
什么是大跨度钢结构(一)2024
什么是大跨度钢结构（一）引言概述：大跨度钢结构是一种在建筑和桥梁领域广泛应用的结构形式。
它以钢材为主要材料，并通过合理的设计和施工方法，实现了大跨度空间的架设和支撑。
大跨度钢结构具有承载能力强、抗震性能好、施工周期短等优点，被广泛应用于体育馆、展览馆、车站等建筑项目和大型桥梁工程。
本文将从以下5个大点详细阐述什么是大跨度钢结构。
正文：一、大跨度钢结构的概念1.1 大跨度钢结构的基本定义1.2 大跨度钢结构的特点和优势1.3 大跨度钢结构与传统结构的比较1.4 大跨度钢结构的应用领域1.5 大跨度钢结构的发展趋势二、大跨度钢结构的组成与构造2.1 大跨度钢结构的基本组成2.2 大跨度钢结构的常用构造形式2.3 大跨度钢结构的连接方式2.4 大跨度钢结构的施工技术要点2.5 大跨度钢结构的维护与保养三、大跨度钢结构的设计原则与方法3.1 大跨度钢结构的设计概述3.2 大跨度钢结构的受力分析与设计方法3.3 大跨度钢结构的稳定性分析与设计方法3.4 大跨度钢结构的疲劳分析与设计方法3.5 大跨度钢结构的耐久性设计与防腐措施四、大跨度钢结构的施工技术与管理4.1 大跨度钢结构的施工准备与方案制定4.2 大跨度钢结构的施工技术与工序安排4.3 大跨度钢结构的质量控制与验收标准4.4 大跨度钢结构的施工安全与环保管理4.5 大跨度钢结构施工中常见问题及解决方法五、大跨度钢结构案例分析5.1 国内外典型大跨度钢结构项目介绍5.2 大跨度钢结构的设计与施工难点分析5.3 大跨度钢结构的成功经验与教训总结5.4 大跨度钢结构在未来发展中的前景展望5.5 大跨度钢结构的社会经济效益分析总结：大跨度钢结构作为一种创新的结构形式，具备卓越的设计、施工和经济性能。
本文通过对大跨度钢结构的概念、组成、设计原则、施工技术和案例分析等方面的阐述，展示了大跨度钢结构的重要性和应用前景。
希望本文能为相关领域的研究者和从业人员提供有益的参考和借鉴。
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大跨度空间钢结构的应用与发展摘要本文阐述了我国大跨度空间钢结构应用与发展的基本情况。
根据我国网架、网壳、管桁结构等大跨空间钢结构获得广泛应用的实际情况，将其归结为结构形式多样化，结构新材料应用拓展，现代预应力技术的引入等特点，通过对典型大跨度空间钢结构工程实例的分析，正确认识与理解大跨度建筑结构形式的选择。
最后本文展望了二十一世纪的大跨度空间钢结构。
关键词大跨度结构；空间钢结构；预应力钢结构；应用与发展；展望正文近年来，随着经济、文化的飞速发展及空间结构的形式多样化，大跨度钢结构的发展非常迅猛，并已广泛地应用于文化体育场馆、会议展览中心、机场候机厅、歌剧院等大型公共建筑以及不同类型的重型工业建筑中。
一、大跨度结构系指跨度等于或大于60m的结构，而本文所指的大跨度空间钢结构主要是指网架、网壳结构及其组合结构(两种或两种以上不同建筑材料组成)和杂交结构(两种或两种以上不同结构形式构成) 大跨度空间钢结构包括有大跨度、大面积网架结构、大跨度、大悬臂网壳结构、组合网架结构、组合网壳结构、预应力网架与网壳结构、斜拉网架与网壳结构、铝合金、不锈钢等材料的网架与网壳结构、特种网架与网壳结构等。
这是一类结构受力合理、刚度大、重量轻、杆件单一、制作安装方便的空间结构体系。
它不仅可用于屋盖结构，而且可用于楼层结构、墙体结构和特种结构。
二、大跨度预应力钢结构大跨度预应力钢结构是由高强度、抗腐蚀、抗疲劳钢索与各种形式空间钢结构组合而成的一种新型结构形式，将柔性的钢索与刚性的钢结构完美地融合到一起，为建筑师提供了既实用又经济的覆盖大面积、大空间的建设手段。
这一类结构受力合理、刚度大、重量轻,制作安装也比较方便,在近十多年来得到开发与发展,并在大跨度、大柱网的公共与工业建筑中得到应用,且受到国内外科技界和工程界的关注和重视,其推广应用和发展前景是无比广阔的。
采用预应力技术于大跨度空间钢结构具有如下的特色和优势.(1）可以改变结构的受力状态,满足设计人员所要求的结构刚度、内力分布和位移控制.(2)通过预应力技术可以构成新的结构体系和结构形态(形式),如索穹顶结构等.可以说,没有预应力技术,就没有索穹顶结构.(3)预应力技术可以作为预制构件(单元杆件或组合构件)装配的手段,从而形成一种新型的结构,如弓式预应力钢结构.(4)采用预应力技术后,或可组成一种杂交的空间结构,或可构成一种全新的空间结构,其结构的用钢指标比原结构或一般结构可大幅度的降低,具有明显的技术经济效益.1、国家体育场工程实例分析（1）、工程概况被称作“第四代体育馆”的“鸟巢”国家体育场是2008年北京奥运会的标志性建筑，她位于北京北四环边，包含在奥林匹克国家森林公园之中，主体建筑紧邻北京城市中轴线，并与国家体育馆和国家游泳中心相对于中轴线均衡布置。
占地面积20.4万平米，总建筑面积25.8万平米，拥有9.1万个固定座位，内设餐厅、运动员休息室、更衣室等。
2008年奥运会期间，承担开幕式、闭幕式、田径比赛、男子足球决赛等赛事活动。
该工程总投资4.5亿美元，是全球目前投资最大的建筑物，也是迄今为止世界上最具现代化和人性化的体育场馆。
“鸟巢”因其主体由一系列辐射式的钢结构旋转而成，外型酷似鸟巢而得名。
其建筑顶面呈马鞍型，长轴为332.3米，短轴为297.3米。
最高点高度为68.5m，最低高度为40.1m。
屋盖中间开洞长度为185.3m，宽度为127.5m。
主要由48榀主桁架围绕屋盖中间的开口放射型布置而成，主桁架与顶面及立面杂乱无章的次结构一起形成了“鸟巢”的特殊建筑造型，大跨度空间钢屋盖支撑在周边的24根桁架柱之上，并将荷载传至基础。
为达到预定的视觉效果，编织鸟巢用的杆件均为箱型构件。
主体框架建成之后，在“鸟巢”顶部的网架结构外表面将贴上一层乳白色半透明聚四氟乙烯(ETFE)的充气塑膜，使用这种膜后，阳光不是直射，而是通过漫反射进入到体育场内，使光线更柔和，由此形成的漫射光还可解决场内草坪的维护问题，同时也起到为场内座位遮风挡雨的功能（2）、预应力作为一项新技术，得到充分应用，涌现了索穹顶、张拉整体结构和索膜结构等新型结构形式。
奥运会羽毛球馆(北京工业大学体育馆)采用了世界跨度最大的弦支穹顶结构；国家体育馆采用了世界跨度最大的双向张弦梁结构。
据承揽所有奥运场馆中大跨度预应力钢结构分项设计、施工和监测的北京建工集团建筑工程研究院副院长张然介绍，大跨度预应力钢结构是由高强度、抗腐蚀、抗疲劳钢索与各种形式空间钢结构组合而成的一种新型结构形式，将柔性的钢索与刚性的钢结构完美地融合到一起，为建筑师提供了既实用又经济的覆盖大面积、大空间的建设手段，深得他们的青睐，北京2008年奥运会共有7个场馆采用了这种结构。
弦支穹顶“变脸”不易。
93米世界最大跨度、外圈环向索预应力张拉值250吨、屋盖钢结构起拱值110多毫米，奥运羽毛球馆的设计施工难度世界罕见。
该工程采取了弦支穹顶钢结构体系，主要是由单层网壳、撑杆及预应力拉索构成。
其中的预应力拉索是这个工程的最大特色和难点。
由于屋盖庞大、结构复杂，环向索的张拉过程异常艰难。
第一个难点是如何在张拉后保持撑杆的垂直。
建研院凭借雄厚的计算优势，在仿真模拟中对受力进行精确的分析，并用以指导工程；二是由于跨度大，单根索预应力张拉值最大达到250吨（世界最大双向张弦结构的国家体育馆单项索预应力张拉值为120吨），施工风险很大。
设计人员根据张拉情况配备了液压千斤顶等先进设备，同时由机械工程师对配套的张拉设备进行了专门设计，解决了这一难题；三是柔性形态的控制。
由于结构最终经张拉起拱脱离支撑胎架，施工安全性受到挑战。
设计人员因此布置了50多个监测点对拉索、撑杆和钢结构应力进行监控，并对结构变形进行监控，以保证安全和结构质量。
双向张弦桁架“舒展筋骨”国家体育馆钢屋架结构形式为“单曲面双向张弦桁架预应力钢结构”，主馆南北长144.5米，东西宽114米，其跨度为双向张弦桁架预应力钢结构的世界之最。
国家体育馆整个钢屋架工程由14榀桁架组成，总用钢量2800吨，如何完成如此巨大规模的预应力钢结构设计和施工着实让建研院预应力的工程师们犯了难。
经过26次方案论证和优化，设计人员最终确定了单榀高空分段组装、穿索预紧、累计滑移、预应力张拉的新技术安装施工。
通俗地说，就是将桁架先在高空组装完成，再穿进钢索“绷上劲”，然后通过一条纵贯东西的滑轨分批将它们从东边滑到西边去，最后整体张拉，这样可以大大降低施工的成本。
2、国家大剧院工程实例分析中国国家大剧院座落于天安门广场的西南侧，其东面与人民大会堂为邻，北面与中南海相望，位置显要。
国家大剧院主体建筑由外部围护结构和内部歌剧院、音乐厅、戏剧场和公共大厅及配套用房组成。
外部围护结构为钢结构壳体，呈半椭球形，其东西长轴为212.20米，南北短轴为143.64 米，建筑总高度为46.285 米，地下最深处为-32.50米。
椭球形屋面主要采用钛金属板，中部为渐开式玻璃幕墙。
主体建筑外环绕人工湖，湖面面积达35500平方米，北侧主入口为80米长的水下长廊，南侧入口和其它通道也均设在水下。
国家大剧院主体建筑钢结构椭球体壳体(以下简称:壳体)为一超大空间壳体，东西长约212m，南北约144m，高约46m。
整个钢壳体由顶环梁、梁架构成骨架;梁架之间由连杆、斜撑连接。
工程建筑等级为特级，结构设计使用寿命为100年，结构形式为框架剪力墙结构，椭圆形屋顶采用钢结构壳体，内部无支点。
椭球形壳体结构由钢筋混凝土环梁支撑，钢结构壳体外饰为钛板，中部安装玻璃。
顶环梁通长采用ф1117.6-25.4THK钢管，中间矩形框采用矩形箱型梁。
整个顶环梁长约60m，宽约38m。
顶环梁半圆区内搁栅呈放射状分布;矩形框内南北向搁栅采用60m 钢板梁，东西向采用ф194钢管，搁栅呈网格状分布。
整个顶环梁总重约7O0t。
梁架分为A类(短轴梁架)、B(长轴梁架);A类梁架采用60mm厚钢板制作，B类梁架采用上下翼缘不等的焊接H型钢。
A类梁架共46榀，B类梁架共102榀。
斜撑及连杆均采用钢管;短轴梁架之间连杆节点采用铸钢节点连接，长轴梁架连杆采用钢套筒连接。
结构特点如下:(l)该壳体为一超大型空间结构，结构体量大。
整个结构待壳体完全形成后，方为稳定的空间结构，所以保证施工阶段的结构稳定至关重要;(2)该壳体为非正椭圆球体，且壳体内外两球面的椭圆方程并不一样，因而施工中平面、空间定位测量的难度颇大;(3)壳体的主要结构体—梁架(尤其是短轴梁架，侧向厚度仅为60mm)平面外刚度极差，因而构件的起扳、搬运、起吊难度颇大;(4)梁架呈中心对称辐射状布置，因而每种同类构件最多只有四件，对构件的制作放样及安装顺序要求颇高。
由法国 ADP公司著名建筑师安德鲁先生设计的国家大剧院，由一组顶环梁、148榀弧形梁架和内外各42道环杆组成，重逾6000t。
巨大的穹顶内部没有一根立柱，却包含着歌剧院、戏剧院和音乐厅三幢混凝土建筑，结构形式及施工环境之特殊，确实给施工建造出了一道难题，也使施工在实践中赢得多项科技创新。
为了实现钢结构安装的高精度，法方专家提出了一系列相应的施工措施。
如在详图设计、制作和安装过程中实施空间三维反变形；又如制作阶段壳体钢结构整体预拼装；再如计算机控制实时检测的安装测量控制等等。
这些措施不仅耗费巨大，而且难以操作。
我们在对其逐一研究分析的基础上，提出了针对性的改进方案。
其一，在详图设计、制作和安装过程中实施空间三维反变形。
其二，制作阶段壳体钢结构整体预拼装其三，计算机控制实时检测的安装测量控制。
三、结构新材料的应用进一步推动大跨空间钢结构的发展在普通碳素钢获得大量应用的同时,不锈钢、铝合金、膜材也在许多大跨度建筑中获得了应用.如上海国际体操馆中心(D=64m)的圆球网壳,上海临沂游泳馆（72×52×58m）的圆柱面网壳以及上海科技城采用的椭球体单元层网壳等都有是一些大型铝合金网壳结构。
网壳杆件材料选用美国6061-T6型材（相当于我国LD30CS铝材），结构自重仅为一般网壳的1/3。
铝材的抗拉强度可达295Mpa，屈服强度246 Mpa。
已超过Q235钢的强度指标，但其弱性模量E=6.96×104N/m㎡,仅为钢材的1/3,铝合金材料轻质美观,不易腐蚀、便于加工、耐久性好,因而在国际上已有许多专业生产公司建成了较多的铝合金结构.我国天津大学、同济大学、上海现代设计集团、中国建筑科学研究等已开始进行基础性研究和工程实践,积极进行产品研制、开发.不锈钢材料(含铬量>12%的铁基耐蚀合金)是随着对装饰与防腐要求的提高而在空间结构中获得应用的,它集装饰、受力、防腐于一体的特点而受青睐.国产不锈钢中的Ocr18Ni9,Icr18Ni9Ti等就是一些常用的不锈钢材料.天津大学等高校与一些设计、研究单位,对其力学特性以及设计、施工技术均进行过大量研究.鉴于目前不锈钢材料的价格远高于普通钢材,近年来一些单位也已研制成功在普通碳素钢管的基础上外包不锈钢皮而形成复合技术,开发出不锈钢复合钢管网架,并进行了一些工程实践.既保持了不锈钢与普通碳素钢的优点,又大幅度降低了造价,取得了较好的技术经济效果.膜结构是当前我国正在兴起的一种空间结构，其中应用较多的是张力膜结构。