Phân tích ứng dụng của kết cấu thép trong kiến ​​trúc

Kết cấu thép khổng lồ là một hệ thống các tòa nhà cao tầng hoặc siêu cao tầng mới, được sản xuất để đáp ứng các chức năng đặc biệt hoặc toàn diện. Nó có khả năng thích ứng kiến ​​trúc tốt và hiệu suất cấu trúc hiệu quả cao tiềm năng, và là một cấu trúc rất phát triển.

Kết cấu thép nhịp lớn hầu hết được sử dụng trong các sân vận động đa chức năng, trung tâm hội nghị và triển lãm, phòng triển lãm, sảnh chờ, nhà chứa máy bay, ... Kết cấu lưới phẳng sớm nhất có nhịp lớn nhất là Nhà thi đấu Đại học California ở Los Angeles vào những năm 1960 . Vỏ cách nhiệt hai lớp lớn nhất là Houston Cosmic Dome và New Orleans Super Dome được xây dựng ở Hoa Kỳ vào những năm 1970. Vào những năm 1990, một lớp vỏ cách nhiệt một lớp có nhịp lớn nhất thế giới đã được xây dựng ở Nagoya, Nhật Bản. Đường kính tòa nhà là 229,6 mét, và đường kính cấu trúc là 187,2 mét. Lưới ba hướng được sử dụng. Các nút là các nút cứng có thể chịu được lực dọc trục và mômen uốn. Sân vận động trong nhà lớn nhất trên thế giới là Sân vận động Atlanta, sân vận động chính của Thế vận hội Olympic 1996 tại Hoa Kỳ × 235m), sử dụng hệ thống mái căng, chủ yếu bao gồm dây cáp, thanh và màng. Là kiểu kết cấu không gian mới, có tiềm năng phát triển nhất hiện nay. Sân vận động Fukuoka, được xây dựng ở Nhật Bản vào năm 1993 với đường kính 222 mét, là mái kết cấu thép đóng và mở lớn nhất hiện nay, trong khi Toronto Sky Dome (đường kính 203 mét) được xây dựng vào năm 1989 ở Canada đã được rút gọn lại thành cấu trúc đóng mở lớn thứ hai thế giới. Cấu trúc mái hơn 300 mét được cấu tạo từ thép tấm và thép hình, đây không phải là phương án tối ưu. Trong những năm gần đây, nghiên cứu thành công hơn là cấu trúc lai (hybrid), tức là sử dụng hỗn hợp các cực, cáp và màng.

Ví dụ điển hình nhất là Millennium Dome vào thời điểm chuyển giao thế kỷ. Tọa lạc tại Greenwich trên bờ nam của sông Thames ở London, gian hàng là mái nhà lớn nhất trên thế giới hiện nay. Mái vòm trông giống như một UFO, đường kính 320 mét. Từ quan điểm lý thuyết, có thể nhận ra một kết cấu có nhịp lớn hơn, và liệu nó có thể thành hiện thực trong thực tế hay không vẫn còn phải đi sâu nghiên cứu. Tuy nhiên, về mặt cầu, một nhịp dài khoảng 1000 mét đã được thực hiện. Cây cầu dây văng lớn nhất thế giới là cầu Dodoro (dài 890 mét) ở Nhật Bản, và cầu treo lớn nhất là cầu Mingshi (dài 1991 mét) ở Nhật Bản, cây cầu có nhịp dài nhất cho cả đường cao tốc và đường sắt là Cầu Tsing Ma (dài 1377m) ở Hong Kong. Mái nhà treo hình parabol hình hypebol đầu tiên trên thế giới là Nhà thi đấu Raleigh nổi tiếng của Mỹ.

Ngoài ra, các kỳ Olympic và triển lãm trước đây có thể cho thấy trình độ phát triển của kết cấu thép. Ví dụ, vào năm 1972, Munich, Đức (khu phức hợp xây dựng mạng lưới cáp bao gồm 74800 mét vuông sân vận động), năm 1976, Montreal, Canada, năm 1980, Moscow, năm 1984, Los Angeles, Hoa Kỳ, năm 1988, Seoul, Hàn Quốc (cả nhà thi đấu đường kính 120 mét và hàng rào đường kính 93 mét đều là mái vòm cáp), năm 1992, Sân vận động San Giodi ở Barcelona, ​​Tây Ban Nha (128 mét), và năm 1996, mái vòm Georgia ở Atlanta, Hoa Kỳ ( 186 mét) × 235m mái vòm dây thừng), sân vận động chính ở Sydney, Australia vào năm 2000.