浅谈我国高层混合结构设计

第十四届全国现代结构工程学术研讨会质疑我国高层混合结构设计（2014月7月18-21日，天津大学）1中国高层混合结构超限问题。2中国钢结构建筑世界获奖问题。3

全钢结构轻量化设计是中国结构师的历史使命国钢结构事业资深专家

中国钢结构协会资深专家中国高效预应力混凝土技术发展与推广委员会委员广东省钢结构协会理事长华南理工大学土木系教授空淡误国实干兴邦定义：高层混合结构——由钢、混凝土两种抗侧力体系组成的高层结构。

上海金茂大厦（n=88层，H=421m，1999）结构分类构件（structuralmembers）组成混合结构钢结构不开裂构件型钢、钢板、高强钢丝（钢绞线）、钢棒（简称S）钢管混凝土（Concrete-filledSteelTubular，简称ST·C）钢梁+压型钢板上现浇砼组合件（Steel-Concretecomposite，简称S-C）

混凝土结构带裂缝工作的构件钢筋混凝土（ReinforcedConcrete，简称RC）型钢砼或钢骨混凝土（Steel-ReinforcedConcrete，简称RC·S）部分预应力混凝土（PartialPrestressedConcrete，简称PPC）

结构(Structures)——支承作用(Actions)的骨架。

直接作用：荷载(Loods)

间接作用：地震(Earthquake)、支座沉降、温差[104]钱稼茹、赵作周、叶列平，高层建筑结构设计（第二版），中国建筑工业出版社，2012年8月经典精品系列教材，高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材竖向混合框架结构[104]

?!

RC(ReinforcedConcreteMember—Column)

orS(steelcolumn)RC·S(steelReinforcedConcreteColumn)orST·C(Concrete-filledsteelTubularColumn)RCBeam、RC·SBeam

or

SteelBeam混合框架——给计算分析带来麻烦。

文献[3]P.385：“对于混凝土核心筒-钢框架混合结构，在美国主要用于非抗震设防区，且认为不宜大于150m。在日本，1992年建了两幢，其高度分别为78m和107m，结合这两项工程开展了一些研究，但并未推广。据报道，日本规定采用这类体系要经建筑中心评定和建设大臣批准。”文献[98]P.5：“1964年美国阿拉斯加地震，采用‘混凝土芯筒-钢框架’混合结构的楼房，曾发生严重破坏甚至倒塌。据此，美国工程界一些人士认为，混合结构不宜用于地震区的高楼。”文献[3]P.385：“我国自20世纪80年代在当时不设防的上海希尔顿酒店采用混合结构以来，应用较多，除大量应用于7度和6度地区外，也用于8度地区。由于这种体系主要由混凝土核心筒承担地震作用，钢框架和混凝土筒的侧向刚度差异较大，国内对其抗震性能虽有一些研究，尚不够完善”。[3]中国住建部，建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社，2010年8月[98]刘大海、杨翠如，高楼钢结构设计（钢结构、钢-混凝土混合结构），中国建筑工业出版社，2003年9月用钢：型钢+钢筋（69+70）kg/m2

上海希尔顿国际酒店（n=43层，H=143m，1988）为何混凝土核心筒+钢框架(ConcreteCoreTube+steelFrame)简称C+SF，能够在我国大量采用，主要原因是：核心筒几乎承担100%的水平作用（风、地震），具有很大的抗推刚度，容易满足水平侧移限值，设计无难度。因此，混凝土和钢两种结构的混合在强震作用下的结构性能表现，必须引起结构工程师的严重关注：强震后，同一幢高楼的两种抗侧力体系，一个（混凝土核心筒刚度大，地震力也大——第一道抗震防线）可能成为建筑垃圾，一个（钢框架）能修复（可持续发展），如何处理后事，值得深思！钢柱

N、M、u与H的关系No规范（程）抗侧力体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度0.10g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g1规范[1]P.96全钢a

筒体300280260

240180b

框架-中心支撑220200180150120P.48混凝土c

框架-核心筒1501301009070

当房屋高度超过c项时，可采用钢框架-混凝土核心筒混合结构组成的抗侧力体系，但此时的[H]不宜超过b、c两项高度的平均值（详见规范[1]P.213）。2规程[2]P.123混合钢框架-RC核心筒210200160120100703规程[3]P.1全钢框架-支撑（剪力墙板）260220200140各类筒体360300260180P.1混合钢框架-混凝土核心筒220180100704规程[4]混合钢框架-RC（RC·S）核心筒160120100--钢框架-RC核心筒钢框架-RC·S核心筒2102302002201801801201307070[1]中国建设部，建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社，2010.[2]中国建设部，高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010），中国建筑工业出版社，2011年6月[3]中国建筑技术研究院，高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-98），中国建筑工业出版社，1998.[4]中国工程建设标准化协会，高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程（CECS230:2008），2008表1我国规范（程）规定的高层混合结构的高度限值[H]我国用高层混合结构盲目冲击高层建筑高度1

广州新中轴线的三大高层混合结构——广州电视塔、西塔、东塔广州电视塔西塔（n=39，H=454m，不含天线146m，2009）（n=103，H=432m，2005）东塔（2015）是广州最高的高层混合结构，n=111,H=518.15m。设计:美国KPE建筑事务所

奥雅纳工程咨询公司施工:中建钢构有限公司总建筑面积50万m2，总用钢量16.8万t（型钢10.8万t，钢筋6.0万t）。最厚钢板t=130mm（铸钢件厚度400mm）,最大钢筋直径d=40mm。混凝土用量20万m3。2上海陆家嘴的三大高层混合结构——金茂大厦、环球中心、上海中心黄埔江金茂大厦环球金融中心（n=88层，H=421m，1999）（n=101，H=492m，2007）核心筒内缩后塔吊布置B3~57F57F~61F61F~79FM440D附着反向180度环球金融中心上海中心是上海最高的高层混合结构，H=580m。

设计：美国Gensler公司

总包：上海建工（集团）总公司总建筑面积57.4万m2，钢材总用量10万t，最厚钢板t=140mm，最大钢筋直径d=40mm。3

深圳平安大厦平安大厦是深圳最高的高层混合结构。由美国KBF公司和CCDI悉地（深圳）国际设计公司设计，中建钢构有限公司钢结构施工。总建筑面积46万m2（塔楼35万m2），钢材总用量10万t——型钢4.545万t，钢筋5.455万t（塔楼4.2万t）。最厚钢板t=150mm（铸钢件厚220mm），最大钢筋直径d=32mm。

混凝土用量为27.8万m3（其中楼盖46万m2×0.1m=4.6万m3）。

深圳平安大厦（n=118层，H=597m，不含天线63m）深圳平安大厦平面（n=118，H=597m）核心筒厚1500厚800翼柱建筑结构传统(convensional)现代(modern)砖石结构砖混结构(n=1~6层)高层（耸）结构

TallBuilding、HighRiseStructure

屋盖结构(RoofStructure)圬工结构,如水坝承重砖墙+木楼盖或砼楼盖混凝土（砼）钢屋盖形效结构（轴力结构）大跨度（L≥100m）屋盖弯矩结构中、小跨度RCPCSPS框架；框架-支撑（钢板剪力墙）；框筒；巨型结构；悬挂体系。刚性结构-如网壳等柔性结构-如索穹顶等杂交结构-如悬支穹顶等实腹梁、桁架、张弦梁（一、二维）、格栅、网架、门式刚架等钢筋混凝土（RC）——ReinforcedConcrete；预应力混凝土（PC）——PrestressedConcrete；钢（S）——Steel；预应力钢（PS）——PrestressedSteel（1）ST.C（2）RC.S（3）钢梁+RC板组合结构：钢管砼结构（Concrete-FilledsteelTubularStructure简称

ST.C）钢骨砼结构(Steel-ReinforcedConcretestructure简称RC.S)

钢—砼组合楼盖结构（钢梁+RC板）

4结论①美国高层混合结构“主要用于非抗震设防区，且不宜大于150m”[1]；

“1992年日本建了两幢：H=78m和H=107m，但并未推广”[1]。

“1964年美国阿拉斯加地震高层混合结构楼房，曾发生严重破坏甚至倒塌”[6]。②可见，我国各地用400m~600m高层混合结构形式来盲目冲击高层建筑的高度:广州maxH=518.15m、上海580m、深圳597m

严重违背我国规范（程）的高度限值[H]，极其危险，且结构也非常笨重，施工艰难。质疑我国超限专家如何评审通过？！[1]中国建设部，建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社，2010.[2]中国建设部，高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010），中国建筑工业出版社，2011年6月[3]中国建筑技术研究院，高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-98），中国建筑工业出版社，1998.[4]中国工程建设标准化协会，高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程（CECS230:2008），2008表2我国规范（程）规定的高层混合结构——RC核心筒+钢框架的高度限值规范（程）8度抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度0.10g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g规范[1]18516514012095规程[2]210200

16012010070规程[3]22018010070规程[4]双重160120100——非双重21020018012070世界高层全钢结构前三名在美国随着高度的增加，结构方案也在变化，致使用钢量在减少。

西尔斯塔楼（1974，束筒）世界贸易中心（1973，框筒）帝国大厦（1931，框架）H=443.179m，n=110416.966，110381，102

用钢161kg/m2

186.6206

现代全钢结构的两大特点：①采用轻质高强材料；②采用现代结构分析方法——结构减震控制理论、结构优化理论和预应力理论[1][2]。美国居世界前列的三个著名高层全钢结构建筑。[1]王仕统、薛素铎、关富玲、陈务军、姜正荣、石开荣，现代屋盖钢结构分析与设计，中国工

业出版社，2014年4月.[2]王仕统，大跨度空间钢结构的概念设计与结构哲理（中国工程院工程科技论坛第39场特邀

报告论文集《论大型公共建筑工程建设——问题与建议》，中国建筑工业出版社，2006年12月.工程名称EmpireStateBuildingWorldTradeCenterSearsTower高度H(m)381416.966443.179结构方案框架框筒束筒用钢量(kg/m2)206186.6161这充分说明高层全钢结构轻量化设计的高科技设计水平。框筒（密柱柱距＜4m+深梁

l/h＜4）44条箱形柱H型钢柱箱形柱

腹板框架剪力滞后效应(ShearLagEffect)翼缘框架西尔斯塔楼(1974)

世界贸易中心(1973)

SearsTower（9个束筒）WorldTradeCenter（外框筒、内框架）

密柱间距1~3.5m工程名称年代底层平面(m×m)总面积(万m2)层数高度H(m)结构方案型钢+钢筋总用钢（万t）混凝土用量（万m3）用钢量（kg/m2）全钢结构EmpirestateBuilding（帝国大厦）1931130×6044.35102381框架206WorldTradeCenter（世界贸易中心）197363.5×63.545110415.138南塔框筒8.34.5（楼板）186.6SearsTower（西尔斯塔）197468.55×68.55110443.179束筒161注：H=1250ft=1250×12×0.0254m=381m，H=1362ft=415.138m，H=1454ft=443.179m混合结构东塔（广州）201550111518.1510.8+6=16.820上海中心201457.4580平安大厦（深圳）2016351185974.545+4.2=8.74518.5美国高层全钢结构、中国高层混合结构对比全钢结构轻量化、延性好；混合结构核心筒转角处加型钢提高延性，笨重、施工艰难。点评美国世贸中心（110层，H=416.966m，1973）1

全钢结构—外框筒：密柱（柱距l=1.01m＜4m）深梁（梁高h=1.32m＞l/4=1.01m/4=0.25m）内框架（44条柱）箱形柱截面：450mm×450m×（7.5mm~12.5mm）2

风压：2.2kN/m2，大楼顶端侧移u=28cm，u/H=0.28/416.966=1/14893框筒3柱变1柱——柱截面800×800，不设转换层4每层桁架下弦，装被动控制（阻尼器）52001年9月11日（恐怖日），波音767客机先撞北楼、后撞南楼。飞机击断钢柱进入WorldTradeCenter。南楼、北楼1h后先后倒塌。6在风载下的顶关侧移u/H=0.28/416.966=1/148912.57.5450mm45070.029.522028u/H=0.28/416.966=1/1489

恐怖日（2001年9月11日），波音767客机击断钢柱，进入美国世界贸易中心

(WorldTradeCenter，1973，纽约)。南楼、北楼1h后先后倒塌。曼哈顿大桥全钢结构工程

设G为总用钢（t），P为建筑总重量（t），则结构体系的优秀性与G/P成反比[1]：优秀设计：G/P=0.2~0.3平庸设计：=0.4~0.5拙劣设计：=0.6~0.7[1]陆赐麟，用科学标准促进钢结构行业健康发展，钢结构与建筑业，2009年总19期[2]目击者指南：美国，中国旅游出版社，2008全钢结构工程G/P世界贸易中心西尔斯塔8.41万t/40万t=0.214.83万t/22.25万t[2]=0.22

西尔斯塔世界贸易中心H=443.179mH=416.966m世界贸易中心一号大楼——自由塔One

WorldTradeCenter（简称：1WTC)

——FreedomTower

为纪念911事件,纽约当局在2003年在全世界范围内征集世贸中心重建方案，由DavidChilds和DanielLibeskind提出的“自由塔”方案成为最终的优胜者。并试图成为纽约和美国的新标志。美国也因此希望能以此延续美国在建造摩天楼方面先进且富有创造力的传统，并将最高等级设计、安全性、质量和科技结合在这座未来世界最高的塔楼之中。钢管混凝土（ST.C）柱1776年独立宣言：1776ft=541.325m，南塔1362ft=415.318mH=415.318m，天线126.187m，总高541.325m1776ft=541.325mH=1362ft=415.138m石油塔（RCPetronasTower)

H=425m（马来西亚吉隆坡）核心筒厚：

外筒壁：30in=762mm—14in=356mm

内筒臂：14in=358mm（不变）

混凝土：80MPa—40MPa

石油塔西尔斯塔H=452mH=442m石油塔结构平面（三）结构工程师应努力实现全钢结构文化：

①现代全钢结构设计轻量化，即实现结构哲理：少费多用——用最少的结构提供最大的结构承载力。钢结构行业包括设计与施工（制造和安装），轻盈的钢结构必须从设计开始——设计是龙头。因此，在进行现代全钢结构设计时，不是简单地使用设计软件，而必须正确选择结构方案和正确估计结构和构件截面高度，否则，所谓的优化是徒劳的。作者认为，钢结构用钢量是衡量结构设计优劣的最重要指标之一。不谈用钢量多少，狂热追求钢结构建筑亚洲第一高、世界第一跨是不科学的。我们要永远记住一个真理——设计是硬道理，硬设计就没有道理！

②现代全钢结构建筑与绿色建筑必须挂钩——节材与环保。全钢结构最能实现产业化：钢构件制造（焊接）工厂化，工地高强螺栓装配化。世界先进国家钢结构超过40%,日本70%以上，我国不到3%，97%是混凝土等结构。我国全钢结构空间巨大，关键是设计水平。迪拜塔(n=160层，办公49层）迪拜塔2004年开工，原定2009年9月完工，但受金融危机拖累，竣工日期推迟。这座高楼耗材：混凝土33万m3、钢材3.14万t。楼内设57部电梯，包括最高时速v=64km/h=17.8m/s的世界最快电梯。

H=1922呎（RC）+712呎（S）

=585.826m+217.018m=802.844m迪拜塔创造条件要上！

OK克服困难也要上！OK

中国全钢结构设计与施工

（设计)（施工）NoGood

当前，中国大型笨重的建筑钢结构工程（鸟巢、CCTV、深圳大运会体育场等）能施工的单位＜5%，施工单位＞95%靠边站。

“创造性”破坏不能再进行下去了。

板厚100~200mm珠江三角洲每个医院（室）都可作断肢再接手术我国大型钢结构工程：重型巨件起吊，现场厚钢板焊接拼装珠江三角洲断肢多怪异钢结构的施工，反思钢结构的设计水平？轴线①、⑧③、⑥④、⑤剖面外框筒柱：H型钢800×400。方钢管砼：1300×1300～600×600内框筒柱：焊接方钢管砼1200×1200～600×600内、外筒钢梁、伸臂桁架（每16层）钢构件：H900×400楼盖：压型钢板、钢-砼组合楼盖台北国际金融中心大厦[71]——钢结构“筒中筒”体系（风速42.5m/s，环太平洋地震带）[71]谢绍松、甘锡澄、王正雄，台北国际金融中心101层摩天大楼之结构系统方案初选，台湾：土木技术，1998年第3期。大厦底层平面（内、外筒柱距3m）CCTV新电视塔（CCTVNewTower）

2008年

n=53H=234m

工地全焊接拼装（钢板厚max

t=130mm)SteelMaterials：14.2万tmaxt=135mmQ345GJC=100mmQ390GJD=100mmQ420GJD3.326万t=100mmQ460GJD2.363万t用钢量:14.2万t/47万m2=0.302t/m2

（冠达尔贺明玄总工提供）美国世界贸易中心（WorldTradeCenter）

1973年

n=110H=416.966m

工地全高强螺栓连接（钢板厚7.5~22.5mm）

yieldstrength:fy=700N/mm2

（屈服强度）用钢量:186.6kg/m2中国钢结构建筑世界获奖，愚弄不少中国专家

世界高层都市建筑学会（TheCouncilonTallBuildingsandUrbanHabitat，CTBUH）2013年“最佳高层建筑奖”之央视大楼

[1]。

“最佳高层建筑”的评审标准：设计的可持续元素、创新科技、美化和清洁城市环境、提高城市与居民生活品质等。

雷姆.库哈斯和奥勒.舍仁设计师公布CCTV方案时，CCTV“侧面S正面O”的奇特扭曲造型疯狂，人们简直不敢相信建筑还可以这么做。CCTV是目前单体用钢量最多的钢结构工程，被中国钢结构建筑专家称为“世界级工程”。以下数字可谓惊人：

用钢量14.2万t，其中，钢柱最重80t。悬臂（67.165m~75.165m）重1.4万t，钢构件4.2万多件，压型钢板29.6万m2。高强螺栓95万套，栓钉148万套。

评委会主席JeanneGang：“CCTV是那种无法被复制的建筑，无论在结构意义上，还是在无与伦比的造型上，它都是一个不可思议的成就。就如同埃菲尔铁塔。”CCTV在世界其他地方获准建造的可能性很小，因为不符合规范要求，而中国很愿意尝试，这也为千奇百怪的建筑设计创造了一种非常宽松的氛围。[1]刘玉珠编译，世界高层都市建筑学会（CTBUH），2013年“最佳高层建筑奖”揭晓，钢结构进展与市场，2013年第6期埃菲尔铁塔（锻铁铆接结构，用钢0.73万t）CCTV用钢量302kg/m2（冠达尔贺明玄总工提供）

全钢结构——由型钢、钢板、钢管混凝土和高强钢丝等不开裂构件、并通过焊缝、高强螺栓、铆钉或销轴等连接而成的钢结构骨架。就具有绿色建筑的节材特质。表1特质比较现代钢结构绿色建筑结构哲理：少（费）多用——用最少的结构提供最大的结构承载力。最轻的结构最短的工期最好的延性在建筑全寿命周期内*，最大限度地节约资源（节能、节地、节水、节材），保护环境和减少污染，为人们提供健康、适应和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。[1]王仕统，大跨度空间钢结构的概念设计与结构哲理（中国工程院工程科技论坛《论大型公共建筑工

程建筑——问题与建议》第39场特邀报告），中国建筑工业出版社，2006.[2]王仕统，提高我国全钢结构的结构效率，实现钢结构的三大核心价值，钢结构，2010年第9期*建筑全寿命周期（BuildingLifeCycle）——从建筑物的选址、设计、建造、使用、维护、拆除、处理废弃建材（垃圾回收或二次能源再利用）的整个过程。

英国伦敦碗（2012）北京鸟巢（2008）

8万人，用钢1万t8万人，用钢5.24万t建筑理念：无序就是艺术绿色奥运、科技奥运、人文奥运伦敦碗

由五层结构环组成：

1天蓬支架环（旧钢管）

2装饰围护环（纤维布）

3看台面板环（低碳混凝土）

4看台支架环（旧钢管）

5地面看台环（低碳混凝土）

实景

5层结构环

地面看台环伦敦碗——第30届奥运会主场馆，总用钢1万t左右[149][150]，用钢量90kg/m2，2012

效果图剖面夜景[149]薛素铎、李雄彦，2012伦敦奥运场馆结构体系概述，工业建筑，2012年增刊.[150]陆赐麟，用科学标准促进钢结构行业健康发展，钢结构与建筑业，2009(19).

a）原开合屋盖[1]梅季魁、陆诗亮、罗鹏，新世纪的献礼——2008年第29届奥运会主场馆：国家体育场（鸟巢）建筑概念设计国际竞赛方案述评，第三届全国现代结构工程学术研讨会，2003年《工业建筑》增刊。[2]王仕统，大跨度空间钢结构的概念设计与结构哲理（中国工程院工程科技论坛第39场特邀报告论文集《论大型公共建筑工程建设——问题与建议》，中国建筑工业出版社，2006年12月[3]中国工程建设标准化协会，门式刚架轻型房屋钢结构技术规程（CECS102:2002），中国计划出版社，2003.[4]范重、刘先明、范学伟、胡天兵、王喆，国家体育馆钢结构设计中的优化技术，第五届全国现代结构工程学术研讨会（工业建筑，2005年增刊）建筑教授评委对鸟巢方案的评价[1]：“从各位评委各抒已见的发言中可以看出主要集中在两个方向：一是创意，二是经济合理性（当时用钢量1.1t/m2”。无序就是艺术（野兽派）专家赞成反对中国34外国51合计85鸟巢评委分配b)次结构：无序就是艺术c)主结构:交叉门式刚架结构[2][3]鸟巢椭圆平面：332.3m×297.3m中央开洞：185.3m×127.5m用钢4.1875[4]~5.2万t（实际用钢）即710~881㎏/㎡

钢结构行业包括设计与施工（制造、安装），轻盈的钢结构必须从设计开始——设计是龙头。因此，在进行现代钢结构设计时，不是简单地使用设计软件，而必须正确选择结构方案和正确估计结构截面高度，否则，所谓的优化设计是徒劳的。编者认为，钢结构的用钢量是衡量结构设计优劣的最重要指标之一。不谈用钢量，狂热追求亚洲第一高、世界第一跨是不科学的。为了实现最简洁结构（非复杂结构）就是最好结构的理念，提高我国钢结构的结构效率，实现钢结构固有的三大核心价值——最轻的结构、最短的工期和最好的延性。

回归建筑工程设计的基本原则：实用、经济，在可能条件下注意美观（邀请10名建筑、结构和管理专家作报告）主持人：陈肇元院士（上午09：00~12：00）主持人：谭庆链理事长（下午14：00~17：30）特邀报告工程科技论坛我国大型建筑工程设计的发展方向主席台一排左起：王宏、李世俊、蓝天、钟善桐、邓志广、姚兵、杨豪标、王仕统、陈之泉、麦广钦、叶浩文、刘锡良沈祖炎院士在大会的主题报告《还钢结构轻、快、好、省的本来面目》中指出“近年来涌现的与轻、快、好、省理念背道而驰的技术现状，令人担扰”[12]。并严厉批评了鸟巢、水立方、CCTV、深圳大运会体育场、合肥创新展示馆、广州歌剧院、海南国际会展中心等11个大型屋盖钢结构工程。[12]沈祖炎，必须还钢结构轻、快、好、省的本来面目，《中国建设报》连载，2011年3.14，4.11，4.25，5.9，5.30.

中国建筑金属结构协会姚兵会长在大会上指出：“合理用钢，并不是把钢结构建筑建成结构碉堡”[25]。[25]金石，钢结构热现象背后的冷思考——影响中国——第二届中国钢结构产业高峰论坛，钢构之窗，2011年第2期首届全国钢结构施工技术交流会在北京中苑宾馆隆重召开（2006年12月9~11日）

会议最后一天，代表们还参观了国家体育馆、国家游泳中心、CCTV等重大工程项目。怪异钢结构的艰难施工，反思钢结构的设计水平（特邀报告）a）P-w曲线b）

P-△H曲线

索的几何非线性

布拉格谢拉明剧场

为何不少结构师不乐意研究采用屋盖形效结构，具体原因有四点：①由于现阶段钢结构行业（设计、施工）存在：设计收费、施工收费和评奖机制，创新和节约用钢都没有好处——现阶段机制不鼓励创新；②对索结构来说，在局部集中荷载P作用下，会产生“机构性位移”

。处理柔性索边界，也

比处理刚性边界要困难得多；③大跨度钢屋盖空间结构的稳定(Stability)和预应力分析是设计的难点；④某些文献模棱两可的措词、误导。如规范［10］第8、6、1条：“大跨度屋盖结构系指跨度≥60m的屋盖结构，可采用桁架、刚架或拱等平面结构以及网架、网壳、悬索结构和索膜结构等空间结构”；⑤结构工程师的学术魅力（力学、数学功底，结构理论与工程实践）与人格魅力（独立性、进取性和开放性）与世界先进国家有较大差距。[10]中国建设部，钢结构设计规范（GB50017-2003），中国计划出版社，2003年

本文针对专著[1]的理论提出索网结构的近似解法，可用来分析任意荷载作用下的椭圆底平面和菱形底平面双曲抛物面索网结构，该法先用级数将索网结构基本方程展开，然后采用最小二乘配点法求解，并通过迭代过程考虑非线性项的影响。算例表明，该近似解法的计算机程序能满足精度要求。[1]钟善桐、沈世钊，大跨度屋盖钢结构，中国建筑工业出版社，1985年11月布拉格谢拉明剧场马鞍形索网的变形协调方程：承重索：稳定索：[14]王仕统，双曲抛物面索网结构的近似计算，建筑结构学报，1992年6月第3期边缘构件NO混凝土（不均匀材料）钢（匀质材料）1抗压高，抗拉低，脆性材料抗压（拉）高，延性材料2强度问题实体构件稳定（屈曲）问题薄壁构件3带裂缝工作不开裂4公式几乎100%由试验得出（含回归分析）理论公式多由力学原理推出5设计难点：延性设