前言

当前，我国已将建设重点转向城镇化发展和城市结构调整之需建设，对建筑结构设计在功能、造型、技术经济性等方面提出了更高的要求，更提出了注重保护环境要求，迫切需要发展新型高性能建筑结构及其设计技术，以提高结构性能，降低结构材料。空间结构是以高效、高性能和美观、灵活为特征的现代结构。空间结构建造及其所采用的技术往往反映了一个国家建筑技术的水平，一些规模宏大、形式新颖、技术先进的大型空间结构也成为一个国家经济实力与建筑技术水平的重要标志。

空间结构也称现代建筑结构，其特征为通过结构内力自平衡手段来减少结构用材、减轻结构自重，改变结构或构件的受力状态，从而大大减少结构用材，这种特殊的结构方法在大跨度、大悬挑的建筑中被广泛使用。空间结构不仅追求结构自重轻，同时结构形式多样、美观的特点，能很好地适应和表现各类建筑。大型复杂空间结构在我国的应用越来越多，同时我国学者对于各类空间结构的试验和理论研究越来越深入和广泛并已经取得了较大进展，但目前仍存在下面 5 个不足之处值得进一步研究。

（1）试验研究方面：一是试验数量匮乏，无论是整体模型试验还是节点试验均没有形成系统的成果；二是部分试验模型未能与时俱进，早年试验研究的节点通常较为常规，不能反映现行复杂节点的力学特性，指导意义有限；三是节点试验仅关注承载力方面，针对结构稳定有重大影响的节点刚度研究尚不足。

（2）理论研究方面：一是由于缺乏足够的试验支持，相当数量的数值模拟结果难以得到验证；二是节点有限元模型的计算分析中所做的部分假定的合理性有待研究；三是在结构整体模型的分析中，对节点刚度及构件初始缺陷的考虑不足。

（3）设计应用方面：一是设计中的抗震验算均未考虑节点连接形式的实际耗能能力而仅将构件简单假定为刚接；二是结构设计对施工过程的模拟计算与实际施工过程存在一定的不匹配。

（4）混凝土曲面壳体的设计要同时考虑施工方案并核算施工荷载。设计与施工有着互相依赖的关系，因此，只有两者密切配合，经过多方案比较，才能求得最佳的设计与施工方案。

（5）数值模拟与风洞试验结果的整体规律性是趋于一致的，且不同风向角下的极值相差不大，说明数值风洞模拟结果可以应用于复杂空间结构的抗风荷载设计工作当中。尤其是在项目方案确定阶段，可以借助数值风洞模拟工作来进一步优化空间结构的外形布置。

本书由贾水钟组织和编写，李瑞雄参与全书 1~5 章的编写工作，孙悦参与本书部分章节的校对、修改工作。

本书的完成离不开相关领域专家学者的支持和鼓励，部分内容应用了国内外专家学者和设计同行的设计思路或研究成果，在此致以衷心的感谢。由于空间结构理论和技术发展迅速，书中难免存在不当和疏漏之处，敬请各位同仁批评指正。

贾水钟
2022 年 12 月 10 日，上海