为了满足社会发展的需要，体育场、航站楼、桥梁等建筑结构的跨度越来越大，都在广泛应用大跨度复杂钢结构，因此，这种新型结构具有很好的应用前景。目前，大跨度钢结构已应用于工程当中，但设计过程仍存在着许多问题，所以我们应加强科研，改进大跨度复杂钢结构设计，使大跨度复杂钢结构设计流程更加可靠。
一、大跨度钢结构的设计特点
目前，大跨度结构还没有统一的跨度测量标准，与“钢结构的设计基准”相结合，将高度超过60m的建筑物视为大跨度结构物。大跨度钢结构一般用于公共建筑当中，如大厅、电影院、展厅、体育场等。而且，大跨度结构也适用于产业建设领域，具体设计需由相应的建筑建设过程标准来决定。通常情况下，大跨度钢结构必须在自重载荷下工作，工作的目的是为了减少构造物的自重，因此，一般会选择轻量的材料。大跨度住宅是根据负荷的种类来设计的，构造负荷主要分为永久荷重、可变荷重、偶发荷重，不同的负载值需要与不同的代表值组合。第一，是永久负荷。大跨度建筑结构的永久性负荷包括屋顶结构的重量和屋顶被覆材料的重量，前者可以根据经验和公式进行计算和分析，还要将擦条的重量包含在擦系统的计算中。屋顶材料的重量，包括了屋顶面板、屋顶隔热层、屋顶防水层的重量。第二，是可变负荷。大跨度住宅的变动负荷如下：①屋顶的活负荷。计算时应基于屋顶的水平投影面，将负荷计算值与实际情况相结合。②积雪量。积雪的大小与屋顶的形状、风向、方向密切相关。③风负荷。具体分为平均风作用和脉动风作用两种。平均风的作用可以通过静力学得到，这个阶段一般使用的计算方法是静力学；后者使用动态计算。第三，偶发负荷。这种类型的负荷主要用于防止地震的发生，包括水平和垂直的地震活动，其中，水平方向的地震活动会对较长的建筑物产生比较大的影响。
二、大跨度复杂钢结构设计过程中的常见技术问题
（一）平面与空间桁架的吊装稳定性
在设计和建设复杂的大跨度钢结构时，必须集中在提升点的分布、数量和选择上，以防止桁架面外失衡和滑轮力缺乏精确控制。由于大跨度复杂钢结构的长度和跨度较大，因此，如果不能保证较大的平面和空间轨迹在卷起过程中的稳定性，这将会直接影响后续的建筑质量。在设计大跨度复杂钢结构的过程中，必须尽可能保证结构设计的合理性，特别是要着眼于平面和空间的问题，不断改进建筑困难点的设计，进而提高大跨度复杂钢结构的稳定性。在设计中，简单支撑梁的构造需要根据工程学特性进行调整，这样，在吊起过程中，就能够将立面图的设计位置连接到两个柱头上，有效控制组件。
（二） 临时支承柱对结构安全产生的影响
在大跨度钢结构的安装过程中，临时支柱也是必要的。通过设置临时支柱，可以优化结构物的应力状态，进一步提高大跨度钢结构的整体稳定性。但是，如果临时支撑柱的设计有不合理和偏差的话，那么大跨度钢结构的实际受力和设计受力也会直接变化，导致临时支撑点的应力变大，当应力超过一定范围的话，零件会被损坏。因此，为了提高大跨度钢结构的安全性，必须严格设计临时支柱。由于临时支柱上部附近有桁架结构，所以设计方法和受力情况完全不同，此时可通过正确计算，来减少拱形脚的水平推力和垂直反力，使力量不会集中在一点上，从而确保临时支柱的安全性。
（三）拆撑过程中的安全问题
在大跨度复合钢结构的安装工序中，通常需要设置临时支柱，但在安装大跨度复合钢结构物后，临时支柱将被拆除。卸下临时支柱的话，大跨度复合钢结构物的受力情况会变化，力量的大小和受力点会再次移动。当内力集中在大跨度的特定点上时，复杂的钢结构物会产生内力，超过大跨度复杂钢结构物的支撑范围，引起安全事故。因此，为了确保拆卸临时支撑柱时内力缓慢变化，需要合理的设计，将其值控制在能够承受大跨度复杂钢结构的范围内，以保障拆卸的安全性。例如，机场的航站楼是一种具有临时支柱的大跨度复杂钢结构，分解时，需使用动态计算模型测量结构的应力值，当应力低于设计基准时，才能按照标准拆卸临时支柱。同时，在拆下临时支柱后，为了使主槽结构的强度达到设计基准，还可以将插孔用于辅助解体作业。一般来说，柱子各取一根，取下一根后，压力会传递到相邻的支柱上，如果不强行拆除支柱的话，就会发生一连串的安全事故。
三、大跨度钢结构设计方法
（一）高空散装法
所谓的高空散装法，就是在高空设计位置直接组装结构物的所有节点和厚连杆的安装方法。该方法适用于没有焊接连接的各种各样的网格、网状壳体或桁架，组装的重要技术问题是各节点的坐标控制。高空散装方式分为悬臂方式和全向端口方式两种，悬臂方式主要用于小拼单元的高空总拼，全向端口方式主要用于零件的组装，这个设计方式除了高空或大量的现场操作之外，一般不需要使用大规模的机械。
（二）高空滑移法
高空滑动方式是将结构分割成条形单元，并将这些条形单元预先配置在建筑物内的滑动轨道上，从一端滑动到另一端，然后配置变成整体。
（三）分条（分块）安装法
结构物从多个条形单元或平面被分割成块，并用起重机械将其提升到高空设计位置，这种安装方法分为条（块）设置方法，也被称为小块设置方法。此方法适用于分割成条（块）要素后，其刚性结构和力的变化，块或条形的大小必须根据起重机的承受负荷来决定。大部分的条形（块）单元都是在地上焊接和组装的，由于在高空上的作业较少，所以对于品质管理方面非常有利，组装的支架数量也可以省掉。
（四）整体吊装法
在地面上组装结构物的方法是，使用吊装机将其吊起到设计立面位置后加以固定，这种方法称为整体吊起方法。如果在安装空间的钢结构上使用一体式吊起法，可以在关闭位置或现场与柱子一起组装。一般来说，这种方法很容易操作，适合网格的焊接和连接，能够保证几何尺寸和焊接质量精度。但是，也存在不足之处，其缺点是需要大规模的吊装机，同时，对于停止点的地基耐久性要求也比较高，会影响土木工程的设计工作。
四、结束语
由于理论研究的深化和工程实践的应用，科技水平进一步发展，大跨度复杂的钢结构也被广泛使用。为了应对大跨度复合钢结构在各种建筑中的应用，要加强大跨度复合钢结构的设计，弥补现有的缺陷，通过科学手段来改善它们。同时，还要保障大跨度复合钢结构的合理性和稳定性，进而提高我国大跨度复合钢结构的适用水平。
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