【正文】 建筑物越來(lái)越多地采用組合構(gòu)件。無(wú)論是傳統(tǒng)單一的混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)，還是混凝土構(gòu)件與鋼構(gòu)件混合的混合結(jié)構(gòu)均難以滿足要求。此節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)和施工都簡(jiǎn)單，傳力明確，但無(wú)法形成框架。此做法構(gòu)造簡(jiǎn)單，但混凝土柱頂一般存在大量的柱縱筋的水平彎折段，所以對(duì)化學(xué)錨栓的打孔操作較難，不建議采用。圖22 典型的美國(guó)RCS組合節(jié)點(diǎn)示意圖圖23 日本RCS組合節(jié)點(diǎn)柱面鋼板型示意圖圖24 日本RCS組合節(jié)點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)型混凝土柱頂加鋼梁如果現(xiàn)場(chǎng)情況要求將鋼梁加到混凝土柱頂上，則需要在柱頂植化學(xué)錨栓，再固定一塊過(guò)渡板，將鋼梁放到過(guò)渡板上，化學(xué)錨栓穿過(guò)打孔的過(guò)渡板和鋼梁，用螺栓在鋼梁下翼緣上表面將其固定，柱頂梁上要加支承加勁肋（圖25）。圖21 鉸接節(jié)點(diǎn)示意圖混凝土柱外包形式為防止預(yù)埋鋼筋對(duì)混凝土柱造成破壞，可采取用鋼板將混凝土柱外包的方法。此節(jié)點(diǎn)鋼梁端板靠預(yù)埋鋼筋固定在混凝土柱上，端板上伸出的連接板和鋼梁腹板采用高強(qiáng)螺栓連接。當(dāng)鋼梁跨度和受力較小，且對(duì)梁的高度沒(méi)有要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)首選鉸接節(jié)點(diǎn)。剛接節(jié)點(diǎn)主要使用在主梁或受力較大的梁上，鉸接節(jié)點(diǎn)主要使用在次梁或受力較小的梁上。另外，由于鋼梁與混凝土柱常采用剛接，則節(jié)點(diǎn)區(qū)域剛度會(huì)明顯增大，在風(fēng)荷載、地震作用等水平荷載作用下節(jié)點(diǎn)區(qū)域剪力增大，建模分析時(shí)可考慮適當(dāng)減小節(jié)點(diǎn)剛度，以減小構(gòu)件截面尺寸，在構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)則需加強(qiáng)構(gòu)造措施。比如混凝土框架結(jié)構(gòu)與鋼框架結(jié)構(gòu)的最大層間位移角分別為1/550和1/250，那么混凝土柱—鋼梁框架結(jié)構(gòu)的最大層間位移角取值就難以確定。首先混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)是兩種完全不同的結(jié)構(gòu)形式，計(jì)算方法也截然不同，現(xiàn)在將二者建立在同一個(gè)模型中，必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)傳力、構(gòu)件驗(yàn)算等出現(xiàn)錯(cuò)誤。對(duì)于混凝土柱—鋼梁框架結(jié)構(gòu)，常按照普通混凝土框架結(jié)構(gòu)建模，只是將局部構(gòu)件定義為鋼截面。因?yàn)檫@種建模分析方法忽略了混凝土結(jié)構(gòu)部分與鋼結(jié)構(gòu)部分的共同作用，將連接節(jié)點(diǎn)視為鉸接，而實(shí)際中不存在絕對(duì)的鉸接，甚至有時(shí)是剛接，因此在風(fēng)荷載、地震作用等水平荷載作用下誤差較大，值得設(shè)計(jì)人員警惕。這種建模分析方法可以快速建模，將混凝土結(jié)構(gòu)部分與鋼結(jié)構(gòu)部分單獨(dú)計(jì)算分析，有效提高工作效率。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)對(duì)于混凝土構(gòu)件與鋼構(gòu)件的混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，既需要參考混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，又需要考慮二者的共同受力機(jī)制，尤其是混凝土構(gòu)件與鋼構(gòu)件的連接處需重點(diǎn)考慮。而采用鋼梁等構(gòu)件，可以使結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)更大的跨度，尤其是輕鋼屋蓋被廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、超市等房屋。常見(jiàn)的混凝土構(gòu)件與鋼構(gòu)件的混合結(jié)構(gòu)形式包括混凝土柱上鋼屋蓋房屋結(jié)構(gòu)、混凝土柱—鋼梁框架結(jié)構(gòu)、混凝土框架中采用鋼結(jié)構(gòu)連廊等。然而，從以上概述可以看到，無(wú)論是單一的混凝土結(jié)構(gòu)，還是單一的鋼結(jié)構(gòu)，都各有優(yōu)缺，在不同時(shí)候不同地方有著不可替代的作用，也有著各自的局限性。目前國(guó)內(nèi)外正在研制耐火性能好的耐火鋼，以降低防火措施的費(fèi)用。3）耐火性較差鋼結(jié)構(gòu)耐火性較差，在火災(zāi)中，未加防護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)一般只能維持20分鐘左右。2）耐銹蝕性差新建造的鋼結(jié)構(gòu)一般隔一定時(shí)間都要重新刷涂料，維護(hù)費(fèi)較高。顯然，結(jié)構(gòu)造價(jià)單一因素不應(yīng)作為決定采用何種材料的主要依據(jù)。其實(shí)上部結(jié)構(gòu)造價(jià)占工程總投資的比例很小，采用鋼結(jié)構(gòu)與采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)間的結(jié)構(gòu)差價(jià)占工程總投資的比例就更小。當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時(shí)，強(qiáng)度逐漸下降，600℃時(shí)，強(qiáng)度降至不到三分之一，在這種場(chǎng)合，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)必須采取防護(hù)措施。5）抗震性能良好鋼結(jié)構(gòu)由于自重輕和結(jié)構(gòu)體系相對(duì)較柔，受到的地震作用較小，鋼材又具有較高的抗拉和抗壓強(qiáng)度以及較好地塑性和韌性，因此在國(guó)內(nèi)外的歷次地震中，鋼結(jié)構(gòu)是損壞最輕的結(jié)構(gòu)，已公認(rèn)是抗震設(shè)防地區(qū)特別是強(qiáng)震區(qū)的最合適結(jié)構(gòu)。采用工廠制造、工地安裝的施工方法，有效地縮短工期，為降低造價(jià)、發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益創(chuàng)造了條件。2）材性好，可靠性高鋼材由鋼廠生產(chǎn)，質(zhì)量控制嚴(yán)格，材質(zhì)均勻性好，具有良好的塑性和韌性，比較符合理想的各向同性彈塑性材料，因此目前采用的計(jì)算理論能夠較好地反映鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能，可靠性高。另外，鋼結(jié)構(gòu)也是土木工程的主要結(jié)構(gòu)種類(lèi)之一，應(yīng)用相當(dāng)廣泛。7）具有良好的經(jīng)濟(jì)性對(duì)適合采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)的混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)比普通混凝土結(jié)構(gòu)節(jié)省20%~40%的混凝土和30%~60%的縱筋鋼材，而與鋼結(jié)構(gòu)相比，則可以節(jié)省一半以上的造價(jià)。另一方面，預(yù)應(yīng)力混凝土梁的腹板寬度也可以做得薄些，以進(jìn)一步減輕自重。4）具有良好的裂縫閉合性能與變形恢復(fù)性能當(dāng)作用在結(jié)構(gòu)上的活荷載部分或全部卸載時(shí)，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的裂縫閉合性能與變形恢復(fù)性能，從而提高了截面剛度，進(jìn)一步改善結(jié)構(gòu)的耐久性。3）充分利用高強(qiáng)鋼材在普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，由于裂縫寬度和撓度的限制，高強(qiáng)鋼材的強(qiáng)度不可能被充分利用。與普通混凝土結(jié)構(gòu)相比，預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)具有如下的一些特點(diǎn)：1）改善結(jié)構(gòu)使用性能通過(guò)對(duì)截面受拉區(qū)施加預(yù)壓應(yīng)力，可以均勻結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布，降低截面應(yīng)力峰值，使結(jié)構(gòu)在使用荷載下不開(kāi)裂或減小裂縫寬度，并由于預(yù)應(yīng)力反拱而降低結(jié)構(gòu)的變形，從而改善結(jié)構(gòu)的使用性能，提高結(jié)構(gòu)的耐久性。預(yù)應(yīng)力混凝土的實(shí)質(zhì)是采用預(yù)先加壓的手段以間接提高混凝土的抗拉強(qiáng)度即極限拉應(yīng)變，從本質(zhì)上改善了混凝土容易開(kāi)裂的特性。對(duì)于跨度較大的結(jié)構(gòu)，還可以考慮預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)形式。如混凝土結(jié)構(gòu)的自重大（素混凝土的容重為22~24kN/m3，鋼筋混凝土的容重為24~25kN/m3），對(duì)大跨度結(jié)構(gòu)、高層建筑及結(jié)構(gòu)抗震不利；混凝土易開(kāi)裂，一般混凝土結(jié)構(gòu)使用時(shí)往往帶裂縫工作，對(duì)裂縫有嚴(yán)格要求的結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如混凝土水池、地下混凝土結(jié)構(gòu)、核電站的混凝土安全殼等）需采取特殊的措施；現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)需耗費(fèi)大量的模板；施工受季節(jié)性的影響較大；隔熱隔聲性能較差等。6）節(jié)約鋼材與鋼結(jié)構(gòu)相比，混凝土結(jié)構(gòu)中用混凝土代替鋼筋受壓，合理發(fā)揮了材料的性能，節(jié)約了鋼材。5）可就地取材混凝土結(jié)構(gòu)中用量最多的砂、石等材料可就地取材。3）良好的整體性現(xiàn)場(chǎng)整澆的混凝土結(jié)構(gòu)各結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間連接牢固，具有良好的整體工作性能，能很好地抵御動(dòng)力荷載（如風(fēng)、地震、爆炸、沖撞等）的作用。2）良好的耐火性不采取特殊的技術(shù)措施，混凝土結(jié)構(gòu)房屋一般具有1~3h的耐火時(shí)間，不致因火災(zāi)導(dǎo)致鋼材很快軟化而造成結(jié)構(gòu)整體破壞。當(dāng)鋼筋外的混凝土保護(hù)層厚度足夠大時(shí)，能保護(hù)鋼筋免于銹蝕，不需要經(jīng)常保養(yǎng)和維修。混凝土結(jié)構(gòu)除了充分利用混凝土和鋼筋的性能外，還具有下列優(yōu)點(diǎn)使其能在各種不同的工程中得以廣泛應(yīng)用。為便于研究，本章將大跨度混合結(jié)構(gòu)仍按建筑材料分類(lèi)，且僅考慮混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合構(gòu)件之間的混合，分為混凝土構(gòu)件與鋼構(gòu)件的混合、混凝土構(gòu)件與組合構(gòu)件的混合、鋼構(gòu)件與組合構(gòu)件的混合、混凝土構(gòu)件與鋼構(gòu)件及組合構(gòu)件的混合四類(lèi)。對(duì)于此類(lèi)大跨度混合結(jié)構(gòu)，鋼—混凝土組合樓蓋、型鋼混凝土梁、型鋼混凝土柱、鋼管混凝土柱等組合構(gòu)件運(yùn)用最多，其相互之間的混合及其與混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件等的混合也是最為常見(jiàn)的混合結(jié)構(gòu)形式。2 大跨度混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法 概述大型城市商業(yè)綜合體，集商業(yè)、辦公、居住、餐飲、會(huì)議、文娛等于一體，功能齊全、規(guī)模龐大。因此，大跨度混合結(jié)構(gòu)的選型比較與優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得極其重要。隨著人們對(duì)大型城市商業(yè)綜合體美觀、功能要求的不斷提高，其設(shè)計(jì)與施工難度也大大加強(qiáng)。對(duì)于其建筑結(jié)構(gòu)而言，既有高層、超高層辦公塔樓，又有大面積、大跨度、大懸挑的商業(yè)裙房，傳統(tǒng)單一的結(jié)構(gòu)形式難以滿足要求，屬典型的大跨度混合結(jié)構(gòu)。同時(shí)，在建筑師和工程師的精心設(shè)計(jì)下，網(wǎng)絡(luò)密集的交通系統(tǒng)、鱗次櫛比的高樓大廈、協(xié)調(diào)統(tǒng)一的景觀環(huán)境、先進(jìn)智能的配套設(shè)施使大型城市商業(yè)綜合體成為了代表城市品牌與生活方式的標(biāo)志區(qū)。隨著大跨度混合結(jié)構(gòu)的日益增多，積極探討大跨度混合結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化設(shè)計(jì)，具有明顯的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。隨著經(jīng)濟(jì)和科技的日新月異，結(jié)構(gòu)優(yōu)化的發(fā)展一定會(huì)越走越遠(yuǎn)，它在實(shí)際工程中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越多，前景是非常廣闊的。目前，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)解決的問(wèn)題從減輕結(jié)構(gòu)重量擴(kuò)展到降低應(yīng)力水平、改進(jìn)結(jié)構(gòu)性能和提高安全壽命、使用舒適度等更多方面。（4）用CAD進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用優(yōu)化理論，形成在設(shè)計(jì)中應(yīng)用理論的優(yōu)化方法，推動(dòng)了設(shè)計(jì)的改革。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)類(lèi)型和不同地震區(qū)等原因，結(jié)構(gòu)受到的荷載和作用以及材料的性能等這些量具有一定的模糊性，考慮一定的模糊性也許可能使優(yōu)化設(shè)計(jì)更加合理，可以給工程帶來(lái)更好的經(jīng)濟(jì)效益。強(qiáng)調(diào)從工程的整體去研究，把工程技術(shù)、工程管理和工程經(jīng)濟(jì)三者綜合起來(lái)考慮，追求優(yōu)化效果的最優(yōu)化。因此，結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化主要依靠數(shù)學(xué)優(yōu)化算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算分析，得到位移和應(yīng)力，期間不需要對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行重復(fù)劃分，可以利用數(shù)學(xué)方法來(lái)完成優(yōu)化。結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化的對(duì)象，可能是構(gòu)件的截面尺寸、剪力墻或者板的厚度、配筋面積等。同時(shí)，通過(guò)計(jì)算和定量分析，對(duì)關(guān)系到體系整體性能的設(shè)計(jì)變量，如框架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)中的剪力墻的數(shù)量、平面布置和剛度特征值等進(jìn)行優(yōu)化。由于對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、動(dòng)力特性、造價(jià)、抵御自然災(zāi)害的能力、美學(xué)效應(yīng)以及其他社會(huì)效應(yīng)的眾多要求，結(jié)構(gòu)選型是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的決策問(wèn)題，它要求力學(xué)、結(jié)構(gòu)、建筑學(xué)、美學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等學(xué)科的密切配合才能很好地解決。例如，要修建一座覆蓋空間很大的大跨度結(jié)構(gòu)，可以采用多種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的方案，如拱型結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)等，甚至充氣結(jié)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的層次結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包含三個(gè)層次，即結(jié)構(gòu)選型優(yōu)化、結(jié)構(gòu)布置優(yōu)化和結(jié)構(gòu)構(gòu)件優(yōu)化。經(jīng)過(guò)數(shù)次拆分、組合的循環(huán)，可以得到最優(yōu)解。隨著有限元結(jié)構(gòu)分析與非線性數(shù)學(xué)規(guī)劃的結(jié)合，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)從此步入了新的時(shí)代，分析大型甚至超大型的結(jié)構(gòu)變?yōu)榭赡?。因?yàn)橥粋€(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)，可以有多種不同的可用的設(shè)計(jì)方案，從所有可用方案中選出最滿意的方案自然是理所當(dāng)然的追求。在這一研究工作中，更顯示了作為最優(yōu)化理論基礎(chǔ)的KT最優(yōu)性條件的重要意義。因此，在上世紀(jì)60年代和70年代，人們差不多同時(shí)在兩條戰(zhàn)線上奮進(jìn)。特別是1960年Schmit提出把結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)規(guī)劃法和結(jié)構(gòu)分析的有限元法聯(lián)系起來(lái)，這曾引起了人們極大的興趣。于是，人們?nèi)パ芯啃碌姆椒?。由于這些準(zhǔn)則方法比較實(shí)用，工程界也容易接受，因此在上世紀(jì)50年代及60年代有了快速發(fā)展。 大跨度混合結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展遠(yuǎn)在古代，人們就已萌生“結(jié)構(gòu)優(yōu)選”的思想，結(jié)構(gòu)形式由梁演變成桁架、拱，就是人們?cè)谔剿髋c尋求重量輕、材料省、受力好的合理結(jié)構(gòu)形式中長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。混合結(jié)構(gòu)雖然不擁有自己所專(zhuān)屬的力的改向機(jī)制，且因而無(wú)法視為一種結(jié)構(gòu)體系，但它綜合作用的潛力，加上無(wú)窮多變組合的可能性，因此具有充分資格去形成一種獨(dú)立的重要的且完全不同的分支結(jié)構(gòu)體系。這是一種全新的、較為全面的分類(lèi)方法，它提供了一條了解混合結(jié)構(gòu)力學(xué)原理的新思路。實(shí)體結(jié)構(gòu)以框架結(jié)構(gòu)為主，線形（骨架）結(jié)構(gòu)則包括網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、桁架結(jié)構(gòu)及張拉結(jié)構(gòu)等，而面系結(jié)構(gòu)包括薄殼結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等。 按結(jié)構(gòu)形態(tài)分類(lèi)按結(jié)構(gòu)形態(tài)分類(lèi)，大跨度混合結(jié)構(gòu)可分為實(shí)體結(jié)構(gòu)、線形（骨架）結(jié)構(gòu)和面系結(jié)構(gòu)?？箟后w系是在豎向荷載作用下，主要承受軸向壓力，其包括網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、穹頂結(jié)構(gòu)、索拱結(jié)構(gòu)等。從整體作用來(lái)看，大跨度混合結(jié)構(gòu)可分為抗拉體系、抗壓體系和抗彎體系。因此，大跨度混合結(jié)構(gòu)中的平面結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)是兩種不同概念、不同級(jí)別的結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于框架結(jié)構(gòu)，當(dāng)跨度達(dá)到15m以上時(shí)，就可以稱(chēng)得上大跨度結(jié)構(gòu)。而大跨度空間結(jié)構(gòu)包括網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、張拉結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等。但在許多情況下往往可以引入一些適當(dāng)?shù)募俣?，把它們?jiǎn)化為平面結(jié)構(gòu)，從而避免復(fù)雜的計(jì)算并取得精度符合工程要求的結(jié)果。平面結(jié)構(gòu)外荷與支座反力作用在構(gòu)件平面內(nèi)，整個(gè)體系則是由一個(gè)個(gè)平面結(jié)構(gòu)通過(guò)次要構(gòu)件聯(lián)系而構(gòu)成；空間結(jié)構(gòu)則在三個(gè)維度上完成對(duì)外荷的接收、傳遞和釋放。表11 常見(jiàn)大跨度混合結(jié)構(gòu)形式序號(hào)混合形式舉例1混凝土構(gòu)件+鋼構(gòu)件混凝土柱上鋼屋蓋房屋結(jié)構(gòu)、混凝土柱—鋼梁框架結(jié)構(gòu)、混凝土框架中的鋼結(jié)構(gòu)連廊；2混凝土構(gòu)件+組合構(gòu)件混凝土框架中局部用型鋼混凝土構(gòu)件或鋼管混凝土構(gòu)件；3鋼構(gòu)件+組合構(gòu)件組合柱上鋼屋蓋結(jié)構(gòu)、組合柱—鋼梁框架結(jié)構(gòu)；4混凝土構(gòu)件+鋼構(gòu)件+組合構(gòu)件混凝土框架中局部用型鋼混凝土構(gòu)件或鋼管混凝土構(gòu)件，屋蓋用鋼結(jié)構(gòu)；5鋼構(gòu)件+索膜構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用張弦梁、索穹頂、張拉索膜等；6混凝土構(gòu)件+鋼構(gòu)件+索膜構(gòu)件混凝土柱上張弦梁、索穹頂、弦支穹頂、索拱、索—桁架、張拉索膜結(jié)構(gòu)等；7鋼構(gòu)件+組合構(gòu)件+索膜構(gòu)件組合柱上張弦梁、索穹頂、弦支穹頂、索拱、索—桁架、張拉索膜結(jié)構(gòu)等；8混凝土構(gòu)件+鋼構(gòu)件+組合構(gòu)件+索膜構(gòu)件混凝土柱上張弦梁、索穹頂、弦支穹頂、索拱、索—桁架、張拉索膜結(jié)構(gòu)等，部分柱用型鋼混凝土柱或鋼管混凝土柱。 按建筑材料分類(lèi)按建筑材料分類(lèi)，大跨度混合結(jié)構(gòu)則是將單一的混凝土構(gòu)件、鋼構(gòu)件、組合構(gòu)件、索膜構(gòu)件等進(jìn)行混合，以組合出受力合理、經(jīng)濟(jì)可行的結(jié)構(gòu)形式。 大跨度混合結(jié)構(gòu)體系 按建筑功能分類(lèi)按建筑功能分類(lèi)，大跨度混合結(jié)構(gòu)建筑可分為工業(yè)廠房建筑和民用公共建筑。而這都給大跨度混合建筑結(jié)構(gòu)的精確計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)提出了新的要求。設(shè)計(jì)中不僅要考慮建筑功能與結(jié)構(gòu)受力，而且應(yīng)該考慮到文化、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、設(shè)備技術(shù)等各方面的因素，使建筑物實(shí)現(xiàn)最好的綜合效果。實(shí)際上，設(shè)計(jì)者（無(wú)論是建筑師還是結(jié)構(gòu)工程師）在開(kāi)始處理結(jié)構(gòu)方面的問(wèn)題時(shí)，必然希望在形成總體方案過(guò)程中能著眼于相關(guān)各主要局部，但這樣單一地處理局部性問(wèn)題只會(huì)導(dǎo)致對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性理解不足，缺乏宏觀把握能力。但對(duì)于混合結(jié)構(gòu)，目前尚無(wú)確切和規(guī)定化的定義和分類(lèi)，存在概念模糊、分類(lèi)方法缺乏系統(tǒng)性和科學(xué)性的弊病，這在一定程度上都導(dǎo)致了當(dāng)今在混合結(jié)構(gòu)研究上的混亂，甚至是錯(cuò)誤。顯然在探索新的結(jié)構(gòu)形式方面的工作難度不小，但我們只能面對(duì)現(xiàn)實(shí)，知難而進(jìn)，迎接挑戰(zhàn)。從目前研究看來(lái)，無(wú)論理論上還是實(shí)踐中，都還有許多未知的形式。在開(kāi)創(chuàng)新型結(jié)構(gòu)方面，如何突破結(jié)構(gòu)體系的跨越極限，把整個(gè)街區(qū)、整個(gè)廣場(chǎng)、整個(gè)城市覆蓋起來(lái)，甚至在外太空建立更為龐大的、適宜人類(lèi)活動(dòng)、可人工控制氣候的世外桃源；如何滿足人們對(duì)大跨度建筑越來(lái)越高的視覺(jué)要求，創(chuàng)造復(fù)雜多變的造型（如異型曲面等）和輕薄、飄逸、精致、明亮的室內(nèi)空間