Research and Application Status of Long-Span Floor Structure Systems

Yuhao Dong; Qi An; Xiuli Liu

doi:10.13206/j.gjgSS23080601

Volume 40 Issue 5

May 2025

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Yuhao Dong, Qi An, Xiuli Liu. Research and Application Status of Long-Span Floor Structure Systems[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(5): 1-17. doi: 10.13206/j.gjgSS23080601

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Yuhao Dong, Qi An, Xiuli Liu. Research and Application Status of Long-Span Floor Structure Systems[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(5): 1-17. doi: 10.13206/j.gjgSS23080601

Yuhao Dong, Qi An, Xiuli Liu. Research and Application Status of Long-Span Floor Structure Systems[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(5): 1-17. doi: 10.13206/j.gjgSS23080601

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Yuhao Dong, Qi An, Xiuli Liu. Research and Application Status of Long-Span Floor Structure Systems[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2025, 40(5): 1-17. doi: 10.13206/j.gjgSS23080601

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Research and Application Status of Long-Span Floor Structure Systems

doi: 10.13206/j.gjgSS23080601

School of Civil Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China

Received Date: 2023-08-06
Available Online: 2025-07-09

Abstract

Abstract

With the continuous advancement of modern social economy， industry， culture， transportation， and sports， the functions of buildings have become increasingly diverse. Consequently， there is a growing demand for expansive internal spaces in contemporary architecture， particularly in terms of floor spans. However， there is currently a lack of systematic review and summary regarding long-span floor structures. This has led to confusion in selecting suitable structure during practical engineering design processes and has caused inconvenience to such designs. Therefore， it is crucial to summarize the appropriate structural forms for long-span floors and compile existing research status to provide valuable references for engineering practices. Thus， this paper systematically summarized the research and application status of long-span floors by categorizing them into six types： prestressed concrete floors， steel-concrete composite floors，steel grid composite floors，hollow floors，string-supported floors and prefabricated floors. The research status of these six types was further summarized based on their structural concepts and forms， static and dynamic performance evaluations， construction process analysis as well as human-induced vibration laws and control measures. Additionally， representative projects pertaining to each type were elaborately introduced.Finally，this paper discussesd the main challenges faced by long-span floor structure systems along with their development directions.These included limited options for floor structures suitable for spans exceeding 30 meters， insufficient experimental data on long-span floor structures as well as complex human-induced vibration control technologies applicable to such structures.This paper provides a comprehensive summary of existing forms of long-span floor structures while also presenting their research status and engineering applications in detail， which has a certain value in engineering applications.
- long-span floor structure,
- research status,
- engineering application,
- innovative structural system

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References(104)

References

[1]	周绪红，贾子文. 冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖受弯承载力试验研究[J]. 建筑结构学报，2010，31（7）：13-22.
[2]	聂建国，陈戈，孙传伟，等. 钢-混凝土组合楼盖空间作用的试验研究[J]. 清华大学学报（自然科学版），2005，45（6）：749-752.
[3]	Liu F Z，Jean M B，Pacoste C，et al. Experimental and numerical dynamic analyses of hollow core concrete floors[J]. Structures，2017，12：286-297.
[4]	Li G Q，Zhang N S，Jiang J. Experimental investigation on thermal and mechanical behaviour of composite floors exposed to standard fire[J]. Fire Safety Journal，2017，89：63-76.
[5]	Martins C，Santos P，Almeida P，et al. Acoustic performance of timber and timber-concrete floors[J]. Construction and Building Materials，2015，101：684-691.
[6]	Yeoh D，Fragiacomo M，Carradine D. Fatigue behaviour of timber-concrete composite connections and floor beams[J]. Engineering Structures，2013，56：2240-2248.
[7]	何敏娟，马仲，马人乐，等. 轻型钢木混合楼盖水平荷载转移性能[J]. 同济大学学报（自然科学版），2014，42（7）：1038-1043.
[8]	Estévez C J，Otero C D，Martín G E，et al. Self-tensioning system for long-span wooden structural floors[J]. Construction and Building Materials，2016，102：852-860.
[9]	Flint G，Usmani A，Lamont S. Effect of fire on composite long span truss floor systems[J]. Journal of Constructional Steel Research，2006，62（4）：303-315.
[10]	操礼林，王念康，李爱群. 随机行走人群-大跨楼盖耦合振动及MTMD减振分析[J]. 东南大学学报（自然科学版），2023，53（3）：463-470.
[11]	宋志刚，金伟良. 行走激励下大跨度楼板振动的最大加速度响应谱方法[J]. 建筑结构学报，2004，25（2）：57-63，98.
[12]	秦敬伟，杨庆山，杨娜. 人体-结构系统静态耦合的模态参数[J]. 振动与冲击，2012，31（15）：150-157.
[13]	高延安，杨庆山. 行走人群-结构相互作用模型研究[J]. 振动与冲击，2016，35（23）：153-159.
[14]	沈蒲生，梁兴文. 混凝土结构设计原理[M]. 3版. 北京：中国建筑工业出版社，2007.
[15]	Nawy E G. Prestressed concrete（a fundamental approach[M]. 4th ed. New Jersey：Pearson Education，Inc.，2003.
[16]	王俊，赵基达，胡宗羽. 我国建筑工业化发展现状与思考[J]. 土木工程学报，2016，49（5）：1-8.
[17]	冯大斌. 预应力技术回顾与展望[J]. 建筑科学，2013，29（11）：30-38.
[18]	白福波. 预应力混凝土刚架索梁[J]. 建筑结构，2009，39（2）：43-44，89.
[19]	李江预应力混凝土刚架索梁楼盖的静力性能及振动舒适度研究兰州兰州大学2016李江. 预应力混凝土刚架索梁楼盖的静力性能及振动舒适度研究[D]. 兰州：兰州大学，2016.
[20]	Li J，Zhang R Z，Liu J P，et al. Determination of the natural frequencies of a prestressed cable rc truss floor system[J]. Measurement，2018，122：582-590.
[21]	周绪红，李江，刘界鹏，等. 预应力混凝土刚架索梁楼盖体系振动舒适度研究[J]. 建筑结构，2016，46（15）：1-4，10.
[22]	叶龙秦士洪王耀伟等大跨度预应力混凝土次梁楼盖振动舒适度分析第十六届全国混凝土及预应力混凝土学术会议暨第十二届预应力学术交流会论文集九江20138288叶龙，秦士洪，王耀伟，等. 大跨度预应力混凝土次梁楼盖振动舒适度分析[C]// 第十六届全国混凝土及预应力混凝土学术会议暨第十二届预应力学术交流会论文集. 九江：2013：82-88.
[23]	熊仲明. 大跨预应力混凝土楼盖的双向加速度分布规律及舒适度分析研究[J]. 西安建筑科技大学学报（自然科学版），2014，46（6）：785-790.
[24]	陈隽，折雄雄，刘秦生. 青岛体育中心综合训练馆大跨混凝土楼盖振动舒适度测试与分析[J]. 建筑结构，2011，41（8）：115-119.
[25]	陈宏湛. 基于振动舒适度的预应力混凝土楼盖跨度分析[J]. 建筑结构，2019，49（增刊1）：964-967.
[26]	符胜男，王斌. 基于复杂人致激励作用下的楼盖振动响应分析[J]. 工业建筑，2022，52（3）：123-131.
[27]	付章建，岳祖润. 人致振动载荷下楼盖结构的瞬态动力学分析[J]. 哈尔滨工程大学学报，2021，42（8）：1184-1194.
[28]	卢爱贞，娄宇，吕佐超，等. 某大型室内主题乐园楼盖舒适度测试与分析[J]. 噪声与振动控制，2018，38（增刊2）：570-575.
[29]	刘岩，盛平，王轶. 广州南站高架候车层大型预应力钢筋混凝土楼盖设计与施工[J]. 建筑技术，2014，45（1）：46-48.
[30]	蒋凡. 淮北火车站结构设计[J]. 建筑结构，2019，49（增刊1）：174-178.
[31]	杨志勇，潘文彬，李军，等. 大跨度钢结构组合楼盖结构设计综合研究[J]. 建筑技术，2022，53（3）：369-372.
[32]	姜岚多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究长沙湖南大学2020姜岚. 多层大跨度空间钢网格结构动力性能研究[D]. 长沙：湖南大学，2020
[33]	聂建国，刘明，叶列平. 钢-混凝土组合结构[M]. 北京：中国建筑工业出版社，2005.
[34]	聂建国. 钢-混凝土组合梁结构[M]. 北京：科学出版社，2005.
[35]	聂建国，孙彤，温凌燕，等. 某会展中心大跨交叉钢-混凝土组合梁系楼盖设计[J]. 建筑结构学报，2004，25（6）：123-125.
[36]	郭磊，王浩，王孟鸿. 大跨度钢-混凝土组合楼盖竖向振动舒适度分析[J]. 建筑结构，2019，49（增刊2）：649-652.
[37]	吴一凡，潘文豪，罗尧治. 大跨钢-混凝土组合楼盖的优化设计[J]. 浙江大学学报（工学版），2023，57（5）：988-996.
[38]	芮佳，刘开放，张举涛，等. 甘肃省体育馆悬吊楼盖人致振动舒适度现场测试研究[J]. 建筑结构，2021，51（20）：103-109.
[39]	卢宇杰，程逸建，程正珲，等. 悬挂结构组合楼盖人致振动舒适度试验研究[J]. 建筑结构学报，2020，41（增刊2）：263-269.
[40]	吕佐超，韩合军，黄健，等. 北京银泰中心楼盖体系舒适度设计[J]. 建筑结构，2007，37（11）：20-22，19.
[41]	蒲师钰，赖庆文，袁德钦，等. 贵州省图书馆新馆暨贵阳市少儿图书馆楼盖舒适度及结构关键部位分析[J]. 建筑结构，2021，51（增刊2）：140-144.
[42]	黄健，娄宇，王庆扬. 多层体育健身场馆楼盖系统的舒适度设计[J]. 建筑结构，2008，38（8）：102-105，117.
[43]	鲍华，李敬学，孙少军，等. 武昌站钢-混凝土组合梁楼板舒适度分析与研究[J]. 工业建筑，2010，40（1）：116-119，130.
[44]	余志伟. 绿地南昌国际会展中心二期大跨度楼盖人致振动分析与实测研究[J]. 建筑结构，2021，51（增刊1）：900-905.
[45]	汤凯峰. 大沙河文体中心大跨度悬挂羽毛球馆楼盖竖向振动舒适度分析及减振设计[J]. 建筑结构，2022，52（3）：51-56，123.
[46]	王明珠，胡卫中，张玲，等. 设置TMD的大跨楼盖动力特性及人致振动分析[J]. 建筑结构，2021，51（3）：109-114.
[47]	胡丹. 商场大跨结构楼盖舒适度分析[J]. 建筑结构，2019，49（增刊2）：156-159.
[48]	房轻舟，李征宇，赵建玲，等. 清华附中郑东学校体育馆大跨度楼盖结构设计与分析[J]. 建筑结构，2020，50（12）：70-76.
[49]	董石麟. 组合网架的发展与应用：兼述结构形式、计算、构造及施工[J]. 建筑结构，1990，20（6）：2-10.
[50]	赵雪莹新型大跨度装配式板格肋组合楼盖结构的研究与应用南昌南昌工程学院2020赵雪莹. 新型大跨度装配式板格肋组合楼盖结构的研究与应用[D]. 南昌：南昌工程学院，2020.
[51]	石卓雅双向正交管桁架组合楼盖承载能力与动力响应分析西安长安大学2017石卓雅. 双向正交管桁架组合楼盖承载能力与动力响应分析[D]. 西安：长安大学，2017.
[52]	李晓东管桁架组合楼盖的自振特性及动力响应研究西安长安大学2015李晓东. 管桁架组合楼盖的自振特性及动力响应研究[D]. 西安：长安大学，2015.
[53]	赵雪利组合管桁架楼盖的人致振动舒适度研究西安长安大学2014赵雪利. 组合管桁架楼盖的人致振动舒适度研究[D]. 西安：长安大学，2014.
[54]	舒兴平，张再华，贺冉，等. 全装配式桁架梁组合楼盖平面内刚性性能试验研究[J]. 建筑结构学报，2017，38（8）：93-104.
[55]	Wendell D V，Ronaldo C B. Control of vibrations induced by people walking on large span composite floor decks[J]. Engineering Structures，2011，33（9）：2485-2494.
[56]	陈云，胡大柱，吴应雄. 某大跨度结构楼盖振动舒适度分析与控制[J]. 结构工程师，2019，35（4）：140-148.
[57]	李学平，刘富君，虞终军. 某运动场地大跨楼盖舒适度分析与控制[J]. 结构工程师，2021，37（6）：230-235.
[58]	张志强，马斐，李爱群，等. 大跨度钢桁架-压型钢板混凝土组合楼盖实测及舒适度参数分析[J]. 建筑结构学报，2016，37（6）：19-27.
[59]	方伟，齐国红，陈琳琳，等. 杭州大会展中心双层展厅楼盖设计[J]. 建筑科学，2022，38（5）：151-157.
[60]	彭桂平，马军，赵才其. 大跨度钢桁架-混凝土组合楼盖整体模型试验研究[J]. 建筑结构，2012，42（7）：60-63，59.
[61]	宋涛炜，迟春，陈文明，等. 镇江体育会展中心综合训练馆组合网架楼盖结构设计[J]. 建筑结构，2010，40（9）：58-61.
[62]	徐金涛多层大跨度装配式空间混凝土网格蜂窝型空腹楼盖研究贵阳贵州大学2017徐金涛. 多层大跨度装配式空间混凝土网格蜂窝型空腹楼盖研究[D]. 贵阳：贵州大学，2017.
[63]	张瑞鹏大跨度空腹网架与空腹夹层板楼盖结构体系的研究与对比贵阳贵州大学2016张瑞鹏. 大跨度空腹网架与空腹夹层板楼盖结构体系的研究与对比[D]. 贵阳：贵州大学，2016.
[64]	马克俭，张华刚，郑涛. 新型建筑空间网格结构理论与实践[M]：北京：人民交通出版社，2006.
[65]	马克俭，韦明辉，李彬，等. 装配整体式钢筋混凝土空腹网架结构的设计与研究[J]. 贵州工学院学报，1987（1）：1-17.
[66]	韦明辉，马克俭，段渝忠，等. 空腹网架结构模型试验研究[J]. 贵州工学院学报，1988（1）：1-9.
[67]	卢勉志，高博青. 空腹网架与楼盖共同作用下的受力性能分析[J]. 浙江建筑，1994（5）：31-35.
[68]	肖南，董石麟. 新型多层钢筋混凝土空腹网架结构体系及模型试验的研究分析[J]. 空间结构，1998，4（2）：29-35.
[69]	栾焕强，陈志鹏，陈志华. 大跨度钢筋混凝土楼盖力学性能与经济性分析[J]. 建筑结构，2014，44（17）：40-45.
[70]	马克俭，张华刚，肖建春，等. 新型建筑结构体系的开拓与发展[J]. 贵州工业大学学报（自然科学版），2008，37（4）：13-27，43.
[71]	才琪多层大跨度空间钢网格蜂窝型空腹楼盖的研究与应用贵阳贵州大学2017才琪. 多层大跨度空间钢网格蜂窝型空腹楼盖的研究与应用[D]. 贵阳：贵州大学，2017.
[72]	胡岚，马克俭. U形钢板-混凝土高强螺栓连接组合空腹夹层板楼盖结构研究与应用[J]. 建筑结构学报，2012，33（7）：61-69.
[73]	高维成，王兆敏，于岩磊，等. 大跨度多层体育馆U形钢-组合空腹楼盖模板支撑体系卸载过程监测[J]. 建筑结构学报，2012，33（7）：82-87.
[74]	高维成，于岩磊，刘伟，等. 大跨度楼盖结构模板支撑体系对比分析[J]. 建筑结构学报，2012，33（7）：76-81，87.
[75]	孙敬明，马克俭，刘卓群. 大跨度U形钢-混凝土组合空腹夹层板楼盖舒适度实测分析[J]. 建筑结构，2018，48（24）：74-78.
[76]	徐向东，马克俭，张华刚，等. 大跨度装配整体式钢网格盒式结构楼盖舒适度分析[J]. 空间结构，2014，20（1）：4-8，17.
[77]	马克俭，张华刚，郑涛. 新型建筑空间网格结构理论与实践[M]. 北京：人民交通出版社，2006.
[78]	才琪，马克俭，刘卓群，等. 蜂窝形钢空腹夹层板楼盖振动舒适度分析[J]. 华侨大学学报（自然科学版），2017，38（3）：312-318.
[79]	陶兵，向征，李胤松，等. 装配式钢空腹夹层板楼盖分析与设计[J]. 四川建筑科学研究，2022，48（1）：32-38.
[80]	马克俭，张华刚，肖建春，等. 中国钢筋混凝土空间网格结构新体系的开拓与发展（上）[J]. 中国工程科学，2008，10（7）：4-17，34.
[81]	林宝新. 中国科大北区学生食堂结构设计[J]. 安徽建筑，2004（1）：57-58.
[82]	Saitoh MPrinciple of beam string structureLass SymposiumOsaka1979Saitoh M. Principle of beam string structure[C]// Lass Symposium. Osaka：1979.
[83]	Kawaguchi MAbe MHatabo Tet alStructural tests on the suspen-dome systemSpatial，Lattice and Tension StructuresAtlanta1994Kawaguchi M，Abe M，Hatabo T，et al. Structural tests on the suspen-dome system[C]// Spatial，Lattice and Tension Structures. Atlanta：1994.
[84]	刘锡良，白正仙. 张弦梁结构的有限元分析[J]. 空间结构，1998，4（4）：15-21.
[85]	安琦，陈志华，闫翔宇，等. 张弦梁-混凝土板组合楼盖结构分析及设计与应用[J]. 建筑结构，2015，45（20）：40-45.
[86]	韩庆华，裴波，杨志，等. 预应力组合网架结构的理论分析与应用研究[J]. 建筑结构学报，2004，25（1）：87-92.
[87]	杨维国，马伯涛，宋毛毛，等. 大跨度楼盖结构在运动荷载下的振动性能[J]. 哈尔滨工业大学学报，2016，48（6）：64-69.
[88]	马伯涛，杨国莉，庞玉涛，等. 大跨度及长悬挑楼层钢结构运动场人员舒适度分析研究[J]. 建筑结构学报，2012，33（4）：95-103.
[89]	乔文涛李洋邓拥哲预应力索杆肋梁组合结构的力学特性研究第十四届全国现代结构工程学术研讨会论文集天津201412871291乔文涛，李洋，邓拥哲. 预应力索杆肋梁组合结构的力学特性研究[C]// 第十四届全国现代结构工程学术研讨会论文集. 天津：2014：1287-1291.
[90]	Qiao W T，An Q，Zhao M S，et al. Experimental study on the fundamental mechanical features of cable-supported ribbed beam composite slab structure[J]. Advanced Steel Construction，2017，13（2）：96-116.
[91]	Qiao W T，An Q，Wang D，et al. Study on mechanical behaviors of cable-supported ribbed beam composite slab structure during construction phase[J]. Steel& Composite Structures，2016，21（1）：177-194.
[92]	安琦，陈志华，乔文涛，等. 河北师范大学体育馆张弦梁-混凝土板组合楼盖结构预应力施工过程监测与分析[J]. 工业建筑，2015，45（8）：43-47.
[93]	An Q，Ren Q Y，Liu H B，et al. Dynamic performance characteristics of an innovative cable supported beam structure–concrete slab composite floor system under human-induced loads[J]. Engineering Structures，2016，117：40-57.
[94]	An Q，Chen Z H，Ren Q Y，et al. Control of human-induced vibration of an innovative CSBS-CSCFS[J]. Journal of Constructional Steel Research，2015，115：359-371.
[95]	李勇. 弦支钢-混凝土组合梁楼盖结构舒适度计算参数研究[J]. 建筑结构，2021，51（增刊2）：889-894.
[96]	安琦王燕空间弦支钢-混凝土组合楼盖CN201921335735.42019-12-06安琦，王燕. 空间弦支钢-混凝土组合楼盖：CN201921335735.4[P]. 2019-12-06.
[97]	安琦王燕消能减振撑杆及由其支撑的弦支组合楼盖CN201921844630.12020-07-14安琦，王燕. 消能减振撑杆及由其支撑的弦支组合楼盖：CN201921844630.1[P]. 2020-07-14.
[98]	鲍振洲，安琦，董雨昊. 双向弦支组合楼盖结构静力性能及施工全过程分析[J]. 钢结构（中英文），2022，37（8）：35-46.
[99]	陈旭，张立彬，陈宗学，等. 装配式弦支钢-混凝土组合楼盖中槽型板单元力学性能有限元研究[J]. 钢结构（中英文），2022，37（4）：33-39.
[100]	Huang Y Q，Yang J J，Zhong C J. Flexural performance of assembly integral floor structure voided with steel mesh boxes[J]. Buliding Engineering，2022，54，104693.
[101]	谢群，张守硕，林明强，等. 钢筋桁架装配式密肋楼盖火灾行为试验研究[J]. 防灾减灾工程学报，2022，42（2）：372-382.
[102]	庞瑞，孙园园，张岚波，等. 全装配式RC楼盖横板向传力性能试验研究及理论分析[J]. 建筑结构，2023，53（10）：74-81.
[103]	门进杰，钟鑫，薛辰，等. 箱板装配式钢结构楼盖舒适度分析及其调谐质量阻尼器的振动控制研究[J]. 工业建筑，2023，53（1）：50-56.
[104]	朱前坤，蒲兴龙，惠晓丽，等. 考虑人-结构相互作用装配式轻质楼盖振动舒适度评估[J]. 建筑结构学报，2019，40（11）：220-229.