空间结构(网架结构)的发展是和人类生活、生产的需要,科学技术水平以及物质条件的发展紧密相连的,它经历了一个漫长的发展过程。回顾人类发展的历史,就可发现其中一个显著的特点就是其活动空间的不断改善与扩充。远古伊始,人类或挖洞穴居或构木为巢,仅是为争取一个生存的空间,随着科学技术的发展,人们懂得运用各种材料建造出更牢固、更舒适的空间。空间结构已成为21世纪建筑结构学科中最重要与最活跃的发展领域之一,回顾空间结构的发展历程,可以总结出一些空间结构的发展规律。
空间结构(网架结构)的跨度越来越大。从古罗马的圣彼得大教堂到英国伦敦的“千年穹顶”,其直径由42m扩大到320m.在每一次空间结构形式的创新和发展的背后,都伴随着建筑物跨度的不断增大。近年来,已建或在建的超过百米跨度的建筑愈来愈多,各种形式的空间结构向超大跨度结构发展,如我国广州会展中心张弦立体桁架跨度达到126.6m、广州新白云机场立体管桁结构跨度180m、国家大剧院双层空腹网壳跨度212mx146m、国家游泳中心“水立方”多面体空间刚架的跨度也达到177m等,国家“鸟巢”体育场微弯型网架的跨度达到了 340mx290m.
空间结构向轻量方向发展。随着空间结构跨度的增加,结构自重对跨度的影响也越来越明显,通过空间结构诸如薄壳结构、网架结构、网壳结构、悬索结构和膜结构的发展过程,结构的自重越来越轻,从砖石穹顶的6400kg/㎡减少到膜结构的10kg/㎡,体现了建筑结构的飞跃进步。
由单一结构向组合杂交结构发展。早期结构形式所用的材料、结构形式比较单一。随着空间结构的发展,将多种材料相互组合,将多种构件相互杂交,取长补短,发展为各种组合结构(如组合网架结构)、杂交结构(如斜拉网格结构、预应力网格结构等)。