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開合屋蓋是一種較為新穎的建筑形式，但目前我國自主完成的開合屋蓋設計還比較少，尚未制定出相應的技術規(guī)程。屋蓋的開合方式應根據(jù)建筑方案、使用功能、自然條件、運營管理等因素綜合確定，并明確規(guī)定活動屋蓋開合的基本狀態(tài)。從結構安全與經(jīng)濟性的角度來看，將抵抗荷載與作用最有利的活動屋蓋位置作為基本狀態(tài)較為合理。活動屋蓋應采用整體剛度較小、對邊界條件不敏感的柔性結構，可使安裝誤差與結構變形具有較大的適應能力。固定屋蓋、尤其是軌道桁架應具有較大的剛度，并嚴格控制施工精度。活動屋蓋位于全開、半開及全封閉三種狀態(tài)的荷載取值存在很大差異，需要分別進行計算分析。應考慮活動屋蓋與固定屋蓋之間的相互作用，軌道桁架、臺車及連接部件應在罕遇地震作用下保持彈性。在活動屋蓋處于非基本狀態(tài)或行走過程中，地震動加速度可適當折減，應通過對多種驅動方式進行技術經(jīng)濟比較，確定活動屋蓋的開合驅動與控制系統(tǒng)，系統(tǒng)應便于操作與維修。驅動控制系統(tǒng)的維護管理工作對保證活動屋蓋運行的可靠性與耐久性非常重要。

　　A.開合屋蓋的功能與特點

　　開合屋蓋打破了傳統(tǒng)室內(nèi)空間與室外空間的界限，可以根據(jù)使用功能與天氣情況在室內(nèi)環(huán)境與室外環(huán)境之間進行轉換，使用者既能夠盡情享受陽光與新鮮空氣，又可以避免風雨等惡劣天氣的影響，能夠很好地滿足人們?nèi)旌虻氖褂眯枨蟆?/span>

　　帶有開合屋蓋的建筑可按活動屋蓋的位置分為全開、半開及全封閉三種狀態(tài)，通過專業(yè)人員對活動屋蓋進行開啟、關閉進行操作。開合屋蓋的應用范圍以游泳館、網(wǎng)球館、棒球館等體育場館為主，規(guī)模逐漸從小型建筑發(fā)展到大型工程。與傳統(tǒng)的大跨度結構相比，開合屋蓋除廣泛采用現(xiàn)代建筑結構的設計理念外，對結構設計技術、施工安裝精度也提出了更高的要求。此外，由于開合屋蓋的行走裝置采用了很多機械傳動與控制技術，因此，在開合屋蓋的設計中涉及到建筑、結構、機械、自動化控制等領域的技術，可以說，開合屋蓋是現(xiàn)代建筑科技的集中體現(xiàn)。

　　B.國內(nèi)外開合屋蓋工程進展

　　從20世紀80年末開始，大型開合屋蓋工程在發(fā)達國家得到快速發(fā)展。自1989年加拿大建成多倫多天空穹頂（現(xiàn)代大型開合屋蓋結構中的經(jīng)典之作）后，美國、日本和歐洲的一些國家和地區(qū)也陸續(xù)興建了一些開合屋蓋的工程。在歐洲，最著名的是荷蘭阿姆斯特丹體育場和英國溫布利體育場。

　　目前，國內(nèi)已經(jīng)建成的帶有開合屋蓋的大型建筑還比較少，2000年建成的浙江黃龍體育場、2005年建成的上海旗忠網(wǎng)球館、2006年建成的南通體育會展中心是目前國內(nèi)規(guī)模較大的開合屋蓋建筑。

　　1996年建成的荷蘭阿姆斯特丹體育場（AmsterdamArena）是一個多功能運動場，建筑平面尺寸為180米×250米，開合尺寸為71米×108米，屋面采用鋁板、半透明塑料板，建筑高度75米。阿姆斯特丹體育場的移動結構和固定屋蓋分別設置單獨的支撐結構，減小結構間相互影響和支撐結構的尺寸。其驅動方式采用齒條和齒輪，開合方式為空間移動方式，開合時間約30分鐘。

　　2007年建成的溫布利體育場（WembleyStadium）位于英國倫敦，是2012年倫敦奧運會足球比賽用場，可容納10萬觀眾。溫布利體育場長105米，寬69.5米，開啟方式為組合移動式，5萬平方米的屋頂可隨意開閉并保證空氣和光線可到達賽場內(nèi)任何角落。

　　2006年9月竣工的南通體育會展中心的總建筑面積為4.86萬平方米，建筑高度55.2米。體育場下部看臺的結構為混凝土結構，屋蓋為管桁架空間結構，看臺結構與屋蓋結構完全分離。體育場屋蓋的幾何形狀為球冠，固定屋蓋采用拱支網(wǎng)殼，拱架最大跨度280米，活動屋蓋為單層網(wǎng)殼，可開啟面積約為1.8萬平方米。

　　上海旗忠網(wǎng)球中心總建筑面積為85438平方米，建筑物高度約40米，屋頂為鋼結構并且可以開啟，其開啟方式仿佛上海市的市花白玉蘭的開花過程。其結構體系由一個直徑123米、64榀施加了徑向預應力和二道柱頂環(huán)向預應力的鋼筋混凝土主體圓環(huán)結構加上一個直徑123米、寬24米、高7米的W形大直徑鋼管相貫焊接節(jié)點的空間環(huán)梁結構組成。8榀大直徑鋼管相貫焊接節(jié)點的開閉屋蓋結構，每榀設置在一個固定轉軸及三同心旋轉軌道結構支承在空間環(huán)梁上。

　　黃龍體育中心網(wǎng)球館包含主比賽場和安徽省老年活動中心兩部分，總建筑面積約19134平方米，設5000觀眾席，建筑高度為32.2米。網(wǎng)球中心屋蓋部分采用開合結構，屋面投影面積5800平方米，其中固定部分面積5053平方米，活動部分面積969平方米。固定部分由兩榀主拱、兩榀環(huán)梁、固定屋蓋組成，其中主拱桁架由拱型桁架和水平桁架組合而成，跨度94米。固定屋蓋采用張弦梁結構，支撐于拱架和外環(huán)梁之間。活動屋蓋由兩片21米×19米單層網(wǎng)殼組成，屋蓋開閉采用自行式機械行走裝置。

　　C.開合屋蓋設計中存在的問題

　　開合屋蓋通常由活動屋蓋、固定屋蓋與驅動控制系統(tǒng)構成，目前，國內(nèi)外開合屋蓋結構設計均處于探索研究階段。國外開合屋蓋在使用過程中存在的問題與出現(xiàn)故障的情況較多，發(fā)生過圍護結構破損、機械故障、運行不暢等情況，與普通的大度跨度空間結構相比，開合屋蓋的技術復雜性要多得多。

　　目前，我國自主完成的開合屋蓋設計還比較少，相關技術研究不夠深入，對最佳開啟方式、活動屋蓋與固定屋蓋結構體系、開合屋蓋荷載與作用、驅動與控制系統(tǒng)等缺乏系統(tǒng)的研究。我國尚未制定出開合屋蓋結構技術規(guī)程，對開合屋蓋結構安全性、活動屋蓋運行可靠性、建造成本等方面的研究還處于工程案例層次，迫切需要通過學術研究與工程實踐，不斷提高設計水平。