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开闭式屋盖的开合形式与应用在欧美发达国家中开闭式屋盖结构的建筑主要用于大规模的体育场，在日本国内各地区计划和建设的可移动屋盖结构是非常流行，可以为市民参加各类型活动提供理想场所，伴随着我国综合国力的增强和体育的发展，国内大型开闭式屋盖的体育场也不断涌现，如江苏南通体育场、上海旗忠网球馆、杭州黄龙网球馆及目前在建的鄂尔多斯东胜全民健身中心。
文中以目前国内外的开闭式屋盖建筑为例，简单介绍开闭式屋盖的开合形式及其应用。
开闭式屋盖的开合形式屋盖的开合形式：组成活动屋盖的一个或是多个可移动单元按照一定的轨迹，并在较短1刚性屋面刚性屋面结构指不能使其空间形状发生变化的结构形式。
1.1平面式开合一般情况下物体在平面上的运动可分为直线运动和非直线运动，故此将现有在平面上进行开合的屋盖建筑分为水平滑移和水平旋转。
1)水平滑移屋盖的活动单元在平面内，按照某个方向作相同距离的移动，这样的开合方式称为水平移动开合。
a)一体式滑移开合屋盖仅由一片活动结单元构成，通过在固定位置上的水平移动，来实现开启和闭合的效果。
图为日本品川区立伊藤学校（屋盖的中间为活动部分，两端为固定结构，通过中间屋盖的水平移动，实现开合。
）b)组合式滑移开合屋盖由两片或两片以上活动单元构成，通过在固定位置上的水平移动，以拼接、叠盖等方式来实现开启和闭合。
图为杭州黄龙网球馆（由两片活动屋盖水平移动，以拼接的方式实现开合。
）图为美国菲尼克斯班克文球场（由多片活动屋盖水平移动，以拼接和叠盖的方式实现开合。
）2)水平旋转屋盖的活动单元在平面内，围绕某一个或多个竖向轴做旋转运动，这样的开合方式称为水平旋转开合。
a)单轴式旋转单片或多片活动单元绕某一竖向轴旋转，实现结构的开启和闭合。
美国威斯康星州米勒运动场(左图多片活动屋盖绕边上一竖向轴旋转叠盖，实现结构的开合。
) 美国匹斯堡市民体育场(右图多片活动屋盖绕中心一竖向轴旋转叠盖，实现结构的开合。
) b)多轴式旋转两片或两片以上活动单元绕多个竖向轴旋转，实现结构的开启和闭合。
收稿日期:2004-04-26文章编号:1006 2343(2004)05 077 04移动屋盖开合机械的设计方法管 军1, 顾大强1, 段福斌2(1.浙江大学 机械能源学院,杭州 310027;2.浙江科技学院 机电系,杭州 310012)摘 要:移动层盖结构是一种新型建筑结构,它能使屋顶在短时间内移动,让建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下都可以使用。
在移动屋盖的工程设计中,移动屋盖的开合机械系统设计和常规建筑结构有很大的区别,移动屋盖开合机械系统的设计尚无相应的设计规范和设计标准。
结合设计实例论述开合机械设计的设计方法及应注意的问题。
介绍了目前建成的移动屋盖的运动方式,阐述了移动屋盖的设计方法和机械驱动系统的实现,探讨了移动屋盖顶的设计标准和安全措施。
关键词:移动屋盖;开合机械设计;实例设计法中图分类号:T H21 文献标识码:A1 移动屋盖结构的开合方式移动屋盖结构[1]的实现是把一个完整的屋顶结构按照一定的规律划分成几个可动和固定单元,采用适当的机械技术,使可动单元能够按照预期的轨迹移动达到屋顶开合的目的。
移动屋盖的建筑结构形式决定了它的开合方式,移动屋盖结构的移动方式[2]如表1。
表1 移动屋盖的移动方式水平移动方式通过平行移动/迭盖屋盖单元的形式打开屋盖。
屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。
水平旋转移动方式屋盖单元绕某一竖轴旋转移动/迭盖的型式打开屋盖。
屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。
空间移动方式通过沿空间轨迹(道)移动/迭盖屋盖开合单元,达到打开屋面的开合方式。
屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元。
折叠移动方式利用各种型式的折叠或褶皱使屋面折皱或卷绕移动屋盖。
它包括水平折迭方式、旋转方式、竖向折迭方式。
屋盖分为固定不动的结构单元和可移动的结构单元。
组合移动方式以上各种方式的组合。
即: 屋盖中的单片开合单元存在两种或两种以上的移动方式。
尽管各开启屋盖单元的运动方式单一,但各开启单元的移动方式不同,存在两种或两种以上的移动方式。
开合屋盖结构的发展及开合机理研究近年来，随着高层建筑建设的不断提升，复杂的开合屋盖结构越来越受到重视，并逐渐成为建筑界的热点研究。
开合屋盖结构可以满足建筑复杂形体的效果，并且为视觉上的层次和流线加以优化，有效的把更好的建筑外观展示出来。
开合屋盖结构的发展受到了现代技术的推动，早在20世纪50年代，现代建筑设计中，就把复杂的开合屋盖纳入设计之中，如著名的英国伦敦自由礼堂，正式研究布局如何规划开合屋盖结构，意在提升整体建筑外观。
近些年，开合屋盖结构在设计上越来越复杂，技术上也越来越先进。
可以通过不同的结构组合技术、多种材料的结构链接、选择不同的屋面外法及光照设计等来达到外观良好、功能完善的效果。
研究开合屋盖结构的开合机理，可以更好地掌握开合屋盖结构工作原理，提高开合屋盖结构的稳定性和可靠性。
针对开合屋盖结构节点、载荷分析、开合机理等方面，有许多不同的研究成果和创新技术，如斜拉索技术、碳纤维技术、气动技术、气驱技术、电动驱动技术等。
斜拉索技术是一种荷载抗拉强度很高的结构体系，可以实现开合机理的安全和可靠的工作。
通过斜拉索的力学优势，开合屋盖结构可以有效抗拉，同时能够把更多的力量转换为位移量，有效的提升结构整体的开合稳定性。
此外，斜拉索技术也能更好地减轻建筑屋顶的重量，使结构整体更加轻便。
碳纤维技术可以提供抗拉和抗压强度，可以有效抗拉开合屋盖结构，同时还可以减轻屋顶负荷，提高整体结构的开合稳定性和可靠性。
同时，碳纤维技术也可以控制屋面的外形，提供多种空间变形效果，展示出更多的自由空间效果。
气驱技术可以利用空气压力来改变抗拉开合屋盖结构的力学特性，这种技术可以有效抗拉大型刚性开合屋盖结构，并可以有效把更多的力量转换为位移量，提高开合屋盖结构的稳定性和可靠性。
此外，气动技术也可以使屋面达到多种变形效果，展示更多空间自由度。
电动驱动技术可以利用电路控制进行屋面的变形，控制精度高，可以实现多种屋面变形效果，满足建筑外观的设计要求和多样化的形体效果。
现代商贸工业某体育场开合屋盖台车恻向调整阻尼系统应用研究俞锡齐1郑锐恒2俞荣华1裘智杰1(1.浙江精工钢结构集团有限公司，浙江绍兴312030;2.绍兴市柯桥区政府投资项目建设管理中心，浙江绍兴312030)摘要：通过对柯桥轻纺城体育中心体育场开合屋盖机械系统中支撑活动屋盖开闭行走的台车侧向纠偏调整的工况、适应性的设计方案、样机的试制和改进进行分析和研究。
综述了行走台车的特殊工况特点和适应性性 的台车设计方案，总结了台车样机侧向调节阻尼系统设计的基本思路、调试过程中发现的问题和改进的措施。
关键词：开合屋盖；机械系统；适应性；设计施工与调试；绍兴县体育场中图分类号：T B文献标识码：A1体育场概况及开合屋盖机械系统的介绍轻纺城体育中心体育场位于绍兴市的柯北新城，屋面采用活动开启式，总建筑面积7 7 6 40平方米，观众 座位40000席，体育场于2014年完成竣工验收并投人 使用，为目前国内可开启面积最大的开闭式体育场。
体育场活动屋盖的闭合通过卷扬机牵引关闭，活 动屋盖的打开由活动屋盖节点下支撑的自驱动台车提 供下滑力，卷扬机缓慢释放钢丝绳实现。
活动屋盖开闭机械传动系统中，共设置了 4套单 倍率卷扬驱动装置。
卷扬驱动牵引方式为：钢丝绳的 一端固定于双联卷筒的一侧绳槽内，钢丝绳的另一端绕过下部转向滑轮、上部转向滑轮、拖轮托辊等，然后 穿过固定于对面活动屋盖上的均衡梁，再绕过上述装置，最后固定于双联卷筒的另|侧。
由电机驱动装置 驱动双联卷筒回转，钢丝绳卷绕在卷筒上，牵引对面活 动屋盖行走，并配合支撑于活动屋盖下的主动台车的动作，从而完成屋盖的闭合动作。
2开合行走台车的结构台车是开合屋盖机械系统中的关键功能部件，是 活动屋盖的支承行走装置。
为适应钢结构的制造、安装误差及活动屋盖运行过程中的变形误差、保护台车和导向轮不发生过载的情况，在台车上设置有侧向检测及调整装置、竖向检测 及调整装置、导向轮测力装置。
开闭式屋盖的开合形式与应用在欧美发达国家中开闭式屋盖结构的建筑主要用于大规模的体育场，在日本国内各地区计划和建设的可移动屋盖结构是非常流行，可以为市民参加各类型活动提供理想场所，伴随着我国综合国力的增强和体育的发展，国内大型开闭式屋盖的体育场也不断涌现，如江苏南通体育场、上海旗忠网球馆、杭州黄龙网球馆及目前在建的鄂尔多斯东胜全民健身中心。
文中以目前国内外的开闭式屋盖建筑为例，简单介绍开闭式屋盖的开合形式及其应用。
开闭式屋盖的开合形式屋盖的开合形式：组成活动屋盖的一个或是多个可移动单元按照一定的轨迹，并在较短1刚性屋面刚性屋面结构指不能使其空间形状发生变化的结构形式。
1.1平面式开合一般情况下物体在平面上的运动可分为直线运动和非直线运动，故此将现有在平面上进行开合的屋盖建筑分为水平滑移和水平旋转。
1)水平滑移屋盖的活动单元在平面内，按照某个方向作相同距离的移动，这样的开合方式称为水平移动开合。
a)一体式滑移开合屋盖仅由一片活动结单元构成，通过在固定位置上的水平移动，来实现开启和闭合的效果。
图为日本品川区立伊藤学校（屋盖的中间为活动部分，两端为固定结构，通过中间屋盖的水平移动，实现开合。
）b)组合式滑移开合屋盖由两片或两片以上活动单元构成，通过在固定位置上的水平移动，以拼接、叠盖等方式来实现开启和闭合。
图为杭州黄龙网球馆（由两片活动屋盖水平移动，以拼接的方式实现开合。
）图为美国菲尼克斯班克文球场（由多片活动屋盖水平移动，以拼接和叠盖的方式实现开合。
）2)水平旋转屋盖的活动单元在平面内，围绕某一个或多个竖向轴做旋转运动，这样的开合方式称为水平旋转开合。
a)单轴式旋转单片或多片活动单元绕某一竖向轴旋转，实现结构的开启和闭合。
美国威斯康星州米勒运动场(左图多片活动屋盖绕边上一竖向轴旋转叠盖，实现结构的开合。
) 美国匹斯堡市民体育场(右图多片活动屋盖绕中心一竖向轴旋转叠盖，实现结构的开合。
) b)多轴式旋转两片或两片以上活动单元绕多个竖向轴旋转，实现结构的开启和闭合。
开合屋盖行走机械系统结构载荷的研究摘要:本文结合实例探讨开合屋盖机械传动类型,介绍了目前建成的开合屋盖的行走机械结构载荷的分析方法,并对其进行了分析。
关键词:开合屋盖行走机械结构载荷0 引言目国际上已建成二百余座开合屋面建筑,为当地带来了很好的经济和社会效益。
而我国对开合结构的研究还处于起步阶段,国内已建成的数座小跨度开合屋盖建筑结构形式,开合机理较为简单。
随着经济技术的发展,我国许多地区开始有了建造大型开合屋盖结构的想法和需求,有的已进入设计和施工阶段。
在施工方面,开合屋盖对施工机械提出了更高的要求。
对于采用轮轨系统的开合屋盖结构,轨道的安装精度队伍定的运行性能有直接的影响[1]。
轨道不平整将会引起行走台车上浮,可动部件蛇形运动而使屋顶左右摇晃、上下振动,甚至因行走台车车轮反力不均匀而引起车轮空转、脱轨等事故。
由此可见,在未来的几年内对这种机械进行深入系统的研究刻不容缓。
1 行走机械系统结构载荷的分析开合屋盖结构的实现是把一个完整的屋顶结构按照一定的规律分成几个可动的固定单元,采用适当的机械技术,使可动的单元按照预期的轨迹移动,达到屋顶开合的目的。
开合屋盖的建筑结构形式决定了它的开合方式,开合屋盖的移动方式有水平移动方式、空间移动方式、绕竖轴旋转方式和组合移动方式四种。
其中,空间移动方式是开合屋盖结构最近的发展趋势。
可动屋面沿着有坡度的曲线轨道移动,由于可动屋面的自重将产生一定的移动阻力,所以可动屋面一般面积不会太大,其采用轻型屋面材料为主,且能满足建筑外形的美观需要,所以越来越受到青睐。
可动屋盖的运动轨迹越简单越好,移动方式种类越少越好,多种运动形式组合会大大增加传动机械部分的技术难题及机械故障发生率。
驱动方式应根据屋盖系统及载荷情况综合确定,驱动与机械要简单,可动部分尽量少,优先采用已有的可靠技术。
1.1 开合屋盖机械传动类型在开合屋盖的应用实例中,类似起重机结构的驱动方法较为常见。
这是由于起重机设计技术成熟、可靠,能够保证可开合屋盖的功能,通过查询、提取和调整实例库中同类建筑的求解方法,来获得当前建筑的求解方法。
建筑结构学报Jour nal of Bu ildi ng Structures第31卷第6期2010年6月V ol131No16J une2010016文章编号:1000-6869(2010)06-0132-13开合屋盖结构设计关键技术研究范重,彭翼,胡纯炀,刘先明(中国建筑设计研究院,北京100044)摘要:结合作者完成的开合屋盖工程设计经验,对开合屋盖结构设计的关键技术进行了较为全面的论述。
屋盖的开合方式应根据建筑方案、使用功能、自然条件、运营管理等因素综合确定,应明确规定活动屋盖开合的基本状态;从结构安全与经济性的角度来看,将抵抗荷载与作用最有利的活动屋盖位置作为基本状态较为合理;活动屋盖应采用整体刚度较小、对边界条件不敏感的柔性结构,对安装误差与结构变形具有较大的适应能力;固定屋盖,尤其是轨道桁架应具有较大的刚度,并严格控制施工精度;活动屋盖位于全开、半开及全闭三种状态的荷载取值存在很大差异,需要分别进行计算分析;应考虑活动屋盖与固定屋盖之间的相互作用,轨道桁架、台车及连接部件应在罕遇地震作用下保持弹性;在活动屋盖处于非基本状态或行走过程中,地震作用可适当折减;应通过对多种驱动方式进行技术经济比较,确定活动屋盖开合驱动与控制系统,系统应便于操作与维修,驱动控制系统的维护管理工作对保证活动屋盖运行的可靠性与耐久性非常重要。
关键词:开合屋盖;基本形态;活动屋盖;固定屋盖;计算分析;驱动与控制系统中图分类号:TU39313文献标志码:AKey techniques of structural design forretractable roofFAN Zhong,PE NG Y,i HU Chunyang,LIU X i an m ing(Ch i na Arch itecture Desi gn&Research G roup,Beiji ng100044,China)Abstract:Based on the practice of retractable roo f desi gn,the key techniques were disc ussed i n t h is paper.T he retractable m ethod of the roof is deter m i ned by factors such as architectural plan,funct i on require m ents,natural condit i ons a nd operati on m anage m ent.T he concept of basic retr actable state is defined explicit l y i n this paper,and fro m the safe and econo m ic poi nts of v ie w,it is rat i ona l to set retracta b l e roof condit i on w it h the max m i um load resistance as the basic state.The movable roof favors the flexural structural syste m that i s less sensitive to boundary condit i ons a nd can be adapti ve to the large defor m ati on a nd constr uction error.The fixe d roof syste m,especi a lly the runw ay tr uss syste m,should have sufficient stiffness,and the constr uct i on precisi on should be controlled strictly.D ue to the l oad values are significantly different correspond i ng to different states of t hem oving roo,f such as fully ope n,half open and f ully closed states,the anal yses for the three states are needed separately.The i nter act i on bet wee n the m oving roof and the fixed roof should be considered,and the run w ay tr usses,tro lleys and the li nkage c o mponents should be kept elast ic even under severe earthquake.The ground acceleration cou l d be reduced to so me de grees during the r oof mov i ng and i n non-basic states.The dri v i ng syste m and the c ontrol syste m shou l d be chosen base d on the technical and econo m ical co mparisons,and the syste m s shou l d be easy to operate and ma i ntai n.The m ai ntenance and m anage m e nt are very m i porta nt to e nsure the l ong ter m reliability of the retractable roo.fK ey wor ds:retr actable roo;f basic state;mov i ng roo;f fi xed roo;f struct ural analysis;dri v i ng syste m and control syste m作者简介:范重(1959)),男,北京人,工学博士,教授级高级工程师。
