大跨及高层建筑开合屋盖施工技术

开合屋盖结构(RetractableRoof

Structures)开合屋盖结构是一种在很短时间内部分或全部屋盖结构可以移动或开合的结构型式,它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下都可以使用.一、分类柔性索膜屋面开合结构空间刚性开合结构可展开的开合结构充气膜开合结构二、早期的开合结构(一)开合活动车库(二)军用账篷三、开合结构的移动方式:水平移动方式通过平行移动/叠放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/叠放的形式打开屋盖.屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元空间移动方式通过沿空间轨迹(道)移动/叠放屋盖开合单元,达到打开屋面的开和方式.屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元绕枢轴转动方式屋盖单元绕某一水平轴转动以打开屋面折叠移动方式利用各种形式的折叠或褶皱使屋面褶皱或卷绕开合屋盖.包括水平折叠方式,旋转方式,竖向折叠方式.屋盖分为固定不动的结构单元和可以移动的结构单元组合移动方式以上各种方式的组合.即①屋盖中的单片开合单元存在两种或两种以上的移动方式;②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屋

盖

结

构

开

合

移

动

方

式

的

分

类四、开合结构的驱动方式:轮驱动钢缆绳牵引齿条齿轮牵动千斤顶驱动五、开启结构的行走机构:单轨单轮单轨多轮双轨双轮多轨多轮六、工程实例:(一)日本福冈穹顶开合系统:叠和旋转屋盖单元关闭时间:20min完成时间:1993年规模:屋盖直径218m,高度84m.结构:钢网架结构屋面材料:钛板(二)加拿大天空穹顶开合体系:叠合屋盖单元(旋转单元)关闭时间:20min完成时间:1989年规模:直径208m高度86m开合面积:31525m²结构:钢网格屋面材料:装饰板+绝缘材料+PCV板(三)美国西雅图新太平洋西北棒球场开合系统:叠放屋盖单元(平行移动)关闭时间:约20min完成时间:1999年规模:跨度200m长度180m屋盖面积40470m²(四)日本球穹顶开合体系:叠合屋面单元关闭时间:约15min完成时间:1991年规模:屋盖直径38m高度16.9m屋盖面积1134m²(五)日本

Mukogawa

Gakuin

中学游泳馆开合体系:叠和旋转屋盖单元关闭时间:5min完成时间:1991年规模:屋盖平面46m*46m屋盖面积2237m²屋盖结构:钢网格屋面材料:聚氯乙烯涂层玻璃纤维膜材（六）江苏南通体育场南通市体育场－－中国第一个大型开闭顶体育场南通体育场是世界上第一例使用液压驱动和控制钢结构屋盖空间姿态调整技术的活动屋盖工程1.工程概况：该工程总建筑面积48565m²，钢结构屋盖几何形状为球冠，分为固定屋盖和活动屋盖两部分，固定屋盖用钢量9702t，活动屋盖面积17000m²，用钢量2098t。固定屋盖为拱支网壳结构，由6榀主拱桁架，10榀副拱桁架，2榀斜桁架，2榀内环桁架和单层网壳组成。活动屋盖为单层网壳结构，外边缘设有封边桁架，活动屋盖共两片，每片重1137t。2.开合屋盖简介：活动屋盖采用卷扬机，钢丝绳牵拉的开合形式。设计年开合次数200次，开启（或闭合）时间为20min。活动屋盖为5个状态：①

0

°

（全闭）；

②4

°（微闭）；③

8

°（微开）；④

12

°（大开）

⑤

16

°（全开）。每片活动屋盖由22部台车支承，其行驶在6条布置于主拱桁架顶部的空间圆弧轨道上。图

1d

钢结构与机南通体育场结构示意驱

动

系

统

工

作

原

理

示

意

图核

心

技

术

之

一

:承

重

台

车主要参数：共44台单台承载150吨。具有垂直和侧向液压浮动调节功能核心技术之二：卷扬驱

动多点卷扬驱动共8台，单台卷扬拉力130吨。六点液压马达同步驱动。（七）上海旗忠森林体育城网球中心上海旗忠森林体育城网球中心，为亚州最大