開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)（Retractable Roof Structure）是一種在很短時(shí)間內(nèi)部分或全部屋頂結(jié)構(gòu)可以移動(dòng)或開(kāi)合的結(jié)構(gòu)形式，它使建筑物在屋頂開(kāi)啟和關(guān)閉兩個(gè)狀態(tài)下都可以使用。由于膜材料輕質(zhì)高強(qiáng)的特性，一般大規(guī)模開(kāi)合屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)都是鋼結(jié)構(gòu)和索結(jié)構(gòu)，上鋪膜材料或輕型板材。屋蓋系統(tǒng)分成若干個(gè)單元片，通過(guò)單元片的移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，使之各片之間搭接、迭放來(lái)實(shí)現(xiàn)屋蓋的開(kāi)合。

      與固定式屋蓋相比開(kāi)合屋蓋在技術(shù)上有很多特殊的問(wèn)題必須慎重對(duì)待，如在結(jié)構(gòu)形狀不斷改變的條件下設(shè)計(jì)荷載尤其是風(fēng)荷載以及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的沖擊效應(yīng)的評(píng)估與選擇，屋蓋走行部及軌道設(shè)計(jì)，屋蓋運(yùn)行故障檢測(cè)及排除措施，屋蓋的監(jiān)控與安全保障系統(tǒng)設(shè)置等。為了經(jīng)濟(jì)安全，移動(dòng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造應(yīng)簡(jiǎn)單并盡量輕型化；屋蓋開(kāi)啟或關(guān)閉過(guò)程一般控制在20-25分鐘，為盡量減少?zèng)_擊力，應(yīng)控制開(kāi)始或停止時(shí)間在l-2分鐘；應(yīng)裝置地震傳感器和風(fēng)速儀，當(dāng)超過(guò)特大風(fēng)速和地震強(qiáng)度時(shí)，開(kāi)關(guān)系統(tǒng)應(yīng)能判別，以調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)超載；屋蓋應(yīng)按裝電視攝像及超聲波傳感系統(tǒng)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障原因；控制裝置設(shè)計(jì)應(yīng)有富余，當(dāng)裝置的任何部分失靈時(shí)不至于整個(gè)系統(tǒng)失靈，為此應(yīng)用一種雙控制系統(tǒng)，既能自動(dòng)也能手動(dòng)；在開(kāi)合功能失靈時(shí)，應(yīng)能保障整個(gè)屋蓋結(jié)構(gòu)的安全。在已建成的開(kāi)合結(jié)構(gòu)中不乏打開(kāi)合不上、合上開(kāi)不了的例子，更有一些開(kāi)合結(jié)構(gòu)因開(kāi)合功能故障最終不得不改為固定屋蓋。這說(shuō)明開(kāi)合結(jié)構(gòu)確實(shí)是一種技術(shù)性很強(qiáng)的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)設(shè)計(jì)和施工都有很高的要求。

開(kāi)合結(jié)構(gòu)的開(kāi)合方式有以下幾種類型：

      1．水平移動(dòng)

      單純通過(guò)屋蓋水平移動(dòng)形成開(kāi)合。

      2．重疊方式

      又可細(xì)分為：

      （1）水平重疊，通過(guò)數(shù)段屋蓋水平重疊搭接形成開(kāi)合；

      （2）上下重疊，將屋蓋上下分成數(shù)段，底段固定，上面幾段可上下滑動(dòng)形成開(kāi)合；

      （3）回轉(zhuǎn)重疊，通過(guò)數(shù)塊屋蓋回轉(zhuǎn)重疊形成開(kāi)合；

      （4）水平回轉(zhuǎn)移動(dòng)重疊，既有水平移動(dòng)又有回轉(zhuǎn)移動(dòng)，最后重疊搭接形成開(kāi)合。

　 3．折疊方式

　 又可細(xì)分為：

　 （1）水平折疊，構(gòu)件水平方向折疊形成開(kāi)合；

　 （2）回轉(zhuǎn)折疊，構(gòu)件水平回轉(zhuǎn)折疊形成開(kāi)合；

　 （3）上下折疊，一般采用膜屋面，類似于折疊傘，通過(guò)吊起或放下屋面形成開(kāi)合。

      4．混合方式

      上述這些開(kāi)合方式的組合。

      對(duì)一個(gè)開(kāi)合結(jié)構(gòu)工程的評(píng)價(jià)是多方面的，應(yīng)依據(jù)具體結(jié)構(gòu)的功能及規(guī)模等進(jìn)地，如屋蓋開(kāi)啟狀態(tài)下的開(kāi)啟、天空形狀、屋蓋形狀、屋蓋陰影、亮度對(duì)比，屋蓋關(guān)閉后的屋蓋形狀、屋蓋性能、屋蓋的耐久性、屋蓋的開(kāi)合方式、屋蓋走行部的運(yùn)轉(zhuǎn)，工程費(fèi)用高低、施工難度、建筑面積及工程占地面積等都應(yīng)是開(kāi)合結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)的主要內(nèi)容。

      由于開(kāi)合結(jié)構(gòu)造價(jià)較高、施工難度大、以及其圍護(hù)管理要求很高，所以在大跨度建筑中這種結(jié)構(gòu)用的很少。但目前僅有的幾座大型開(kāi)合結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生了廣泛的影響，造成過(guò)轟動(dòng)效應(yīng)，有的已經(jīng)成為其所在城市的標(biāo)志。

案例：

      1961年建成的美國(guó)匹茲堡會(huì)堂是世界上第一座大型開(kāi)合結(jié)構(gòu)，平面設(shè)計(jì)成圓形，直徑127m，建筑高度33m，采用回轉(zhuǎn)式開(kāi)合屋蓋，屋蓋分8塊，開(kāi)啟率為75％，觀眾席朝向街區(qū)，隨著屋蓋的慢慢開(kāi)啟，街區(qū)的樓群輪廓可浮現(xiàn)在觀眾面前。加拿大蒙特利爾奧林匹克體育場(chǎng)1976年就完成了看臺(tái)部分的施工，但因?yàn)榻?jīng)濟(jì)問(wèn)題開(kāi)合屋蓋結(jié)構(gòu)直到1987年才竣工，屋蓋采用上下折疊開(kāi)合方式，開(kāi)口部位長(zhǎng)徑180m，短徑120m，面積18，000m2，呈橢圓形。1989年建成的加拿大多倫多天空穹頂（Sky Dome），一度是世界上跨度最大的開(kāi)合結(jié)構(gòu)，屋頂直徑205m，覆蓋面積32374m2，為平行移動(dòng)和回轉(zhuǎn)重疊式的空間開(kāi)合鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)。整個(gè)屋蓋由四塊單獨(dú)鋼網(wǎng)殼組成，其中三塊可以移動(dòng)，中間部分為兩塊筒狀網(wǎng)殼，可水平移動(dòng)，兩端為兩塊四分之一球殼，其中一塊固定，一塊可旋轉(zhuǎn)移動(dòng) 1800。屋蓋開(kāi)啟后91％的座位可露在外面，賽場(chǎng)面積開(kāi)啟率可達(dá)100％，開(kāi)閉時(shí)間約20分鐘。天空穹頂與著名的多倫多CN塔相臨，屋蓋開(kāi)啟后呈現(xiàn)在觀眾面前的是安大略湖和以高553m的CN塔為背景的空間多彩景色。當(dāng)今世界規(guī)模及跨度最大的開(kāi)合結(jié)構(gòu)是跨度（直徑）222m的日本福岡體育館。該館于1993年3月建成，建筑面積 72740 m2，是 1995年在福岡舉行的世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)的主會(huì)場(chǎng)。屋蓋由三片網(wǎng)殼組成，最下一片固定，中間及上面兩片可沿著圓的導(dǎo)軌移動(dòng)，因此開(kāi)合方式為回轉(zhuǎn)重疊式，全部開(kāi)啟后可呈1250的扇形開(kāi)口。各片網(wǎng)殼均為自支承，為避免在開(kāi)合過(guò)程中振幅特別大的頂部引起裝飾材料互相碰撞，在屋頂中心設(shè)置液壓阻尼器減震。屋蓋移動(dòng)的軌道上裝有地震儀，當(dāng)?shù)卣饍x接收到超過(guò)50gal（0.5m/s2）的加速度時(shí)，能自動(dòng)停止移動(dòng)。值得一提的是這么大工程僅用了兩年多的時(shí)間。

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