开合屋顶简介
开合屋盖与第三代网球场建筑
３可 开 合 网球 场 建 筑 的 未 来 发 展 ．
未来的开合屋盖结构还有很 长的路 要走 ． 越来越多的新 的结构形 式将被创造 ， 的屋 面材料将 被采用 ． 些都将作为开合 技术向前发 新 这 展的推动力。在笔者看来 ． 可开合屋 盖未来 的发展 趋势至少有两条主 线， 一个是更加轻型化和便捷化 ， 另一个是 开启方 式多样化 ． 这些都可 以从 目前优秀的网球 场建筑 身上找 到端倪 国公开赛 的主赛场巧妙 德 的利用膜结 构抗拉 的特点 ．通 过 中间 的拉环将 屋顶分成 内外两 个部 分， 外圈采用 固定的膜结构为 座席 永久遮 阳． 中间通过膜 的收放 控制 屋盖开合来保证赛 场的使用状况 ． 既无需过 多的技术 ． 即使纯机 械都 可轻松 实现 ， 又能快速 的开合 ， 产生 了很好的视觉效果和经济效果 马 德里公 开赛 “ 魔力 盒” 球场 的开合技术 同样具 有里程碑 的意 义 ． 个 这 “ 魔力盒 ” 不仅 三个场地都可 以开启 ， 而且可 以根据不 同的使用需求 选 择不 同的开启方式 ， 既可以通过液压 千斤顶 向上掀起 ． 还可 以通过 滑 动轨道水平开启 ， 开启大小同样可以控制 ， 共能产生 ２ 种不 同的开合 ７ 效果 ， 由此可 以适应多种温度和天气情况 可 以看 出 ， 第三代 网球场 已经成为一个 趋势 ． 为网球场建筑 的 成 主流 ， 那么下一代 网球场建筑究竟是什 么呢？ 第三代网球 场已经 到来 ． 我们应该可以大胆预测 ， 下一代 网球场应该就是以信息化为特点 的智 能网球场。 网球场建筑 的建筑性质将生化 ． 成为一个信 息枢纽 ． 通过智 能控制传输网球数据 ， 提高到场观众之 外的世界上亿万观众 的观赏效 果。这也是体 育运动从 室外 向室内转化趋势 的高级 阶（ 下转 第 ７ 页 ） ２
体育建筑中可开合屋面的应用与发展
体育建筑中可开合屋面的应用与发展刘伟;钱锋【摘要】对体育建筑中可开合屋面的应用进行探索,从空间结构、功能综合、形态特征3个方面对体育建筑中可开合屋面的应用与发展进行了分析.结果表明:可开合屋面已经成为体育建筑设计的一个趋势,能够融入于结构体系的不断发展中,灵活地创造室内和室外2种活动空间与环境,满足人们全天候使用的便利性,并创造出更为丰富的建筑形态,为体育建筑的发展提供了更广阔的空间.【期刊名称】《建筑科学与工程学报》【年(卷),期】2010(027)004【总页数】6页(P121-126)【关键词】可开合屋面;空间结构;功能综合;形态特征【作者】刘伟;钱锋【作者单位】同济大学,建筑与城市规划学院,上海,200092;同济大学,建筑与城市规划学院,上海,200092【正文语种】中文【中图分类】TU2450 引言从遮风挡雨及抵御侵害的基本要求,到各式各样的观演聚会,建筑的功能随着人们生活的发展,在历史长河中不断演变[1-4]。
有建筑师曾说“建筑的发展史就是屋面的演变历史”,这种观点在一定程度上也反映了屋面在建筑设计发展中的重要性。
从古罗马的万神庙到现今的许多大跨度体育建筑,人们对于建筑在功能和形态上的不断综合及创新,很多都反映在屋面的演变上,对于体育建筑,创造一个尺度宜人的大空间是其基本要求,而如今的体育建筑随着自身功能的不断发展,已经在可开合屋面上显示出了广阔的发展趋势。
随着各类体育活动在人们生活中的不断开展,体育建筑越来越普及,它的功能与形式也随着社会需求的改变与综合而不断发展,而体育建筑一直所面临的一个矛盾就在于:既要为人们提供一个遮风挡雨的适宜空间进行各类体育运动,又渴望着体现出和大自然亲近的运动环境,并且需要设计者在相对封闭的大跨屋盖上仔细考虑采光、通风等条件。
可开合屋面是一种在短时间内(一般为20～25 min)部分或全部屋面可以移动或开合的建筑形式,它使建筑物在屋面开启、关闭和部分开闭等状态下都可以使用。
国外开合屋盖实例
国外开合屋盖实例佛罗里达马林鱼大联盟棒球队在众多的建筑师的帮助下，决定建造一个世界级的球场，它将拥有可伸缩屋顶以及有趣而且相当具有现代气息的建筑外形。
新建的球场拥有37000个座位，从经典球场构架出发，又融合了几个最近建成的棒球场的特点。
重达6814吨的可移动屋盖由三个独立的可滚动段组成。
根据Tekla的BIM模型，较低的东西两侧每侧面板重量为1602吨，分别由三榀桁架组成；中部的六榀桁架重量为3610吨。
当屋盖闭合时，东西侧面板与合拢的屋盖外形相匹配，能够完全封闭球场（见图1、2）。
球场封闭时可以保护球员和观众，使用大量的空调系统制冷。
当球场的天然草地需要大自然的阳光雨水时，所有的面板缩回到西面第一排的看台线上。
图1 屋盖和支撑轨道结构的平面图2 屋盖和支撑轨道结构的立面（低屋盖和体育馆没有显示）屋盖桁架并不如人们所期望的那样垂直于轨道运行，而是倾斜了o。
为什么要倾斜呢？这与体育场建筑轨道系统有直接的联系，特别是屋顶轨道运行路径平行于南北侧的道路。
场地的几何形状和座位的碗状排列可以创造出观赏本垒打的最佳效果。
将屋面板设计成为倾斜于屋盖轨道的状态可以营造出一个更有活力的外观，并且提高光照量。
同时，它也调整平行桁架的位置到第三条看台线。
如图3所示，屋盖桁架为拱形。
经典的拱形结构是非常有效的，但是这种结构需要支座提供足够的反力来抵抗巨大的内力。
这种结构的屋盖支撑力增加以后，需要更大质量的桥墩和相应的基础来抵抗沿屋顶轨道支撑结构的横向拱推力负荷。
屋盖部分结构工程负责方Walter P Moore(WPM)以及屋盖滑动系统专业工程师一起，策划了一个方案，使得拱形的桁架也可以像梁一样弯曲，同时也保证屋盖结构能够承受热能和飓风作用力的考验。
大量的结构构件和重型铰链通过设计组装成为“四杆链接”。
这一结构安装在南部传输结构的顶部。
每个屋顶的桁架都连接到这些平行旋转链接的顶部，允许桁架在任意方向的位移达到2英尺7.5英寸（见图4）。
开合结构屋盖
开合结构屋盖
简介：开合屋盖结构（RetractableRoofStructure）是一种在很短时间内部分或全部屋顶结构可以移动或开合的结构形式，它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下都可以使用。
12900
1950年
年以
均来源于1961年美国建成的的用现代牵引技术驱动的刚性开合结构的匹兹堡（Pittsburgh）市民体育场，其跨度为127m，由可开合的八瓣不锈钢屋盖组成，至今仍具有开拓性意义。
之后，世界上建造了上百个带有刚性开合单元的开合屋盖建筑。
表1为欧洲各国建造的开闭式钢屋盖实例。
其特点是，均采用了拱架、拱形网壳、部分球壳或平板网架等刚性钢结构作为移动屋盖单元的受力结构，其屋面材料
为膜材料、金属板及其它轻质材料。
屋盖系统分成若干个单元片，通过单元片的移动、转动，使之各片之间搭结、迭放来实现屋盖的开合。
这种由刚性钢结构屋盖开合单元组成的开合屋盖克服了膜褶皱型式开合方式的致命缺陷，是大跨度屋盖结构的主要开合型式。
208m的天空穹顶多功能体育场，在世界上产生了很
的阿瑞
合移动方式可分为水平移动方式、水平旋转移动方式、空间移动方式、绕枢轴转动移动方式、折叠移动方式、组合移动方式。
其分类见表。
/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。
/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。
/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。
屋顶开合装置的工作原理
屋顶开合装置的工作原理
屋顶开合装置的工作原理主要依靠以下几个方面：
1. 结构设计：屋顶开合装置的结构设计以实现开合功能为基础。
通常采用轨道系统或者摩擦链条等装置来使屋顶板块沿指定轨道或路径运动。
同时，装置还需要考虑到屋顶的稳定性和可靠性，以及对外界环境的适应能力。
2. 驱动机制：屋顶开合装置需要一个驱动机构来带动屋顶板块的开合运动。
常用的驱动机制包括电机、液压系统或者人工操作等。
通过这些驱动机制，屋顶板块可以向上或向下移动，实现开合的效果。
3. 控制系统：屋顶开合装置还需要一个控制系统来控制其开合运动。
控制系统通常由传感器、电气元件和中央控制器组成。
传感器负责检测屋顶开合装置的状态，电气元件用于控制驱动机构的运行，而中央控制器则负责接收传感器信号并根据需求控制开合运动的方向和速度。
4. 安全保护：为了确保屋顶开合装置的安全性，通常还会加入一些安全保护装置。
例如，装置可能配备有限位开关，用于检测屋顶板块的开合位置，当达到设定位置时，限位开关会自动停止驱动机构的运行，以防止过度开合或关闭。
此外，还可以安装紧急停止按钮或安全传感器，用于在发生突发情况时及时停止开合运动。
综上所述，屋顶开合装置的工作原理主要是依靠结构设计、驱
动机制、控制系统和安全保护等方面的相互配合，以实现屋顶板块的开合运动。
屋顶开合机构设计方案
屋顶开合机构设计方案屋顶开合机构设计方案屋顶开合机构是一种能够调节建筑物屋顶开合程度的装置，可以根据需要改变室内的采光、通风情况。
设计一种高效可靠的屋顶开合机构对于建筑物的使用效果和舒适度有着重要影响。
在设计屋顶开合机构时，需要考虑到以下几个方面。
首先是机构的结构设计。
屋顶开合机构可以采用吊杆、滑轨等结构，其中吊杆结构是较为常见的一种。
吊杆结构主要由吊杆、轴承和电机等组成。
吊杆通过轴承与屋顶连接，电机通过驱动吊杆来实现开合功能。
在设计吊杆结构时，需要考虑吊杆的材质和尺寸，以及电机的转速和功率等参数。
同时，应该合理安排吊杆的数量和位置，以保证机构的稳定性和均衡性。
其次是机构的驱动方式选择。
屋顶开合机构可以采用电动驱动、液压驱动或气动驱动等方式。
电动驱动是较为常见和便捷的一种方式，可以通过变频器实现开合速度的调节和控制。
液压驱动是一种大功率、大速度的驱动方式，可以适应较大的屋顶面积和负荷。
而气动驱动则是一种较为简单和经济的驱动方式，适用于较小的屋顶面积。
在选择驱动方式时，需要根据实际需要和经济条件来确定。
最后是机构的控制系统设计。
屋顶开合机构的控制系统需包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
传感器可以用来检测室内的温度、湿度和风速等参数，并将数据传输到控制器中。
控制器根据传感器的信号来调节电机的转速和吊杆的位置，以实现屋顶的开合功能。
此外，控制系统还应该具备一定的自动保护功能，以防止机构因故障或异常情况导致损坏或危险事件发生。
综上所述，设计一种高效可靠的屋顶开合机构需要考虑机构的结构设计、驱动方式选择和控制系统设计等方面。
只有综合考虑这些因素，才能设计出满足实际需要的屋顶开合机构，并提供良好的舒适度和使用效果。
关于开合屋盖结构
大跨房屋钢结构作业题目：开合屋盖结构一．简介开合屋盖结构（Retractable Roof structure)是一种根据使用需求可使部分或全部屋盖结构开合移动的结构形式，它使建筑物在屋顶开启和关闭两个状态下都可以正常使用。
从20世纪60年代至今世界上已建成上百座开合屋盖结构，主要用于体育比赛场馆。
开合结构的出现，实现了“晴天在室外，雨天在室内”的梦想，让人们“从打开的屋顶望到黑色的夜空，有“科幻电影”的感觉。
现代意义的开合结构的发展是从20世纪60年代开始的。
20世纪80年代以前的开合屋盖结构主要以膜结构的褶皱形式开合为主，但这种开启方式存在内在缺陷，在使用中常受风雨等影响使开合运行，出现故障或膜材料被撕裂。
进入20世纪80年代，随着国家经济实力的增强，建筑技术水平的提高，建设大型开合结构已成为可能。
在此期间，采用拱形钢结构、拱壳、部分球壳或平板网架等刚性钢结构作为受力支承结构的开合屋盖建筑得以迅速发展，其屋面材料多采用膜材料、金属板及其他轻质材料。
屋盖系统分成若干个单元片，通过单元片的移动、转动，使各片之间相互搭接、叠放来实现屋盖的开合，其代表性的建筑有：加拿大多伦多天空穹顶体育场、日本海洋穹顶、日本福冈体育场等。
与常规建筑相比,开合屋盖结构在使用功能上有以下3方面的特点:●回归自然,创造既不受自然界的不利气候影响,又能保持自然气息,让阳光撒满场地和看台,使人们重归自然怀抱的运动环境;●可以保证诸如奥运会和世界杯开幕式等大型体育及娱乐活动的如期举行;●有助于建筑综合功能的实现。
下面介绍开合结构的形式和分类：1.按开合频率分类由于建筑功能的不同，开合屋盖结构可以根据可动屋面的开合频率进行分类，如表1所示。
开合结构按照开合方式可分为移动方式、转动方式、折叠方式和组合方式，具体情况如下：2.1移动方式移动方式又可细分为：①水平移动。
通过屋盖单元沿水平轨道移动或重叠搭接形成开合。
②空间移动。
通过屋盖单元沿空间轨道移动或重叠搭接形成开合。
开合屋顶天窗
开合屋顶天窗的特点及应用
开合屋顶也称为开合屋盖、开合天窗，是一种新兴的建筑形式，随着人们对现代场、院、馆功能使用要求的日益提高，加之在建筑领域不断探索以及技术的革新，开合屋顶天窗在目前越来越得到广泛应用。
开合屋顶打破了传统建筑室内与室外的空间界限，可以根据天气情况或使用功能要求通过人工或者智能方式开启关闭天窗，实现室内环境与室外环境之间的转换，同时也可以实现自然采光、通风、排烟等实用性要求。
在防水方面，采用四川麦克威全结构防水技术，彻底解决漏水隐患。
开合屋盖的最早出现与人类体育事业的发展密切相关，其应用对象初期以游泳馆、网球馆等体育建筑为主，规模逐渐从小型体育建筑发展到大型体育场工程，应用范围逐渐扩展到楼宇、宾馆、庭院、商业广场中庭、机库、车间厂房等任何一个有开放空间要求的理想屋顶系统。
开合屋顶（开合屋盖）具有不同的开启关闭形式，按照组成可开启面的一个或是多个可移动单元按照一定的轨迹，在一定时间内运动，使开合天窗达到开启和闭合的效果。
天窗根据建筑创意、功能、环境、气象等条件确定，目前常见的开启方式有水平直线移动、水平旋转移动、曲面移动、平行折叠等多种形式。
开合屋顶开合天窗开合屋盖四川麦克威。
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开合屋顶、尤其是大型开合屋顶比固定屋顶在技术有很多特殊的问题，必须慎重对待。
如：多种工况状态下的风荷载、雪荷载、地震作用以及特有荷载评估与选择，屋顶行走部分及轨道设计，屋顶运行故障检测及排除措施，屋顶的监控与案例保障系统设置等。
为了经济安全，可动结构构造应简单并尽量轻型化；屋顶开启或关闭过程一般控制在20－25分钟，为尽量减少冲击力，应控制开始或停止时间在1－2分钟；应装置地震传感器和风速仪，当超过特大风速和地震强度时，开关系统应能判别，以调整整个系统不会超载；屋顶应按装电视摄像及超声波传感系统，以便及时发现故障原因；控制装置设计应有富余，当装置的任何部分失灵时不至于整个系统失灵，为此应用一种双控制系统，既能自动也能手动；在开合功能失灵时，应能保障整个屋盖结构的安全。
在已建成的开合结构中不乏打开合不上、合上打不开了的例子，更有一些开合结构因开合功能故障最终不得不改为固定屋盖。
说明开合屋顶确定是一种技术性很强的结构形式，对设计和施工都有很高的要求。
中国北京已建的三个开合屋顶：国家电力大楼投入使用已近四年，北京天亚花园投入使用已近三年，这三个开合屋顶虽然也学习和参考了国外一些经验、技术，但主要还是中国的工程结合中国国情和工程实际加以创造、开发、改进，这说明我们已掌握了中、小开合屋顶技术。
四、案例
1.加拿大多伦多天空穹顶（Sky Dome Canada）建筑师：Rod Robbie，工程师：C.M.Allen加拿大多伦|考试|大|多天空穹顶（Sky Dome Canada）1989年建成，它是世界上第一座采用现代驱动技术大型开合金属屋顶，直径208m，高度86m，开合面积31525m2关闭时间20分，开合屋顶由4块怀盖组成，第4号屋盖是固定的，第2号屋盖和第3号屋盖可水平移动，第1号屋盖可旋转180度，赛场开启率100%，座位开启率91%，设计允许每年开合200次，建成后最初3年开合300次以上，许多都是在场内举办活动时进行开合，按使用情况看，可以达到100年的设计有效寿命。
2.日本海洋穹顶（Ocean Dom）
建筑师：Kobe Shipyard￡Machinery Works Mitsubishi Heavy Indusries Ltd.结构师：Mitsubishi Heavy Indusries Ltd.关闭时间：10分钟，高度38m，开合屋顶面积：22726m2，钢网格屋顶结构，屋面材料：钛板+特氟隆，1993年建成。
开合屋顶由4块独立的拱形板组成，矢跨比为0.21，开启时，中央两块拱形板分别向两相反方向平等平行移动，并与其相邻的拱形板重叠，两组两块重叠的拱形板再向两相反方向平行移动至开启终点。
安装了风速表，所测量的风速传送给中心控制室，防止强风损害。
安装了地震仪，如果发生了地震，地震仪指令取消屋顶开合。
3.美国西雅图新太平洋西棒球场（New Pacific Northwest Baceball Park）
建筑师：美国NBBJ公司，建成时间：1999年，跨度200m屋顶面积40470m2，闭合时间：20分钟。
4.美国威斯康星州火米勒运动场（Miller Park）。
结构师：Jobn Hewitt.John T Rboerts.Surinder Mann叠放扇形屋顶，扇形平面直线边长180m，旋转移动，关闭时间10分钟，屋面材料为特氟隆，2001年建成。
五、开合屋顶结构的荷载
开合屋顶作为一种特殊建筑结构，除具有常规荷载和作用之外，还具有特殊荷载。
常规荷载和作用：恒荷载、风荷载、使用荷载、地震作用和温度作用等。
特殊荷载：开合屋顶启动、刹车荷载，轨道荷载（开合屋顶运动时因轨距和轨位的误差、轨道和轨道接头不平等引起的荷载），结构变形作用导致的荷载等。
开合屋顶是一种动态建筑，和普通表态建筑不同，不是一种状态的荷载，而是多种状态下的荷载：全开、全闭、半开、部分开闭等停靠时的静态荷载，屋顶开合时的动态荷载等。
这些都和开合屋顶的使用功能、地理位置、使用条件、规模大小等因素相关，我国地域广大、气候复杂，评估选择这些荷载除了要参考国外有关文献之外，还要结合国情和实际工程，研究、试验确定。
以风荷载而论：开合屋顶在全开、半开、全闭、运动等状态下的最大风荷载是不同的，有下列三种形式来确定最大设计风荷载：
1.结构能抵搞全部状态的最大风荷载，
2.结构能抵抗一种状态的最大风荷载，
3.结构能抵抗几种状态的最大风荷载。
显然1种很安全，但经济性不好，特殊重要工程采用；2种3种的经济性好或较好，但也要充分论证、
研究和试验，确保其它状态下的安全前提下采用。
按建筑使用功能开合屋顶常规状态有三种：
1.正常条件下全开，特殊条件全闭，如自然草坪的足球场；
2.正常条件全闭，特殊条件全开，如兰球馆；
3.其它：例如屋顶游泳池，冬天全闭、夏天全开，通风开合屋顶，室内的人很多全开或部分开、室内的人很少全闭或部分闭等。
按不利气候条件开合屋顶在停靠位置的开闭状态有三种：
1.大风、大雪超过限时全开。
例如我国南方冬天无雪、不采暖、在无台风地方可考虑冬天全开；我国北方夏天气温高、在无台风地方可考虑夏天全天；
2.大风、大雪超过限值时全闭。
例我国沿海地区台风多、可考虑有台风季节全闭；我国北方冬天有大雪、要采暖可考虑冬天全闭；
其它：例如自然通风型的开合屋顶在“非典”流行期、可考虑全开或部分开；其它期间、可考虑全闭或部分闭等。
总之，要根据国情、地情、实际工程情，充分论证、研究、试验后综合选定开合屋顶的各种工况和状态进行设计。
参照文献二将开合屋顶的风荷载、雪荷载、地震作用的设计要点列于表1.2.3.以供参考。
到目前为上我国还没有建造过复杂大型开合屋顶，现代大型开合屋顶是集建筑、结构、机械、控制等诸多方面的技术和经验的基础上，借鉴技术和经验，把多学科有机地组合起来，借北京举办世界奥运会良机，攻“鸟巢”开合屋顶的技术难题，实现大型开合屋顶“零”突破，开拓开合屋顶应用，势必推动我国开合屋顶建筑与技术的迅速发展。