关于开合屋盖结构
开合屋盖结构的发展与设计特点
工程设计GO N GC H E N GS H E J I王成刚,等:开合屋盖结构的发展与设计特点《工程与建设》 2007年第21卷第4期555 收稿日期:2006211228作者简介:王成刚(1974-),男,安徽巢湖人,硕士,合肥工业大学讲师.开合屋盖结构的发展与设计特点王成刚1, 关朝江2(1.合肥工业大学土木建筑工程学院,安徽合肥 230009;2.安徽省建筑设计研究院,安徽合肥 230001)摘 要:文章介绍了开合屋盖结构的概念、发展历程及现状,表明开合屋盖结构将是未来大型体育建筑发展的一个重要趋势;与常规屋盖结构设计比较而言,现代开合屋盖结构设计具有自身很多特性,该文在研究现有文献资料的基础上对现代开合屋盖结构设计特点进行了简要的阐述。
关键词:开合屋盖结构;设计特点;结构荷载中图分类号:TU393.3;TU392.6 文献标识码:A 文章编号:167325781(2007)04205552030 引 言开合屋盖结构(Ret ractable Roof St ruct ure )的定义为:“开合屋盖结构是一种在很短时间内可以把部分或全部屋面移动或开合的结构型式,建筑物在可动屋面开启或关闭的两个状态下都可以使用”[1]。
即一个完整的屋盖结构按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,使可动单元按照预期的轨迹移动或转动,使各单元之间搭接、迭放来实现屋盖的开合。
开合屋盖结构的出现与人类体育事业的发展密切相关,随着物质文化生活水平发展和提高,市民对体育娱乐活动运动参与意识的提高,人们要求体育场馆功能日益完美,人们既希望能在大自然的美好怀抱中观看或参与各种体育、娱乐活动,也希望当遇到恶劣的自然环境时能在封闭的场馆中如期举行各项活动。
而与常规体育场馆相比,开合式屋盖结构能满足人们这两种美好愿望,因此建造带有开合屋盖的大型体育建筑越来越成为一个重要发展趋势。
我国著名建筑大师马国馨院士更把开合屋盖建筑称之为“第三代体育建筑”。
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。
开合屋盖结构设计简介
文章编号:1000-6869(2005)04-0112-05开合屋盖结构设计简介关富玲1,程 媛1,余永辉1,吴开成2,沈佩蓓2(1.浙江大学土木工程系空间结构研究中心,浙江杭州310027;2.浙江大学建筑结构设计研究院,浙江杭州310027)摘要:开合屋盖结构在大型体育馆、多用途体育场都得到了广泛应用。
开合屋盖结构由于其特有的多个状态,在很多方面不同于以往的常规屋盖结构。
本文结合浙江省某网球中心比赛馆开合结构的设计实例,简要介绍了该工程的概况、背景及其结构形式,阐述了开合屋盖结构在结构方面需特别考虑的轨道系统选取的问题,叙述了该实例采用的索牵引系统的运作方式;说明了开合结构与普通结构在荷载取值和工况组合方面的区别;使用独立分析和协同分析两种结构方法计算分析结构,并且以三个方向的变形结果为依据,比较了两种方法,得出了独立分析比较可靠的结论。
关键词:开合屋盖;大型屋盖结构设计;大型屋盖分析方法中图分类号:T U39313 文献标识码:AStructural design of retractable roof structuresG UAN Fuling 1,CHE NG Y uan 1,Y U Y onghui 1,W U K aicheng 2,SHE N Peibei 2(1.S pace Structure Research Center ,Department of Civil Engineer ,Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China ;2.Architectural Design and Research Institute of Zhejiang University ,Hangzhou 310027,China )Abstract :Retractable roof structures have been used widely in building engineering ,especially in the field of large 2sized gymnasium and multipurpose sport centers.Structures with retractable roofs have many w ork conditions and s o they are different from conventional structures.This paper concisely introduces the general situation and structural form of a retractable roof structure for tennis stadium in Zhejiang province ,discusses the rail problem in design of the structure ,introduces the pulling method and its different loading cases in com paris on with conventional structures.In this project ,tw o kinds of structural analysis methods ,the separate analysis method and the cooperating analysis method ,have been com pared based on the results of the displacements in three directions.The conclusion is that the result obtained from the sparate method is safer.K eyw ords :retractable roof structures ;structural design of large 2sized roof ;analysis method of large 2sized roof作者简介:关富玲(1945- ),女,北京人,教授。
开合屋盖结构技术标准
开合屋盖结构技术标准开合屋盖结构技术标准一、引言开合屋盖结构是一种具有灵活性和可调节性的屋顶结构，可以根据需要进行开合和关闭操作。
它广泛应用于体育场馆、展览中心、会议厅等大型建筑物中，以满足不同场合的需求。
本文将介绍开合屋盖结构的技术标准，以确保其安全可靠的运行。
二、设计要求1. 承载能力：开合屋盖结构应能够承受设计风荷载、雨雪荷载、自重荷载等各种荷载，并保证结构的稳定性和安全性。
2. 运动性能：开合屋盖结构的开合运动应平稳可靠，操作灵活方便，并能够适应不同开合角度和速度的要求。
3. 寿命与耐久性：开合屋盖结构应具有较长的使用寿命和良好的耐久性，能够抵御日常使用和自然环境带来的损耗和腐蚀。
4. 防水性能：开合屋盖结构应具备良好的防水性能，能够有效防止雨水渗漏，保证室内空间的干燥。
5. 隔热与保温性能：开合屋盖结构应具备良好的隔热和保温性能，能够在冬季保持室内温暖，在夏季保持室内凉爽。
6. 防火性能：开合屋盖结构应具备较高的防火性能，能够有效阻止火势蔓延，保护人员和财产安全。
7. 声学性能：开合屋盖结构应具备良好的声学性能，能够有效隔离噪音，提供安静舒适的使用环境。
三、材料选择1. 结构材料：开合屋盖结构的主要承载结构应选用高强度、耐腐蚀的钢材或铝材，以确保结构的稳定性和安全性。
2. 防水材料：开合屋盖结构的防水层应选用高质量、耐候性好的防水材料，如聚氨酯涂料、聚合物改性沥青等。
3. 隔热材料：开合屋盖结构的隔热层应选用导热系数低、保温性能好的材料，如岩棉、聚苯板等。
4. 玻璃材料：开合屋盖结构的透光部分应选用高透光率、抗紫外线的玻璃材料，如夹层玻璃、低辐射玻璃等。
四、施工要求1. 施工工艺：开合屋盖结构的施工应按照相关规范和设计要求进行，确保施工质量和安全性。
2. 现场管理：开合屋盖结构施工现场应设立专门的施工组织机构，负责施工进度、质量和安全管理。
3. 检测与验收：开合屋盖结构施工完成后，应进行必要的检测和验收工作，确保结构符合设计要求和技术标准。
开合屋盖
开合屋盖也称移动屋顶，起源于西文现代艺术中的动态建筑，动态建筑与固定建筑最大的不同点是在三维空间中引入了运动，可以称其为“四维建筑”这种动态建筑改变了传统建筑固定的空间形态，通过主体结构构件的运动，使建筑可以根据使用功能和使用要求的变化而提供变化的空间.开合屋盖综合了建筑、结构、机械、自动控制等多学科技术，利用高科技切实地为功能、为环境、为艺术形象服务，在一定程度上拓宽了建筑技术和建筑审美的新视野。
我国著名建筑大师马国馨院士把开合屋盖式的体育建筑称为“第三代体育建筑”。
开合结构是现代体育建筑的一个重要发展趋势，与常规建筑形式相比，开合结构具有三个突出的特点：回归自然性、不受不利天气影响的功能性和综合体育功能的可实现性。
据统计目前国际上已成功建成几百座各类型的开合结构建筑，为当地带来了很好的经济和社会效益，成为当地的标志性建筑之一，也为开合结构的研究和发展提供了很好的工程实践，如美国匹得堡会堂、日本福冈体育馆和美国西雅图棒球场等。
目前我国对开合结构的研究还处于起步阶段，无论在理论研究还是工程实践上都存在许多课题有待解决，可查的相关文献资料主要局限于对国外几个具体工程的介绍上，国内对这方面的研究更是几乎处于空白状态，尽管己设计建成的有钓鱼台国宾馆网球馆、上海中芯游泳馆、上海旗忠森林开合式网球馆等，江苏南通体育场等。
随着经济和技术的发展，我国各地区对建造大型开合屋盖结构的需求将更将强烈，对这种结构进行符合国情的深入、系统研究刻不容缓。
开合屋盖结构的概念Kaz uo I shii在<<RetractableR oofS tructures>>一文中提出开合结构的定义。
开合屋盖结构是“一种在很短时间内可以把部分或全部屋盖移动或开合的结构型式，建筑物在可动屋面开启或关闭的两个状态下都可以使用”。
开合结构的开启或关闭所需的时间一般为10-30min，运动过程可以采用机械控制，比如仅靠自重使屋盖落下而开启，或者采用全自动化控制。
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。
大自重玻璃天窗开合屋盖结构关键问题研究
Ｌ Ｉ Ｙｕ ａ ｎ ｘ ｉ ｎ ， ＺＨＯＵ Ｈａ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ｚ ｒＡＮＧ Ｙｉ ｒ ｏ ｎ ｇ ， ＬＩ Ｃｕ ｎ ｂ ａ ｏ ， Ｚ ＨＯＮＧ Ｓ ｈｅ ｎ ｇ
，
（ １ ． Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ， Ｓ ｉ ｅ ｈ ｕ ａ ｎ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｃ ｈ ｅ ｎ ｇ ｄ ｕ ６ １ ０ ０ ６ ５ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；
２ ． Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｒ ａ ｉ ｌ ｗ ａ ｙ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ， Ｌ ｔ ｄ ． ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ３ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
开闭式屋盖的开合形式与应用
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。
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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。
2.2转动方式转动方式又可细分为：①绕竖直轴转动。
通过数块屋盖单元绕竖直轴回转重叠形成开合。
②绕水平轴转动，通过数块屋盖单元绕水平轴转动形成开合。
2.3折叠方式折叠方式又可细分为：①水平折叠，构件水平方向折叠形成开合②回转折叠，构件水平回转折叠形成开合③上下折叠，一般采用膜屋面，类似于折叠伞，通过吊起或放下屋面形成开合。
2.4混合方式混合方式是上述这些开合方式的组合，如1991年建成的日本大秋穹顶。
3.按结构体系分类根据采用的结构体系，开合结构分为：①柔性索膜和钢结构膜开合结构②空间刚性单元开合结构③可展开式开合结构④充气膜开合结构4.按受力特性分类对结构设计影响较大的是可动屋面的支承条件，一般可分为两类：一类是可动屋面支承在刚度很大的下部结构上，这里的下部支承一般由钢筋混凝土结构组成。
另一类是可动屋面支承在刚度较小的下部结构上，其下部支撑往往是有钢桁架提供。
二、受力特点和典型工程应用1.开合结构的受力特点与非开合结构相比，开合结构的受力特点主要表现在：1）开合结构各屋顶单元的轮廓尺寸对开合结构的受力特性有很大影响。
与非开合结构相比，开合结构的各片屋顶在一定程度上减弱了屋顶结构作为空间结构整体受力的性能，甚至有可能蜕变为单向受力。
2）各片屋顶在开启状态、闭合状态以及在开启或闭合的过程中，受载情况各不相同。
在全封闭状态与全开启状态受力较明确，完全可以应用常规方法进行分析。
但在开启或关闭的过程中，由于风向与风速变化、温度、雪载引起的偏心荷载，轨道摩擦以及行走速度、轨道接缝、缓冲装置、轨道安装误差引起的冲击力，甚至地震力的作用等，使其受力状态相当复杂，往往造成可动屋顶在运行过程中左右摇动、上浮。
因此，有必要对机械体系有关构件进行受力分析并作相应的构造处理。
如加拿大天空穹顶和日本福冈穹顶的行走小车的上下左右四面都分别设有车轮，以承受上部屋顶的反力，防止屋顶上浮和屋顶的左右摇晃。
3）风向与风速大小以及屋顶是否有积雪等因素对开合结构所处的状态（全开启、半开启、全封闭状态）起决定性作用。
结合天空穹顶、福冈穹顶等开合结构的成功经验，对开合结构的设计应做相应的模型试验，以确保结构受力合理，使各可动屋顶运行安全可靠。
2.典型的开合屋盖结构2.1加拿大多伦多天空穹顶(Sky Dome Canada)。
该弯顶1989年正式投人使用,当时是世界第一(现在是第二)大具有开合功能的体育、娱乐和展览中心。
跨度205Tn.有效空间高度86In,能容纳7万人,屋盖关合后可做全封闭有空气调节的体育场。
屋盖由4块单独钢网壳组成,其中3块可以移动,中间部分为2块筒状网壳,可水平移动,两端为2块1/4球网壳,一块固定,一块可旋转移动180度,屋盖缩进后91%座位可露在外面,赛场面积开启率可达100%,耗钢量近万t,每块结构由一系列电动台车带动运转的。
开闭时间约20min。
屋盖移动是采用了早已成熟的在港口上采用的移动式吊车技术。
在3块可活动结构上共安54台转向器分别为22台和2个16台,每台转向器上装2一4台7.4kw的电动驱动马达。
该馆是RAN财团和日本熊谷组进行设计的,总承包是艾里斯坦(Eills-Don)及日本飞岛建设公司。
（见图1）（a) （b)图1 加拿大多伦多天空穹顶（a) 开启状态（b)闭合状态2.日本海洋穹顶(Ocean Dome)。
建筑师：Kobe Shipyard & Machinery Works Mitsubishi HeavyIndusries Ltd。
，结构师：Mitsubishi Heavy Indusries Ltd。
关闭时间：10min，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（见图2、3）图2 日本海洋穹顶图3 日本海洋穹顶的结构布置3.2008年北京奥运会主体育场中国国家体育场的设计方案由瑞士赫尔佐格和德梅隆设计公司与中国建筑设计研究院联合设计，这个被称为“鸟巢”的方案（图4），展现了一个新颖、独特、庞大的异型钢结构建筑物，该方案预计消耗8万t各类钢材，最长的一条钢梁达300m，平均钢梁长度将在50～180m之间，巨型体育场的形象完美纯真，外观即结构，犹如树枝织成的鸟巢，其灰色矿质般的钢网以透明的膜材料覆盖，其中包含着一个土红色的碗状体育场看台。
碗形看台可拆可调,看台是一个完整的没有任何遮挡的碗形，共分三层，通过体育场顶部座位调整，来实现两万个临时坐席的设置，南区和北区的第三层看台的座位可以拆除。
体育场外立面基本上不需封闭式的外墙，这使得体育场可能自然通风。
滑动式的可开启屋顶合上时，体育场将成为一个室内的赛场。
国家体育场在奥运会比赛时将容纳10万名观众，建成后将有望成为世界上最大的可开启屋顶的体育场。
其纵横剖面图与透视图分别见图五和图六。
图4 国家体育场开合屋盖方案图5 国家体育场纵横剖面图图6 国家体育场平面图与透视图三、设计和施工中的关键问题1.开合屋盖结构设计中的关键问题由于开合结构的特殊性，在设计中应注意好以下问题：1）开合结构在不同的状态（全开启、半开启、全封闭状态）以及在开启和闭合的过程中，其受载情况各不相同，特别是在开启或闭合的过程中，受载情况相当复杂，合理地进行各种状态受力分析是开合结构设计的关键。
对于刚性、自承式开合结构，为防止在行走的过程中屋顶上浮以及蛇行运动，可在行走小车的上下左右四面分别安装车轮以及相应的轨道。
2）在构造方面，应确保开合结构具有同非开合结构同等的安全性。
一般地，在强风作用时，开合结构应处于全封闭状态。
无论是开启状态还是闭合状态，开合结构的构造设计应能确保机械体系、电气体系、机械油压体系的安全与可靠。
3）就已建成的开合结构来看，机械体系可动部件常有故障发生。
如日本某一开合式游泳馆，使用一年后因可动部件生锈而需要经常维修。
因此，开合结构机械体系各构造应尽可能简单，这样即使有了故障也能确保安全，同时也便于维修管理。
4）为适应多功能、多目的要求，采光、通风、影响、空调、防灾等的综合设计也是开合结构需要特殊处理的技术问题。
如何解决以上问题是成功进行开合屋盖设计的关键问题。
综合开合屋盖结构的技术特点，在设计中一般应遵循以下原则：1）移动结构的构造应力求简单，便于维修。
2）屋盖开启或关闭过程一般宜控制在20-25min内完成。
在开始或停止时，所需的时间各为1-2min，并使其产生的冲击力最小。
3）屋盖开启或关闭正常运行时，风速不得大于15m/s。
4）驱动装置不宜封闭，在远处可以操纵和监视。
5）应设置地震传感器和风速仪，每当超过特大风速或地震强度时，开关系统应能自动停止工作，以使整个系统不会超载。
6）应安装电视摄影机和超声波传感器，以便在开启或关闭过程突然出现问题时，能及时发现故障原因。
7）控制装置应设计有富余，当装置的任何部分失灵时不致于使整个系统失灵。
为此，应采用一种双能控制系统，既能自动也能手动。
8）为了安装控制装置的需要，应采用考虑有安全装置和兼有自我判断功能的设计，以防止由于错误的操作而使装置失灵。
9）在开合功能万一失灵时，应能保证整个屋盖结构的安全，对屋盖结构应采取具有自动防止故障的设计方法。
2.开合屋盖结构施工中的关键问题由于开合屋盖的特殊结构型式，这类工程的设计施工不同于常规结构。
开合结构不但在设计上比普通结构复杂，在施工方面也有很多特殊性。
开合屋盖结构设计施工的难点为轨道变形要求小，远小于建筑结构规范要求。
开合屋盖结构是集钢结构设计与施工、起重机械设计与加工、液压与自动控制、机械安装与调试为一体的综合性系统工程，难度很大。
要求高品质、高精度的施工技术。
因此，该类结构的施工控制要点是：保证施工符合钢结构施工规范的要求；同时保证施工精度满足机械系统的要求。
只有钢结构主体、轨道安装准确以及机械系统和可动屋盖吊装定位精确，才能保证可动屋盖运行的可靠性和整体结构的安全性。
施工过程不仅要考虑结构的因素，还要考虑机械控制的要求，需要在施工过程中，为机械控制的测试准备场地条件和电力条件，所以施工组织难度较大。
并且开合结构中固定屋面、可动屋面及机械部分分别施工，要求协调进行，可动屋面一般采用地面装配、整体吊装的施工方法，其吊装准确性要求很高。
目前，没有任何规范对开合屋盖结构的机械系统施工误差进行限制，在实际工程中只能由机械工程师和结构工程师针对工程特定的牵引和行走系统及开合屋盖结构体系进行协商确定。