开合屋盖结构设计简介

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。     

国内外开合屋盖的应用现状与实践

开合屋盖是一种较为新颖的建筑形式,近年来在国内外得到很大发展.观看条件与舒适性得到极大改善.屋盖的开合方式与建筑方案及使用功能紧密结合,开合的方式也在不断丰富.活动屋盖驱动控制系统应与屋盖的形式紧密结合,确保其技术的可靠性.支承活动屋盖的结构应具有足够的刚度,严格控制轨道的变形量.活动屋盖应采用柔性结构与轻型屋面材料,有利于控制对驱动力的需求,改善对轨道不均匀变形的适应能力.对开合屋盖的特点、近年来国内外开合屋盖的应用情况进行了回顾.     

大型开合屋盖系统设计与施工的相关性

结合我国第一个大型开合屋盖———江苏南通体育场开合屋盖,介绍了机械开合系统的组成及功能,对行走于空间六轨圆弧上的开合屋盖结构,在设计与施工阶段对影响顺利开合的因素进行了深入分析,提出了设计阶段的钢结构间的刚度匹配原则、以及钢结构与机械系统间的参数匹配原则,施工阶段的适应性施工措施。通过计算分析、交互式设计方法、结构预变形、预留调整措施等,保证了开合屋盖结构最终施工调试的成功。     

某水上乐园开合屋盖的一体化设计施工

带有开合屋盖的新型建筑因具有适应环境变化的特点在实际项目中得到了的广泛的应用。通过屋盖开合台车不同边界条件的模拟对比,得出活动屋盖的简化计算边界。分析比较了开合屋盖开启状态对结果的影响,提炼了一种设计的简化设计方法和一系列防腐的配套做法以适应水上乐园湿度较大的情况。最后简要阐述了固定屋盖和活动屋盖的相应的施工措施。     

玻璃天窗开合屋盖结构拼装定位控制及施工监测研究

玻璃天窗开合屋盖结构是未来商业建筑的一种重要发展趋势,本文结合贵阳市西南国际商贸城玻璃天窗开合屋盖结构施工与监测,介绍了玻璃天窗异于其他开合屋盖结构体系的特点。由于其屋面材料具有自重大、易劳损的特点,玻璃天窗开合屋盖结构的制作、拼装和定位直接影响到开合机械运行的安全和稳定,故此类玻璃天窗开合屋盖结构的拼装和定位要求具有更高的安装精度。本文对玻璃天窗开合屋盖结构的构件制作、工艺流程及控制要求、屋盖结构支座定位、钢结构箱梁拼装及吊装方法、玻璃天窗网架及轨道安装方法等关键技术进行了总结。同时,还对工程现场的屋盖体系在不同受力工况和运行状态下振动信号和振动频率进行了监测研究,分析结果表明此项目开合屋盖拼装定位控制的施工方法和工艺流程完全能达到开合机械运行的精度要求,确保了玻璃天窗开合屋盖体系的安全和稳定,也为其他同类工程的玻璃天窗开合屋盖结构拼装定位控制及施工提供了参考依据。     

开合屋盖系统设计及施工技术研究

通过对一开合结构网球馆的研究,提出了适合本工程的可动屋盖系统,并分析其支座在各种情况下的变形,模拟实际边界条件,验证机械轮组和轨道之间良好的工作状态;针对开合结构施工精度控制的要求,提出其特殊施工工艺并进行计算分析,对固定屋面提出高空张拉索的方法,对可动屋盖的整体吊装进行模拟分析,验证轨道与轮轨间隙满足使用要求。     

开合屋盖结构设计关键技术研究

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。图15表2参19     

开合屋盖结构变形及振动特性的模型试验研究

由于对自动化开合的要求,移动式开合屋盖通常需要引入机械系统、运行控制系统,使得整个结构成为一个较为复杂的耦合系统。以贵阳西南国际商贸城一期工程天窗开合屋盖为研究对象,建立该开合屋盖结构1∶10缩尺的物理模型,通过开展不同条件下的物理模型试验来研究该屋盖结构在运行状态下的变形及振动特性。试验结果表明:随着外部荷载的不断增加,结构变形也在不断地增大;但是屋盖结构的变形量值较小,基本处于线弹性范围之内,试验变形与弹性理论计算结果较为吻合。同时屋盖结构的振动加速度随着荷载的增大而增大,并且在屋盖启动、刹车或转向时,结构振动加速度有明显的突变效应。     

折叠开合式膜屋盖建筑简介

介绍了开合结构与折叠结构的发展概况,分析了新型膜材应用于折叠开合屋盖的优点,介绍了折叠开合式膜屋盖的构成、组成体系与开合方式,对折叠开合式膜屋盖与刚性开合屋盖做了比较,指出了折叠开合式膜屋盖的设计难点,提出了开合式建筑的评价标准并展望了这种新型建筑在我国的良好发展前景。     

开合屋盖传动机构布置方式

开合屋盖建筑具有全天候使用的优点,开合屋盖结构受力复杂,有着特别的机械系统和控制系统。为确保屋盖运行的安全性和开闭试验的一次成功,需通过合理地布置传动机构,以较省力的方式实现机构安全、稳定地开启和闭合。在此从开合机械系统设计的角度,分析移动屋顶采用不同机械系统传动方式所具有的优缺点,以便为选择合适的开合屋盖的机械系统,推动大跨度现代开合屋盖结构的应用提供参考。