膜構知識庫
膜結構開合屋蓋的結構體系
開合屋蓋結構的屋面根據(jù)是否可以移動可以分為固定屋面和開合屋面兩部分，有的開合屋蓋結構的屋面全部都由開合屋面組成。無論是開合屋面還是固定屋面，一般都是按某一規(guī)則的空間曲面按一定規(guī)則劃分或切分得到的。按水平投影，屋面單元分為矩形、梯形、扇形、半圓形或幾種基本形狀的組合；按空間形狀，屋面單元分為平板式、桶殼式、球面式或錐面式的一部分等。在確定屋蓋結構形式，特別是開合屋面部分的結構體系時，除了考慮建筑外形的限制外，應盡量選取符合開合屋蓋結構特點、有利于開合功能安全實現(xiàn)的結構體系。
1．開合屋面的支承方式
按開合屋面的支承方式，可以采取以下分類：
第一種支承方式，開合屋面采用類似門式鋼架的形式或直接落地的形式，如日本有明體育場，美國西雅圖太平洋西比棒球場等。開合屋面既包括水平承重結構，又包括豎向承重結構，其工作原理和龍門式起重機很類似。這種支承方式軌道直接固定在基礎上，軌道變形最容易控制，但開合屋面的構件尺寸非常大，建筑占地也較大。
第二種支承方式，軌道在觀眾席高度以上，支承結構一般有斜撐或者預應力環(huán)梁參與組成，而且下部支承結構通常用混凝土構成，剛度比較大。采用這種支承方式的開合屋蓋結構最多，如海洋穹頂、米勒體育場、福岡穹頂、澳大利亞國家網(wǎng)球中心等。這種屋蓋開合移動受外界的影響較小，占用場地小，但下部支承結構要承受比較大的水平推力，而且要控制軌道變形。
第三種支承方式，開合屋面支承在固定屋蓋的邊緣鋼構件上，或獨立的空間結構上。如小松穹頂、荷蘭阿姆斯特丹體育場。雖然這種屋蓋的開啟率最低，但其建筑外形美觀，深得建筑師的喜愛，基本上若采用空間開合方式的話，只能采用該種支承方式，其在建筑、結構和機械等方面的設計難度最大，技術含量最高，已經(jīng)成為開合屋蓋結構的一個發(fā)展方向。該支承方式要解決的關鍵問題是開合屋面和下部支承體系變形的互相影響。