膜构知识库
膜结构开合屋盖的结构体系
开合屋盖结构的屋面根据是否可以移动可以分为固定屋面和开合屋面两部分，有的开合屋盖结构的屋面全部都由开合屋面组成。无论是开合屋面还是固定屋面，一般都是按某一规则的空间曲面按一定规则划分或切分得到的。按水平投影，屋面单元分为矩形、梯形、扇形、半圆形或几种基本形状的组合；按空间形状，屋面单元分为平板式、桶壳式、球面式或锥面式的一部分等。在确定屋盖结构形式，特别是开合屋面部分的结构体系时，除了考虑建筑外形的限制外，应尽量选取符合开合屋盖结构特点、有利于开合功能安全实现的结构体系。
1．开合屋面的支承方式
按开合屋面的支承方式，可以采取以下分类：
第一种支承方式，开合屋面采用类似门式钢架的形式或直接落地的形式，如日本有明体育场，美国西雅图太平洋西比棒球场等。开合屋面既包括水平承重结构，又包括竖向承重结构，其工作原理和龙门式起重机很类似。这种支承方式轨道直接固定在基础上，轨道变形最容易控制，但开合屋面的构件尺寸非常大，建筑占地也较大。
第二种支承方式，轨道在观众席高度以上，支承结构一般有斜撑或者预应力环梁参与组成，而且下部支承结构通常用混凝土构成，刚度比较大。采用这种支承方式的开合屋盖结构最多，如海洋穹顶、米勒体育场、福冈穹顶、澳大利亚国家网球中心等。这种屋盖开合移动受外界的影响较小，占用场地小，但下部支承结构要承受比较大的水平推力，而且要控制轨道变形。
第三种支承方式，开合屋面支承在固定屋盖的边缘钢构件上，或独立的空间结构上。如小松穹顶、荷兰阿姆斯特丹体育场。虽然这种屋盖的开启率最低，但其建筑外形美观，深得建筑师的喜爱，基本上若采用空间开合方式的话，只能采用该种支承方式，其在建筑、结构和机械等方面的设计难度最大，技术含量最高，已经成为开合屋盖结构的一个发展方向。该支承方式要解决的关键问题是开合屋面和下部支承体系变形的互相影响。