开闭式屋盖的开合形式与应用

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1、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，并在较短的时间内运动，使屋盖达到开启和闭合的效果。而活动屋盖的开合方

2、式主要由其结构决定。NO.屋盖结构开合方式代表性建筑1刚性屋面平面式开合、空间式开合、混合式开合等江苏南通体育场2柔性屋面运动收缩式开合、牵引张拉式开合等日本爱知县丰田体育场3其他充气膜填充、举升开启、伞式开合等大阪的鹤见区的商业设施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

3、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

4、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。上海旗忠网球馆（多片活动屋盖绕边上多个竖向轴旋转，实现结构的开合。）北京奥运会主体场馆设计方案之一（两片活动屋盖绕边上各自的竖向轴旋转，实现结构的开合。）1.2空间式开合开合屋盖在空间上的开合形式大致可分为曲面滑移和空间旋转。1)曲面滑移屋盖的活动单元沿一定的曲面轨迹移动，以拼接、叠盖等方式来实现开启和闭合。江苏

5、南通体育馆（两片活动屋盖沿曲面移动、拼接，实现了场馆的开合。）日本大成建设构思的多功能体育场（多片活动屋盖组合移动，以叠盖的方式，实现开合。）2)空间旋转（折叠）屋盖的活动单元在空间内，围绕某一个或多个非竖向轴做旋转（折叠）运动，这样的开合方式称为空间旋转（折叠）开合。a)单轴式旋转活动单元绕某一非竖向轴旋转（折叠），实现结构的开启和闭合。日本某公园设施（左）天文观测台（右）b)多轴式旋转两片或两片以上活动单元绕多个非竖向轴旋转（折叠），实现结构的开启和闭合。日本札幌市中央区某建筑（多片活动屋盖围绕多轴旋转（折叠），实现开合功能。）日本大阪环球影城主题乐园（左图多片

6、活动单元围绕各自轴心旋转，像花朵一般展开。）北京奥运会主体场馆设计方案之一（右图多片活动屋盖绕边上各自轴心旋转，实现结构开合。）1.3混合式开合活动屋盖的开合方式为两种或两种以上开合方式的组合。如：水平滑移和旋转加拿大多伦多天空穹顶（先是一侧半圆形屋盖的水平旋转，然后再进行两片中间屋盖的水平滑移。）2柔性屋面柔性屋盖结构主要指膜（索膜）结构，是由多种高强薄膜材料及加强构件(钢架、钢柱或钢索)通过一定方式使其空间形状发生变化的结构形式。2.1运动收缩式开合由活动屋盖结构本身的运动引起屋面的开启和闭合。a)平面式收缩柔性结构在一平面或曲面内，由外向内通过收缩于某点实现结

7、构的闭合。某体育场方案（左）日本某开合式屋面结构（右）b)空间式收缩柔性结构在空间内，由外向内通过收缩于某点实现结构的闭合。日本某开合屋盖模型（通过旋转提升，实现开口的闭合。）2.2牵引张拉式开合柔性屋盖结构受到牵引或是张拉，通过折叠、褶皱使屋面展开的开合方式称为牵引张拉式开合。a)发散式张拉柔性结构在绳索等拉力作用下，由内向外打开实现结构的闭合。加拿大奥林匹克体育场b)单向式张拉柔性结构在绳索等拉力作用下，单方向上的伸张收起，实现结构的开闭。日本爱知县丰田体育场3其他开合方式活动屋盖的开合方式除了上面介绍的几种较为常见，还有一些开合样式也是具有相当新颖颖的创意