1  屋蓋結(jié)構(gòu)形式的選擇選擇合理的開合屋蓋結(jié)構(gòu)形式是開合屋蓋設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，也是保證開合屋蓋達(dá)到安全使用、經(jīng)濟(jì)、合理的重要基礎(chǔ)。開合屋蓋結(jié)構(gòu)形式的選擇需要面臨以下幾個(gè)重要的技術(shù)難點(diǎn)：

1)屋蓋結(jié)構(gòu)跨度大，由于屋蓋中包含開啟部分，因此屋蓋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)跨度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于正常的屋蓋結(jié)構(gòu)；

2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮屋蓋在開啟和封閉時(shí)不同的受力作用，考慮在分全開、全閉和開關(guān)途中狀態(tài)幾種不同工況下，各種力的綜合作用；

3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮屋蓋移動(dòng)過程中所產(chǎn)生的移動(dòng)荷載；

4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)開啟部分的屋蓋動(dòng)態(tài)位移進(jìn)行控制。南通體育場(chǎng)的開啟式屋蓋鋼結(jié)構(gòu)主體部分由主拱桁架、副拱桁架和斜拱組成。其中主拱桁架最大跨度262m，矢高 55.4m。

整個(gè)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)用量1.1萬t，其中，活動(dòng)屋蓋每片約1130t?；顒?dòng)屋蓋靠其設(shè)在下面的每邊22臺(tái)，共44臺(tái)臺(tái)車，及設(shè)置在兩側(cè)地下室機(jī)房?jī)?nèi)的 8 臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)牽引在六根主拱架上的軌道上運(yùn)行。南通體育場(chǎng)是世界上首次將機(jī)電液壓技術(shù)、移動(dòng)臺(tái)車多點(diǎn)支撐用于巨型鋼材活動(dòng)結(jié)構(gòu)；是我國(guó)有史以來活動(dòng)屋蓋規(guī)模最大、設(shè)計(jì)功能最全、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高、難度最大的現(xiàn)代化體育會(huì)展設(shè)施。屋蓋完整開閉需移動(dòng)距離近120m，移動(dòng)時(shí)間大約 25min 左右。采用了先進(jìn)的機(jī)電液壓計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，防止屋蓋在運(yùn)行時(shí)對(duì)電網(wǎng)沖擊，大大提高了屋蓋運(yùn)行的安全性；加之44臺(tái)液壓裝置的臺(tái)車的精確調(diào)整，精確控制屋蓋動(dòng)態(tài)位移，解決了目前一些國(guó)家難以解決的球面屋頂帶來多點(diǎn)驅(qū)動(dòng)超靜、因鋼結(jié)構(gòu)撓曲變形所引起的活動(dòng)屋蓋與固定屋蓋難以吻合適配等難題(圖５)。

2  屋蓋開啟方式的選擇開合屋蓋體育建筑特殊的開閉方式直接決定了建筑功能的實(shí)現(xiàn)、建筑室內(nèi)外的效果，而開閉方式的選擇和實(shí)現(xiàn)突出體現(xiàn)了建筑、結(jié)構(gòu)、機(jī)械、控制等諸多方面的綜合性技術(shù)，非常強(qiáng)調(diào)各方面技術(shù)的綜合應(yīng)用、相輔相成。對(duì)于開合屋蓋結(jié)構(gòu)建筑而言，屋蓋系統(tǒng)的開閉方式是最重要的內(nèi)容，根據(jù)開閉機(jī)理的不同，屋蓋體系的開閉移動(dòng)方式可以分為6種(表2)：水平移動(dòng)式、水平旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式、空間移動(dòng)式、繞樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)式、折疊移動(dòng)式、組合移動(dòng)式?？臻g移動(dòng)型是近年流行的開閉屋蓋形式，早期由于這種開閉方式屋蓋開啟率低，屋蓋運(yùn)行軌道和驅(qū)動(dòng)行走機(jī)構(gòu)也較為復(fù)雜，增加了運(yùn)行故障的發(fā)生率，因此這種開閉方式采用不多。

近年來流行一個(gè)很重要原因是根據(jù)使用功能選擇合理的開啟率，并根據(jù)屋面形式確定較簡(jiǎn)單的行走軌跡，這些措施可以解決采用這種開閉方式所帶來的一系列問題?？臻g移動(dòng)型開閉屋蓋一般采用局部塊狀劃分方法區(qū)確定移動(dòng)屋蓋單元，移動(dòng)屋蓋單元沿著平行的空間軌道運(yùn)行，移動(dòng)屋蓋一般只由向相反方向移動(dòng)的兩塊屋蓋組成，平面一般有兩個(gè)以上垂直方向的對(duì)稱軸，移動(dòng)屋蓋沿著其中一個(gè)對(duì)稱軸移動(dòng)。這種開閉方式適用于棒球、壘球、籃球、游泳、田徑等項(xiàng)目。利用日本小松穹頂、日本大分縣穹頂、荷蘭阿姆斯特丹體育場(chǎng)開閉屋蓋都是采用這種移動(dòng)方式。南通市體育場(chǎng)屋蓋開閉方式也為空間移動(dòng)方式，東、西兩片可動(dòng)屋蓋沿空間軌跡移動(dòng)，達(dá)到屋面開閉的目的(圖6-9)。

屋蓋分為可動(dòng)結(jié)構(gòu)單元和固定不動(dòng)結(jié)構(gòu)單元。在開啟空間內(nèi)保留部分不影響功能的支承結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)了開閉方式與經(jīng)濟(jì)技術(shù)的平衡。體育場(chǎng)整體移動(dòng)屋蓋為一個(gè)單層網(wǎng)格屋面，移動(dòng)屋蓋與固定屋蓋共用拱形支撐結(jié)構(gòu)體系。整體支撐結(jié)構(gòu)由6道主拱和5道次拱組成，并在開啟口邊緣設(shè)置空間橢圓形桁架梁，在基礎(chǔ)部分設(shè)置抗拉環(huán)，這種開閉結(jié)構(gòu)體系優(yōu)點(diǎn)是由于移動(dòng)屋蓋沿6條主拱移動(dòng)，在主拱上按一定間距布置固定式滾動(dòng)臺(tái)車，因而移動(dòng)屋蓋可以適應(yīng)開閉過程中的各拱架間的較小位移差，且使?jié)L動(dòng)臺(tái)車受力均勻合理，同時(shí)在固定屋蓋側(cè)向支撐下以落地拱形支承結(jié)構(gòu)，保證位移不敏感，但結(jié)構(gòu)受力非常合理，缺點(diǎn)是開啟空間內(nèi)留有結(jié)構(gòu)物在場(chǎng)地上產(chǎn)生的陰影，可能會(huì)在一定程度上影響比賽效果。