開合屋頂、尤其是大型開合屋頂比固定屋頂在技術有很多特殊的問題,必須慎重對待。如:多種工況狀態下的風荷載、雪荷載、地震作用以及特有荷載評估與選擇,屋頂行走部分及軌道設計,屋頂運行故障檢測及排除措施,屋頂的監控與案例保障系統設置等。為了經濟安全,可動結構構造應簡單并盡量輕型化;屋頂開啟或關閉過程一般控制在20-25分鐘,為盡量減少沖擊力,應控制開始或停止時間在1-2分鐘;應裝置地震
傳感器和風速儀,當超過特大風速和地震
強度時,開關系統應能判別,以調整整個系統不會超載;屋頂應按裝電視攝像及超聲波傳感系統,以便及時發現故障原因;控制裝置設計應有富余,當裝置的任何部分失靈時不至于整個系統失靈,為此應用一種雙控制系統,既能自動也能手動;在開合功能失靈時,應能保障整個屋蓋結構的安全。在已建成的開合結構中不乏打開合不上、合上打不開了的例子,更有一些開合結構因開合功能故障最終不得不改為固定屋蓋。說明開合屋頂確定是一種技術性很強的結構形式,對設計和施工都有很高的要求。中國北京已建的三個開合屋頂:國家電力大樓投入使用已近四年,北京天亞花園投入使用已近三年,這三個開合屋頂雖然也學習和參考了國外一些經驗、技術,但主要還是中國的工程結合中國國情和工程實際加以創造、開發、改進,這說明我們已掌握了中、小開合屋頂技術。
四、 案例
1.加拿大多倫多天空穹頂(Sky Dome Canada)建筑師:Rod Robbie,工程師:C.M.Allen
加拿大多倫多天空穹頂(Sky Dome Canada)1989年建成,它是世界上第一座采用現代驅動技術大型開合
金屬屋頂,直徑208m,高度86m,開合面積31525m2關閉時間20分,開合屋頂由4塊懷蓋組成,第4號屋蓋是固定的,第2號屋蓋和第3號屋蓋可水平移動,第1號屋蓋可旋轉180度,賽場開啟率100%,座位開啟率91%,設計允許每年開合200次,建成后最初3年開合300次以上,許多都是在場內舉辦活動時進行開合,按使用情況看,可以達到100年的設計有效壽命。
2、日本海洋穹頂(Ocean Dom)
建筑師:Kobe Shipyard£Machinery Works Mitsubishi Heavy Indusries Ltd.
結構師:Mitsubishi Heavy Indusries Ltd.
關閉時間:10分鐘,高度38m,開合屋頂面積:22726m2,鋼網格屋頂結構,屋面材料:
鈦板+特氟隆,1993年建成。開合屋頂由4塊獨立的拱形板組成,矢跨比為0.21,開啟時,中央兩塊拱形板分別向兩相反方向平等平行移動,并與其相鄰的拱形板重疊,兩組兩塊重疊的拱形板再向兩相反方向平行移動至開啟終點。安裝了風速表,所測量的風速傳送給中心控制室,防止強風損害。安裝了地震儀,如果發生了地震,地震儀指令取消屋頂開合。
3.美國西雅圖新太平洋西棒球場(New Pacific Northwest Baceball Park)
建筑師:美國NBBJ公司,建成時間:1999年,跨度200m屋頂面積40470m2,閉合時間:20分鐘。
4.美國威斯康星州火米勒運動場(Miller Park)(圖13、14)。結構師:Jobn Hewitt.John T Rboerts.Surinder Mann
疊放扇形屋頂,扇形
平面直線邊長180m,旋轉移動,關閉時間10分鐘,屋面材料為特氟隆,2001年建成。
五、 開合屋頂結構的荷載
開合屋頂作為一種特殊建筑結構,除具有常規荷載和作用之外,還具有特殊荷載。常規荷載和作用:恒荷載、風荷載、使用荷載、地震作用和
溫度作用等。特殊荷載:開合屋頂啟動、剎車荷載,軌道荷載(開合屋頂運動時因軌距和軌位的誤差、軌道和軌道接頭不平等引起的荷載),結構
變形作用導致的荷載等。開合屋頂是一種動態建筑,和普通表態建筑不同,不是一種狀態的荷載,而是多種狀態下的荷載:全開、全閉、半開、部分開閉等停靠時的靜態荷載,屋頂開合時的動態荷載等。這些都和開合屋頂的使用功能、地理位置、使用條件、規模大小等因素相關,我國地域廣大、氣候復雜,評估選擇這些荷載除了要參考國外有關文獻之外,還要結合國情和實際工程,研究、試驗確定。
以風荷載而論:開合屋頂在全開、半開、全閉、運動等狀態下的最大風荷載是不同的,有下列三種形式來確定最大設計風荷載:1.結構能抵搞全部狀態的最大風荷載,2.結構能抵抗一種狀態的最大風荷載,3.結構能抵抗幾種狀態的最大風荷載。顯然1.種很安全,但經濟性不好,特殊重要工程采用;2.種3.種的經濟性好或較好,但也要充分論證、研究和試驗,確保其它狀態下的安全前提下采用。按建筑使用功能開合屋頂常規狀態有三種:1.正常條件下全開,特殊條件全閉,如自然草坪的足球場;2.正常條件全閉,特殊條件全開,如蘭球館;3.其它:例如屋頂游泳池,冬天全閉、夏天全開,通風開合屋頂,室內的人很多全開或部分開、室內的人很少全閉或部分閉等。按不利氣候條件開合屋頂在停靠位置的開閉狀態有三種:1.大風、大雪超過限時全開。例如我國南方冬天無雪、不
采暖、在無臺風地方可考慮冬天 全開;我國北方夏天氣溫高、在無臺風地方可考慮夏天全天;2.大風、大雪超過限值時全閉。例我國沿海地區臺風多、可考慮有臺風季節全閉;我國北方冬天有大雪、要采暖可考慮冬天全閉;3.其它:例如自然通風型的開合屋頂在“非典”流行期、可考慮全開或部分開;其它期間、可考慮全閉或部分閉等。總之,要根據國情、地情、實際工程情,充分論證、研究、試驗后綜合選定開合屋頂的各種工況和狀態進行設計。參照文獻二將開合屋頂的風荷載、雪荷 載、地震作用的設計要點列于表1.2.3.以供參考。
到目前為上我國還沒有建造過復雜大型開合屋頂,現代大型開合屋頂是集建筑、結構、機械、控制等諸多方面的技術和經驗的基礎上,借鑒技術和經驗,把多學科有機地組合起來,借北京舉辦世界奧運會良機,攻“鳥巢”開合屋頂的技術難題,實現大型開合屋頂“零”突破,開拓開合屋頂應用,勢必推動我國開合屋頂建筑與技術的迅速發展。
與【】相關熱點資訊:
【了解更多 “” 相關信息請訪問
幕墻專區 】
上一頁12下一頁