我國網(wǎng)架、網(wǎng)殼等空間鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用，不論是工程數(shù)量還是覆蓋建筑總面積，在國際上都是名列前茅的。但是這些結(jié)構(gòu)往往有其不足之處。首先結(jié)構(gòu)本身制作、安裝復(fù)雜，結(jié)構(gòu)施工工期長。其次這些結(jié)構(gòu)的屋面防水、屋面圈護(hù)結(jié)構(gòu)的自重，都是制約工程總造價的因素。雖然理論上這類空間結(jié)構(gòu)用鋼量小，自重輕，但是有時上述問題解決不好，工程總體經(jīng)濟(jì)效益也不太理想。
拱型結(jié)構(gòu)以其全截面均勻受力使材料的潛能得以充分發(fā)揮。從而節(jié)約材料，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)可靠性與經(jīng)濟(jì)性的較好統(tǒng)一。就房屋結(jié)構(gòu)而言砌塊拱屋頂、鋼筋混凝土拱殼及各種材質(zhì)的拱網(wǎng)殼等拱型結(jié)構(gòu)已廣為建筑師和結(jié)構(gòu)師們所熟悉和接受。50年代，國際上一些結(jié)構(gòu)師們從自然界植物表皮紋理的結(jié)構(gòu)造型中受到啟發(fā)，研副出一種新型屋頂結(jié)構(gòu)即金屬拱型波紋屋頂。這種結(jié)構(gòu)造價低廉，施工速度快，使用效果良好，因而吸引了越來越多的研究者，特別是計算機(jī)數(shù)控的引入，更使這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計、制作簡便行。但這種結(jié)構(gòu)的科研及成型機(jī)組的研制、生產(chǎn)僅限于西方的幾家公司。這對于金屬屋頂?shù)陌l(fā)展及進(jìn)一步推廣是極為不利的。
為填補(bǔ)我國的這項空白，北京市金屬屋頂成型技術(shù)研究所與天津大學(xué)土木系空間結(jié)構(gòu)研究室聯(lián)合，研制出了我們自己的金屬拱形波紋屋頂（這里稱屋頂），并開發(fā)出與之配套的成型機(jī)組。日前，該屋頂?shù)脑O(shè)計、制作與安裝技術(shù)已通過鑒定。
屋頂是由彩色鍍鋅鋼板通過金屬屋頂成型機(jī)連續(xù)冷模輥壓成直型槽板和帶有橫向波紋的拱型槽板，然后用自動封邊機(jī)將若干這樣的槽板連接成整體，并吊至屋頂圖梁安裝就位而形成的。金屬屋頂成型機(jī)組是制作屋頂?shù)膶Ｓ脵C(jī)具。由金屬屋頂成型機(jī)和自動封邊機(jī)組成。該屋頂一改傳統(tǒng)板架（屋面板和屋架)屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式，集受力、圈功能于一身，最大限度地利用材料，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)安全性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。金屬屋頂成型機(jī)共分三種機(jī)型，分別稱為MMR-118型、MMR-178型、MMR一238型成型機(jī)。MMR-118機(jī)型可將0.6~1.2mm厚、605mm寬彩色鍍鋅鋼板卷材輥壓成橫截面如圖。
(a)所示的拱型槽板；MMR-178型機(jī)型可將0.8~1.35mm厚、905mm寬彩色鍍鋅鋼板卷材輥壓成如圖
（b)所示拱型槽板：MMR-238型機(jī)型可將0.8~1.35mm厚、905mm寬彩色鍍鋅鋼板卷材輥壓成如圖1
（c）所示拱型槽板。金屬屋頂成型機(jī)采用液壓傳動，最大外形尺寸：2.4×7.8×1.3m，自重10.6t，可車載至任意施工現(xiàn)場生產(chǎn)。自動封邊機(jī)是連接兩相鄰槽板的專用機(jī)械，其自重僅35kg，結(jié)構(gòu)輕巧，可將若干槽板封邊快速連成整體，且不透風(fēng)、不漏水。
屋頂?shù)谋乜赏ㄟ^室內(nèi)頂噴聚氨脂或粘敷復(fù)合硅酸鹽實(shí)現(xiàn)。采用不同厚度的聚氨脂或復(fù)合硅酸鹽可滿足不同的保溫要求。屋頂由于自重?。?2~26kg/m*)，整個屋面的荷載水平較低，所以它對下部結(jié)構(gòu)要求不高，另外屋頂與下部結(jié)構(gòu)的連接也不復(fù)雜，下部結(jié)構(gòu)（柱、門窗等）可按規(guī)范模數(shù)布置，只要柱頂圈梁設(shè)預(yù)埋件或預(yù)留槽口，屋頂便可通過預(yù)埋件或預(yù)爵槽口與下部結(jié)構(gòu)連接。
由于屋頂是用魔頂成型機(jī)現(xiàn)場制作拱板并經(jīng)品車或塔吊裝至屋頂圍梁安裝就位而成的，所以只要品裝設(shè)備許可，就可用作于任意建筑的屋遵結(jié)構(gòu)。其主要適用范圍為：場、停車場。
3.禮堂、體育館、休養(yǎng)所、餐廳、教室、辦公室；
4.飛機(jī)庫、軍營、指揮所、臨時房屋。
作為一種新型的空間結(jié)構(gòu)，屋頂以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)為我國空間結(jié)構(gòu)領(lǐng)城增添了一道風(fēng)景。
這種結(jié)構(gòu)集受力骨架與建筑圍護(hù)兩種功能于一體，采用機(jī)械化菌工手段，這使其在與眾多的空間結(jié)構(gòu)競爭中，顯示出極強(qiáng)的生命力。其主要特點(diǎn)為：
1.建筑構(gòu)造與結(jié)構(gòu)承重合為一體。
該體系為柱面拱殼，具有自承重、自然防水的功能。若采用噴涂保溫，便不再震輔助構(gòu)造，因此可稱為“二合…”或“三合一”的屋蓋。
2.生產(chǎn)效率高，建造周期短。
金屬屋頂成型機(jī)及自動封邊機(jī)全部為自動化的篇工設(shè)備，一臺機(jī)組日產(chǎn)800m*拱型板，施工速度快、建造周期短。
3.材料省、自重輕、造價低。
跨度為8~42m的金屬波紋屋頂，采用0.6~1.35mm厚的鍍鋅鋼板，無需其它的承重構(gòu)件及建筑構(gòu)造，自重輕、用料省，因此造價低于同等跨度的其它屋頂結(jié)構(gòu)形式。
4.質(zhì)量優(yōu)、性能好。
鍍鋅鋼板輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、屋蓋采用機(jī)械封邊連接，氣密及防水性能可靠，可現(xiàn)場噴、粘保溫材料，滿足各種保溫要求。另外結(jié)構(gòu)彈性大，整體性、抗震性好。
5.造型優(yōu)美、構(gòu)造簡單。
圓弧拱充建筑即能表現(xiàn)出靜態(tài)美，又有如同蛇形筒狀的動態(tài)美感，在千姿百態(tài)的建筑群中具有獨(dú)特的風(fēng)格，室內(nèi)光潔、空間開闊，可任意滿足建筑凈空要求，也可隨意平面分隔、裝飾，不受結(jié)構(gòu)限制，使用極其方便。支座構(gòu)造筒單，避免了如網(wǎng)架、網(wǎng)殼等結(jié)構(gòu)繁多的節(jié)點(diǎn)連接。
6.靈活機(jī)動、靈活、實(shí)用性強(qiáng)。
金屬屋頂成型機(jī)為車載機(jī)組，自帶動力，主要材料及配件可隨設(shè)備直接運(yùn)往城鄉(xiāng)建筑現(xiàn)場，既適用于永久性建筑的施工，也適用于未三通一平的臨時性建筑的篇工。
7.計算簡捷，工作可靠。
屋頂是典型的三維空間結(jié)構(gòu)，合理的曲面可使結(jié)構(gòu)受力均勻、刷度大、穩(wěn)定性好。雖然世界一些國家，如美國、韓國等早已對這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行了成型機(jī)組的研創(chuàng)、生產(chǎn)，并應(yīng)用于軍事設(shè)施（戰(zhàn)斗機(jī)庫、營房等），但迄今為止，國內(nèi)外均沒有對這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行過系統(tǒng)的、成熟的理論和試驗研究，更沒有統(tǒng)一的設(shè)計、施工標(biāo)準(zhǔn)。為填補(bǔ)這項空白，本課題對此進(jìn)行深入細(xì)致的理論分析和試驗研究..將殼體結(jié)構(gòu)繁瑣的力學(xué)分析消化吸收，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計計算可靠、簡捷。從屋頂?shù)奶攸c(diǎn)不難看出，這種緒構(gòu)蘊(yùn)含有巨大經(jīng)濟(jì)效益，屋頂用鋼量最小僅|12kg/m2，最大也不超過26kg/m”,且屋頂不需要另外的防水、防腐措施，這使得屋頂部分的造價遠(yuǎn)低于翻混、門式剛架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)。
車載屋頂成型機(jī)組可拉至任意施工現(xiàn)場，工程進(jìn)出場費(fèi)用較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的施工低，機(jī)械化的施工手段，節(jié)約人力、大大縮短工期，這同樣會帶來很大的經(jīng)濟(jì)效益。屋頂結(jié)構(gòu)本身凈空大，一般情況下可利用屋頂本身的凈空，從而降低下部結(jié)構(gòu)的高度，另外屋頂自重小，對下部結(jié)構(gòu)的反力也小，因此采用屋頂?shù)南虏拷Y(jié)構(gòu)用料也省，這些都會帶來直接的經(jīng)濟(jì)效益。以北京地區(qū)為例，北京市高等教育出版社書庫（在大興縣龐各莊），其地載力16t/m’，用傳統(tǒng)的混凝土基礎(chǔ)、柱、梁、屋蓋結(jié)構(gòu)，造價達(dá)1350元/ml，采用屋頂后，工程全部造價僅760元/m”。從這個工程實(shí)例也不難發(fā)現(xiàn)屋頂結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益是非常明顯的。
