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)計的基礎(chǔ)，也是保證開合屋蓋達到安全使用、經(jīng)濟、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重要的技術(shù)難點：

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)計跨度要遠遠大于正常的屋蓋結(jié)構(gòu)；

2)結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要考慮屋蓋在開啟和封閉時不同的受力作用，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)計時需要考慮屋蓋移動過程中所產(chǎn)生的移動荷載；

4)結(jié)構(gòu)設(shè)計時要對開啟部分的屋蓋動態(tài)位移進行控制。南通體育場的開啟式屋蓋鋼結(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。

整個屋蓋鋼結(jié)構(gòu)用量1.1萬t，其中，活動屋蓋每片約1130t?；顒游萆w靠其設(shè)在下面的每邊22臺，共44臺臺車，及設(shè)置在兩側(cè)地下室機房內(nèi)的 8 臺卷揚機牽引在六根主拱架上的軌道上運行。南通體育場是世界上首次將機電液壓技術(shù)、移動臺車多點支撐用于巨型鋼材活動結(jié)構(gòu)；是我國有史以來活動屋蓋規(guī)模最大、設(shè)計功能最全、建設(shè)標(biāo)準最高、難度最大的現(xiàn)代化體育會展設(shè)施。屋蓋完整開閉需移動距離近120m，移動時間大約 25min 左右。采用了先進的機電液壓計算機控制技術(shù)，防止屋蓋在運行時對電網(wǎng)沖擊，大大提高了屋蓋運行的安全性；加之44臺液壓裝置的臺車的精確調(diào)整，精確控制屋蓋動態(tài)位移，解決了目前一些國家難以解決的球面屋頂帶來多點驅(qū)動超靜、因鋼結(jié)構(gòu)撓曲變形所引起的活動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現(xiàn)、建筑室內(nèi)外的效果，而開閉方式的選擇和實現(xiàn)突出體現(xiàn)了建筑、結(jié)構(gòu)、機械、控制等諸多方面的綜合性技術(shù)，非常強調(diào)各方面技術(shù)的綜合應(yīng)用、相輔相成。對于開合屋蓋結(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)開閉機理的不同，屋蓋體系的開閉移動方式可以分為6種(表2)：水平移動式、水平旋轉(zhuǎn)移動式、空間移動式、繞樞軸轉(zhuǎn)動式、折疊移動式、組合移動式?？臻g移動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，屋蓋運行軌道和驅(qū)動行走機構(gòu)也較為復(fù)雜，增加了運行故障的發(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移動型開閉屋蓋一般采用局部塊狀劃分方法區(qū)確定移動屋蓋單元，移動屋蓋單元沿著平行的空間軌道運行，移動屋蓋一般只由向相反方向移動的兩塊屋蓋組成，平面一般有兩個以上垂直方向的對稱軸，移動屋蓋沿著其中一個對稱軸移動。這種開閉方式適用于棒球、壘球、籃球、游泳、田徑等項目。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開閉屋蓋都是采用這種移動方式。南通市體育場屋蓋開閉方式也為空間移動方式，東、西兩片可動屋蓋沿空間軌跡移動，達到屋面開閉的目的(圖6-9)。

屋蓋分為可動結(jié)構(gòu)單元和固定不動結(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)濟技術(shù)的平衡。體育場整體移動屋蓋為一個單層網(wǎng)格屋面，移動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)點是由于移動屋蓋沿6條主拱移動，在主拱上按一定間距布置固定式滾動臺車，因而移動屋蓋可以適應(yīng)開閉過程中的各拱架間的較小位移差，且使?jié)L動臺車受力均勻合理，同時在固定屋蓋側(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，缺點是開啟空間內(nèi)留有結(jié)構(gòu)物在場地上產(chǎn)生的陰影，可能會在一定程度上影響比賽效果。