摘要
电动开合屋面广泛应用于体育场馆、会展中心、机场等大跨度建筑，其设计需符合结构安全、机械可靠、智能控制等要求。
产品介绍
电动开合屋面广泛应用于体育场馆、会展中心、机场等大跨度建筑，其设计需符合结构安全、机械可靠、智能控制等要求。本规范涵盖结构设计、驱动系统、控制系统、安全防护、施工验收及维护等内容，确保屋面运行稳定、耐久性强。
1. 适用范围
• 建筑类型：体育场、游泳馆、展览馆、机场维修库等。
• 开合方式：平移、旋转、折叠、提升等。
• 跨度范围：30m~300m（超限结构需专项论证）。
2. 结构设计规范
2.1 荷载计算
荷载类型 标准值（kN/m²） 说明
恒载 0.5~3.0 含结构自重、设备重量
活载 0.5~1.5 雪载、检修荷载
风载 按GB 50009 考虑开启/关闭状态
地震作用 按GB 50011 罕遇地震下允许脱离锁定
2.2 材料要求
• 钢结构：Q355B/Q460C，焊接性能良好，防腐处理（热浸镀锌/氟碳喷涂）。
• 轨道：QU80/QU100钢轨，淬火硬度HB300-350，直线度≤±2mm/10m。
• 面板：铝镁锰板（2.5~3.0mm）、ETFE膜（250~300μm）或夹胶玻璃（8+1.52PVB+8mm）。
2.3 抗风与抗震设计
• 抗风锁扣：风速≥15m/s时自动锁定，抗风压≥1.2kN/m²。
• 抗震支座：滑动支座允许±150mm位移，减震阻尼比≥15%。
3. 驱动系统设计
3.1 驱动方式选择
类型 适用场景 特点
齿轮齿条 大跨度、高精度（±2mm） 承载力强，寿命长
钢丝绳牵引 中小跨度、低成本 需定期张紧维护
液压顶推 重载、曲线轨道 推力大（500~2000kN）
电机+链条 低速、短行程 经济型方案
3.2 电机与减速机选型
• 电机功率：
\[
P = \frac{F \cdot v}{1000 \cdot \eta} \quad (kW)
\]
• F = 总阻力（摩擦+风压+坡度）×1.2~1.5
• v = 运行速度（一般3~10m/min）
• \eta = 传动效率（0.85~0.9）
• 减速机：行星齿轮减速机（传动比50~200），带自锁功能。
3.3 冗余设计
• 双电机驱动：一用一备，故障自动切换。
• 应急电源：柴油发电机（30s内启动）或UPS不间断电源。
4. 控制系统规范
4.1 控制模式
• 自动模式：预设程序（定时、温湿度、光照联动）。
• 手动模式：应急操作（机械离合器+摇柄）。
• 远程监控：BIM+IoT集成，实时监测应力、位移、温度。
4.2 传感器配置
传感器 功能 精度要求
编码器 位置反馈 ±0.1mm
风速仪 风速≥12m/s锁定 0.1m/s
应变片 钢结构应力监测 1με
红外防夹 障碍物检测 反应时间≤0.5s
4.3 安全保护
• 过载保护：扭矩限制器（110%额定负载切断）。
• 紧急制动：液压钳盘制动器（制动力矩≥50kN·m）。
• 防碰撞：激光/超声波传感器+急停按钮。
5. 密封与排水设计
5.1 动态密封
• EPDM多唇密封条：压缩量30%~50%，耐磨≥10万次。
• 气压密封：维持50~100Pa正压，阻隔雨水渗透。
5.2 排水系统
• 轨道排水槽：V型不锈钢槽，坡度≥2%，管径≥DN150。
• 接缝导水：硅酮耐候胶（宽度≥8mm）+导水板延伸200mm。
6. 施工与验收标准
6.1 安装精度
项目 允许误差
轨道水平度 ≤±1mm/m
齿轮啮合间隙 0.1~0.3mm
结构挠度 ≤L/500
6.2 验收测试
• 空载运行：5次全程无异常。
• 负载测试：110%额定荷载下变形≤L/400。
• 密封性测试：喷淋100L/m²·h，无渗漏。
7. 维护与管理
7.1 日常维护
• 每月：润滑齿轨（二硫化钼脂）、清洁轨道。
• 每季度：检查电机碳刷、密封条老化。
7.2 寿命评估
• 齿轨/齿轮：≥50万次循环（硬度检测+探伤）。
• 密封系统：8~10年更换。
8. 引用标准
• GB 50017-2017 钢结构设计规范
• GB/T 31430-2015 开合屋盖结构技术规程
• ISO 6336 齿轮强度计算标准
电动开合屋面设计需结构、机械、电气多协同，确保驱动可靠性、抗风抗震性、智能控制。建议采用有限元分析（ANSYS）优化结构，并通过1:10模型试验验证运行性能。
