我國(guó)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(guó)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(zhǎng)。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(jià)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(shí)上述問(wèn)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(guó)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(jià)低廉，施工速度快，使用效果良好，因而吸引了越來(lái)越多的研究者，特別是計(jì)算機(jī)數(shù)控的引入，更使這種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制作簡(jiǎn)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(duì)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(guó)的這項(xiàng)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(kāi)發(fā)出與之配套的成型機(jī)組。日前，該屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)、制作與安裝技術(shù)已通過(guò)鑒定。

屋頂是由彩色鍍鋅鋼板通過(guò)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(dòng)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(dòng)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(dòng)，最大外形尺寸：2.4×7.8×1.3m，自重10.6t，可車(chē)載至任意施工現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)。自動(dòng)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^(guò)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。屋頂由于自重小（12~26kg/m*)，整個(gè)屋面的荷載水平較低，所以它對(duì)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(mén)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(guò)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(chǎng)制作拱板并經(jīng)品車(chē)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(chǎng)、停車(chē)場(chǎng)。

3.禮堂、體育館、休養(yǎng)所、餐廳、教室、辦公室；

4.飛機(jī)庫(kù)、軍營(yíng)、指揮所、臨時(shí)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(guó)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(jìng)爭(zhēng)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(dòng)封邊機(jī)全部為自動(dòng)化的篇工設(shè)備，一臺(tái)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(jià)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(wú)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(jià)低于同等跨度的其它屋頂結(jié)構(gòu)形式。

4.質(zhì)量?jī)?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(chǎng)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(jiǎn)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(dòng)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(kāi)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(dòng)、靈活、實(shí)用性強(qiáng)。

金屬屋頂成型機(jī)為車(chē)載機(jī)組，自帶動(dòng)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(chǎng)，既適用于永久性建筑的施工，也適用于未三通一平的臨時(shí)性建筑的篇工。

7.計(jì)算簡(jiǎn)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(guó)家，如美國(guó)、韓國(guó)等早已對(duì)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(kù)、營(yíng)房等），但迄今為止，國(guó)內(nèi)外均沒(méi)有對(duì)這種結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)系統(tǒng)的、成熟的理論和試驗(yàn)研究，更沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)、施工標(biāo)準(zhǔn)。為填補(bǔ)這項(xiàng)空白，本課題對(duì)此進(jìn)行深入細(xì)致的理論分析和試驗(yàn)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(jì)計(jì)算可靠、簡(jiǎn)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(guò)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(jià)遠(yuǎn)低于翻混、門(mén)式剛架、網(wǎng)架等結(jié)構(gòu)。

車(chē)載屋頂成型機(jī)組可拉至任意施工現(xiàn)場(chǎng)，工程進(jìn)出場(chǎng)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(huì)帶來(lái)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(duì)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(huì)帶來(lái)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(shū)庫(kù)（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(jià)達(dá)1350元/ml，采用屋頂后，工程全部造價(jià)僅760元/m”。從這個(gè)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。