开合屋盖结构的出现打破了传统室内空间与室外空间的界限,可以根据使用功能与天气情况在室内环境与室外环境之间进行转换,使体育场使用更灵活,功能更多,更加舒适。但是,新体系新模式的层出不穷,既让建筑作品拥有独特性,又让结构形式难于归纳总结。开合屋盖结构具有可动性的特点,设计涉及到建筑、结构、机械、自动化控制等多个学科领域,与普通的大跨度空间结构相比,其技术复杂性大得多。目前,国内外对开合屋盖设计、施工等关键技术已经有了很多研究成果,但是传统关于开合屋盖体系的研究基本上都是针对全开、全闭以及半开半闭等静止状态进行的。实际上上部活动屋盖在开闭过程中是一个低速、重载的运动过程,屋盖在行进过程中由于轮轨振动与碰撞产生的激振作用对结构的受力、变形产生很大的影响。基于运动结构概念的大型开合屋盖体系的碰撞机理研究尚少。本文首先介绍了基于Hoberman单元的折叠杆系结构(FBS)转化为径向开合板式结构(RRPS)的方法,在确定了开合方式和轮轨布置方法后研究了活动屋盖开合过程中的运动特性,并制作了机电一体化缩尺模型。随后构建了有限元分析模型。精细化的轮轨模型考虑了轨道不平顺、轮轨摩擦、轮轨接触等因素,运用动力学理论考察了轮轨接触特性。基于NURBS基本理论、Grasshopper建模方法与等参分割法网格划分原理,建立了不同形状的自由曲面网壳结构。借鉴车桥耦合等相关理论知识,建立了活动屋盖—轨道—固定屋盖的简化分析模型,并给出了数值积分求解过程。开合屋盖结构动力响应包括轮轨振动响应与网壳动力响应。参数化分析了不平顺度、屋盖荷载、行进速度、摩擦系数对滚轮与轨道的加速度、接触力、应力、反力等指标的影响。网壳动力响应选取结构特征节点,从单点激励与多点激励两方面入手。单点激励研究了各个约束处的激励对网壳动力响应影响程度的大小,多点激励得到了网壳在轮轨激励作用下的最大动力响应。对比规范要求,总结冲击荷载与行进速度、不平顺度的关系。针对网壳结构稳定性能问题。利用ABAQUS有限元软件,基于Riks弧长法原理,得到荷载—位移全过程曲线,依据荷载位移曲线分析了网壳塑性发展过程,总结了网壳静力失稳模态,并针对初始缺陷、杆件截面与活载不均匀分布等进行了参数化分析。提出了适用于本文网壳的动力稳定判别准则,并根据准则考察了各参数下网壳失效模式,认为网壳在轮轨激励作用下可能出现动力失稳、强度破坏两种失效方式。选取典型算例,分析网壳随着动力荷载的逐步增大,位移、变形、应变能、塑性分布等指标的变化过程,与静力稳定相对比。