大跨度案例分析悉尼歌劇院

1、 大跨度結(jié)構(gòu)大跨度結(jié)構(gòu) 殼體殼體v一：殼體的認(rèn)識一：殼體的認(rèn)識v二：案例的分析二：案例的分析v三：學(xué)習(xí)與總結(jié)三：學(xué)習(xí)與總結(jié)傅丹楓傅丹楓王建河王建河劉福鎮(zhèn)劉福鎮(zhèn)陳勇琪陳勇琪譚羽翱譚羽翱高子淇高子淇殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu) shell structure 殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)殼體結(jié)構(gòu)（殼體結(jié)構(gòu)（shell structure）由）由曲面形板曲面形板與與邊緣構(gòu)件邊緣構(gòu)件（梁、拱（梁、拱或桁架）組成的空間結(jié)構(gòu)。殼體結(jié)構(gòu)具有很好的空間傳力性能，或桁架）組成的空間結(jié)構(gòu)。殼體結(jié)構(gòu)具有很好的空間傳力性能，能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu)，能覆蓋或圍護

2、大跨度的空間而不需中間支柱，能兼承重結(jié)構(gòu)和圍覆蓋或圍護大跨度的空間而不需中間支柱，能兼承重結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)的雙重作用，從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。（會堂、飛機庫、體護結(jié)構(gòu)的雙重作用，從而節(jié)約結(jié)構(gòu)材料。（會堂、飛機庫、體育館）育館）結(jié)構(gòu)的本質(zhì)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)：1：曲面型板：曲面型板 2：結(jié)構(gòu)厚度遠小于結(jié)構(gòu)跨度：結(jié)構(gòu)厚度遠小于結(jié)構(gòu)跨度 3：以薄膜應(yīng)力為主要的力學(xué)形狀：以薄膜應(yīng)力為主要的力學(xué)形狀殼的選型有：筒殼、球殼、雙曲扁殼、扭殼殼的選型有：筒殼、球殼、雙曲扁殼、扭殼殼體建筑案例：悉尼歌劇院、殼體建筑案例：悉尼歌劇院、 中國國家大劇院、中國國家大劇院、 清華大學(xué)大禮堂、清華大學(xué)大禮堂、 廣州新體育館廣州新體育館悉尼

3、歌劇院悉尼歌劇院，悉尼歌劇院，Sydney Opera Sydney Opera House House ，位于澳大，位于澳大利亞新南威爾士州利亞新南威爾士州的首府悉尼市貝尼的首府悉尼市貝尼朗岬角。這座綜合朗岬角。這座綜合性的藝術(shù)中心，在性的藝術(shù)中心，在現(xiàn)代建筑史上被認(rèn)現(xiàn)代建筑史上被認(rèn)為是巨型雕塑式的為是巨型雕塑式的典型作品，也是澳典型作品，也是澳大利亞的象征性標(biāo)大利亞的象征性標(biāo)志志-悉尼歌劇院。悉尼歌劇院。悉尼歌劇院遠景悉尼歌劇院遠景悉尼歌劇院悉尼歌劇院建造悉尼歌劇院的計劃始于建造悉尼歌劇院的計劃始于19401940年代，悉尼音樂學(xué)院的院長年代，悉尼音樂學(xué)院的院長Eugene Goossen

4、sEugene Goossens游說建造一個能夠表演大型戲劇作品的場所。當(dāng)時進行戲劇表演的場所悉尼市游說建造一個能夠表演大型戲劇作品的場所。當(dāng)時進行戲劇表演的場所悉尼市政廳對于戲劇表演來說太小了。在政廳對于戲劇表演來說太小了。在19541954年，年，GoossensGoossens成功取得了新南威爾士州成功取得了新南威爾士州總理的支持，他要求設(shè)計一個專門用于歌劇的劇院。也是總理的支持，他要求設(shè)計一個專門用于歌劇的劇院。也是GoossensGoossens堅持將歌劇堅持將歌劇院建在便利朗角（院建在便利朗角（Bennelong PointBennelong Point）上。）上。v 悉尼歌劇院是

5、從悉尼歌劇院是從5050年代開始構(gòu)思興建，年代開始構(gòu)思興建，19551955年起公開搜集世界各地的設(shè)計作品，年起公開搜集世界各地的設(shè)計作品，至至19561956年共有年共有3232個國家個國家233233個作品參選，個作品參選，后來丹麥建筑師約恩后來丹麥建筑師約恩烏松（又譯為烏松（又譯為“杰杰恩恩- -伍重伍重”）的設(shè)計屏雀中選，約恩）的設(shè)計屏雀中選，約恩烏烏松的設(shè)計靈感來自于橙子皮，該項目共耗松的設(shè)計靈感來自于橙子皮，該項目共耗時時1414年、斥資年、斥資12001200萬澳幣完成建造，為了萬澳幣完成建造，為了籌措經(jīng)費，除了募集基金外，澳洲政府還籌措經(jīng)費，除了募集基金外，澳洲政府還曾于曾于1

6、9591959年發(fā)行悉尼歌劇院彩券。年發(fā)行悉尼歌劇院彩券。v 在建造過程中，因為改組后的澳洲新政府在建造過程中，因為改組后的澳洲新政府與約恩與約恩烏松失和，使得這位建筑師憤而烏松失和，使得這位建筑師憤而于于19661966年離開澳洲，從此再未踏上澳洲土年離開澳洲，從此再未踏上澳洲土地，連自己的經(jīng)典之作都無法親眼目睹。地，連自己的經(jīng)典之作都無法親眼目睹。之后的工作由澳洲建筑師群合力完成，包之后的工作由澳洲建筑師群合力完成，包括括Peter HallPeter Hall、Lionel ToddLionel Todd與與David LittlemoreDavid Littlemore等三位，悉尼歌劇

7、院最等三位，悉尼歌劇院最后在公元后在公元19731973年年1010月月2020日正式開幕。日正式開幕。歷史沿革歷史沿革外觀外觀悉尼歌劇院的外觀為三組巨大的殼片，聳立在南北長186米、東西最寬處為97米的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的基座上。第一組殼片在地段西側(cè),四對殼片成串排列,三對朝北,一對朝南,內(nèi)部是大音樂廳。第二組在地段東側(cè)，與第一組大致平行,形式相同而規(guī)模略歌劇廳。第三組在它們的西南方，規(guī)模最小，由兩對殼片組成,里面是餐廳。其他房間都巧妙地布置在基座內(nèi)。整個建筑群的入口在南端,有寬97米的大臺階。它的外形像三個三角形翹首于河邊，屋頂是白色的形狀猶如貝殼，因而有“翹首遐觀的恬靜修女”之美稱。 第

8、一組殼片（大音樂廳）第二組殼片（歌劇院）第三組殼片（餐廳）N 由于混凝土殼體由于混凝土殼體的顏色不好看，且的顏色不好看，且處于保護結(jié)構(gòu)的原處于保護結(jié)構(gòu)的原因，殼體外表覆蓋因，殼體外表覆蓋上了上了105105萬塊白色萬塊白色或奶油色的瓷磚或奶油色的瓷磚 這些殼體的表層這些殼體的表層后來還加上了更多后來還加上了更多的功能，可以在夜的功能，可以在夜間綻放出不同的色間綻放出不同的色彩和圖案彩和圖案由于約翰由于約翰伍重的設(shè)計在技術(shù)層面上完全不伍重的設(shè)計在技術(shù)層面上完全不能滿足需求，特別是在結(jié)構(gòu)上的問題，所以能滿足需求，特別是在結(jié)構(gòu)上的問題，所以整個設(shè)計在后期是完全重新設(shè)計，而設(shè)計時整個設(shè)計在后期是完全重

9、新設(shè)計，而設(shè)計時間更達至間更達至1212年之久年之久最嚴(yán)重的問題，就是屋頂最嚴(yán)重的問題，就是屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)。的結(jié)構(gòu)。 原來的設(shè)計不單沒有規(guī)律，各扇原來的設(shè)計不單沒有規(guī)律，各扇型結(jié)構(gòu)都有不同的彎曲度，完全沒有邏輯可型結(jié)構(gòu)都有不同的彎曲度，完全沒有邏輯可言，而且不同的彎曲面是互相接觸的，但在言，而且不同的彎曲面是互相接觸的，但在無規(guī)律彎曲面的接合上，是很難確保施工的無規(guī)律彎曲面的接合上，是很難確保施工的品質(zhì)管理。品質(zhì)管理。 為了方便工程上的管理上，各為了方便工程上的管理上，各扇型的單元便歸一至類似的彎曲度，各部件扇型的單元便歸一至類似的彎曲度，各部件只是比例上的只是比例上的不不同。同。 因此便可以用預(yù)

10、制件因此便可以用預(yù)制件的方式來制做各混凝土的部件，而不用在現(xiàn)的方式來制做各混凝土的部件，而不用在現(xiàn)場做模，品質(zhì)管制方面便容易處理。至于結(jié)場做模，品質(zhì)管制方面便容易處理。至于結(jié)構(gòu)承重則是更大的問題，因為在構(gòu)承重則是更大的問題，因為在19601960年時還年時還未有任何工程師設(shè)計過這樣的扇型的蛋型結(jié)未有任何工程師設(shè)計過這樣的扇型的蛋型結(jié)構(gòu)，而且由于室內(nèi)是劇院的關(guān)系，是不可以構(gòu)，而且由于室內(nèi)是劇院的關(guān)系，是不可以在柱和梁來承擔(dān)屋頂?shù)闹亓?。在柱和梁來承?dān)屋頂?shù)闹亓?。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在最初的設(shè)計是把打算用混凝土作為結(jié)構(gòu)外墻，但這樣并不能夠使這樣的外型成為獨立在最初的設(shè)計是把打算用混凝土作為結(jié)構(gòu)外墻，但這樣并不能

11、夠使這樣的外型成為獨立的安全結(jié)構(gòu)，之后工程師不斷地研究不同的方法，如在屋脊上加入鋼結(jié)構(gòu)框架，并屋頂?shù)陌踩Y(jié)構(gòu)，之后工程師不斷地研究不同的方法，如在屋脊上加入鋼結(jié)構(gòu)框架，并屋頂建造成厚厚的結(jié)構(gòu)墻。不過，最終的方法是使用了折合式的混凝土結(jié)構(gòu)墻，情況就好像建造成厚厚的結(jié)構(gòu)墻。不過，最終的方法是使用了折合式的混凝土結(jié)構(gòu)墻，情況就好像一個彎曲了的屏風(fēng)一樣，利用折合多層的結(jié)構(gòu)來支撐屋頂，每一層的折合便有如一個拱一個彎曲了的屏風(fēng)一樣，利用折合多層的結(jié)構(gòu)來支撐屋頂，每一層的折合便有如一個拱門一樣，這樣便能承重亦不破壞原有設(shè)計外型的彎曲度。由于這樣的外型而大跨度的結(jié)門一樣，這樣便能承重亦不破壞原有設(shè)計外型的彎曲

12、度。由于這樣的外型而大跨度的結(jié)構(gòu)是前所未有的，工程師都未必知道折合式的結(jié)構(gòu)是否適合，所以便利用了電腦作結(jié)構(gòu)構(gòu)是前所未有的，工程師都未必知道折合式的結(jié)構(gòu)是否適合，所以便利用了電腦作結(jié)構(gòu)分析，這亦是世界第一次使用電腦作結(jié)構(gòu)計算的工程，創(chuàng)了建筑工程的先河。分析，這亦是世界第一次使用電腦作結(jié)構(gòu)計算的工程，創(chuàng)了建筑工程的先河。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在設(shè)計過程的開始階段，這些在設(shè)計過程的開始階段，這些“殼殼”被定義為由一被定義為由一系列的混凝土構(gòu)件組成的排骨支撐起來的拋物線。系列的混凝土構(gòu)件組成的排骨支撐起來的拋物線。然而，奧雅納工程顧問公司的工程師們找不到一個然而，奧雅納工程顧問公司的工程師們找不到一個建造這些建造這

13、些“殼殼”的方法。使用原地澆筑的混凝土來的方法。使用原地澆筑的混凝土來建造的計劃由于造價高昂而遭到了否決，因為屋頂建造的計劃由于造價高昂而遭到了否決，因為屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)不同，這樣就要求有不同的模具，最終導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)不同，這樣就要求有不同的模具，最終導(dǎo)致造價高昂。造價高昂。v殼體的工程建造遇到十分巨大的困難殼體的工程建造遇到十分巨大的困難 從從19571957年到年到19631963年，在最后找年，在最后找到一個經(jīng)濟上可以接受的解決辦法到一個經(jīng)濟上可以接受的解決辦法之前，設(shè)計隊伍反復(fù)嘗試了之前，設(shè)計隊伍反復(fù)嘗試了1212種不種不同的建造同的建造“殼殼”的方法（包括拋物的方法（包括拋物線結(jié)構(gòu)，圓形肋骨和

14、橢圓體）。在線結(jié)構(gòu)，圓形肋骨和橢圓體）。在“殼殼”的設(shè)計工作是最早利用電腦的設(shè)計工作是最早利用電腦進行構(gòu)造分析來完成構(gòu)造分析的工進行構(gòu)造分析來完成構(gòu)造分析的工作之一。作之一。 在在19611961年中期，設(shè)計隊伍找年中期，設(shè)計隊伍找到了一個解決辦法到了一個解決辦法 ：所有的：所有的“殼殼”都由球體創(chuàng)建而來。該辦法可以使都由球體創(chuàng)建而來。該辦法可以使用那一個共同的模具澆注出不同長用那一個共同的模具澆注出不同長度的圓拱，然后將若干有著相似長度的圓拱，然后將若干有著相似長度的圓拱段放在一起形成一個球形度的圓拱段放在一起形成一個球形的剖面。究竟誰是這個解決辦法的的剖面。究竟誰是這個解決辦法的發(fā)明者成了

15、一些爭論的主題。發(fā)明者成了一些爭論的主題。 v 伍重與他的結(jié)構(gòu)工程設(shè)計師阿魯普從伍重與他的結(jié)構(gòu)工程設(shè)計師阿魯普從1957年研究到年研究到1961年也未能年也未能找到殼體的完善的解決方案。找到殼體的完善的解決方案。v 但是皇天不負(fù)有心人，伍重終究找到了圓滿的不可移易的答案：在但是皇天不負(fù)有心人，伍重終究找到了圓滿的不可移易的答案：在一個半徑為一個半徑為75米的球面米的球面上截取全部的十個三角形來悉尼歌劇院的殼上截取全部的十個三角形來悉尼歌劇院的殼體群。體群。v 這使得全部殼體曲率統(tǒng)一，計算簡單化，施工標(biāo)準(zhǔn)化。統(tǒng)一的曲率這使得全部殼體曲率統(tǒng)一，計算簡單化，施工標(biāo)準(zhǔn)化。統(tǒng)一的曲率成為了造型的成為了造

16、型的公分母公分母，仿佛使得自由隨意的形體有了潛在的韻律而，仿佛使得自由隨意的形體有了潛在的韻律而變得和諧。這座變得和諧。這座“雕塑雕塑”總算總算“建筑化建筑化 ”了，成為了建筑師的作品了，成為了建筑師的作品。共同的球體模具共同的球體模具不同大小的小殼片不同大小的小殼片殼體殼體澆筑拼接歌劇院屋頂殼體歌劇院屋頂殼體拼接殼體生成過程殼體生成過程 “殼殼”由由Hornibrook Group Pty Ltd建造，建造， Hornibrook在工廠中在工廠中制成了制成了2400件預(yù)制肋骨和件預(yù)制肋骨和4000件件屋頂面板，這加快了工程的進度。屋頂面板，這加快了工程的進度。這個解決辦法的成就在于利用預(yù)這個

17、解決辦法的成就在于利用預(yù)制混凝土構(gòu)建從而避免了建造昂制混凝土構(gòu)建從而避免了建造昂貴的模具（他同樣允許讓屋頂面貴的模具（他同樣允許讓屋頂面板在地上就大片的預(yù)先建造組合板在地上就大片的預(yù)先建造組合好，而不是在高處一個一個的拼好，而不是在高處一個一個的拼接上）。接上）。Ove Arup和合作方的工地工程師和合作方的工地工程師驚訝于這些驚訝于這些“殼殼”在完工前使用在完工前使用了創(chuàng)新的調(diào)節(jié)型彎曲鋼鐵桁構(gòu)梁了創(chuàng)新的調(diào)節(jié)型彎曲鋼鐵桁構(gòu)梁 來支撐不同的屋頂。來支撐不同的屋頂。 條形結(jié)構(gòu)為殼體下面的預(yù)制肋骨（可能就是前面提到的創(chuàng)新的調(diào)節(jié)型彎曲鋼鐵桁構(gòu)梁條形結(jié)構(gòu)為殼體下面的預(yù)制肋骨（可能就是前面提到的創(chuàng)新的調(diào)節(jié)

18、型彎曲鋼鐵桁構(gòu)梁）貝殼形尖屋頂，是由貝殼形尖屋頂，是由21942194塊每塊每塊重塊重15.315.3噸的彎曲形混凝土預(yù)噸的彎曲形混凝土預(yù)制件，用鋼纜拉緊拼成的制件，用鋼纜拉緊拼成的這是一顆璀璨的明珠，蘊含著激昂旋律，流淌著曼妙樂章。這里是表演藝術(shù)的殿堂，承載民族文化復(fù)興的使命，匯聚世界藝術(shù)交流的碰撞。 中國國家大劇院中國國家大劇院 National Centre for the Performing Arts L O G O建筑介紹 中中國國家大劇院位于北京市中心天安門廣場西，人民大會國國家大劇院位于北京市中心天安門廣場西，人民大會堂西側(cè)，西長安街以南，由國家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)的水堂西

19、側(cè)，西長安街以南，由國家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)的水下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成，總占地面積下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成，總占地面積11.8911.89萬平萬平方米，總建筑面積約方米，總建筑面積約16.516.5萬平方米，其中主體建筑萬平方米，其中主體建筑10.510.5萬中國國萬中國國家大劇院標(biāo)志平方米，地下附屬設(shè)施家大劇院標(biāo)志平方米，地下附屬設(shè)施6 6萬平方米?？偼顿Y額萬平方米?？偼顿Y額26.8826.88億人民幣。億人民幣。 主主體建筑由外部圍護鋼結(jié)構(gòu)體建筑由外部圍護鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部殼體和內(nèi)部20912091個坐席的歌劇院個坐席的歌劇院( (含站席含站席2398)2398

20、)、18591859個坐席的音樂個坐席的音樂廳廳( (含站席含站席2017)2017)、957957個坐席的戲個坐席的戲劇院劇院( (含站席含站席1040)1040)、公共大廳及配、公共大廳及配套用房組成。外部圍護鋼結(jié)構(gòu)殼體套用房組成。外部圍護鋼結(jié)構(gòu)殼體呈半橢球形，平面投影東西方向長呈半橢球形，平面投影東西方向長軸長度為軸長度為212.20212.20米，南北方向短軸米，南北方向短軸長度為長度為143.64143.64米，建筑物高度為米，建筑物高度為46.28546.285米，基礎(chǔ)埋深的最深部分達米，基礎(chǔ)埋深的最深部分達到到-32.5-32.5米。橢球形屋面主要采用米。橢球形屋面主要采用鈦金屬

21、板飾面，中部為漸開式玻璃鈦金屬板飾面，中部為漸開式玻璃幕墻。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖幕墻。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達面面積達3550035500平方米，各種通道平方米，各種通道和入口都設(shè)在水面下。和入口都設(shè)在水面下。 國家大劇國家大劇院高院高46.6846.68米，比人民大會堂略低米，比人民大會堂略低3.323.32米。米。建筑概況建筑概況大劇院的進入口大劇院的進入口. . 國家大劇院工程于2001年12月13日開工，于2007年9月建成。國家大劇院由法國建筑師保羅安德魯主持設(shè)計，設(shè)計方為法國巴黎機場公司。國家大劇院建筑屋面呈半橢圓形，由具有柔和的色調(diào)和光澤的鈦金屬覆蓋，前后兩側(cè)有兩個類

22、似三角形的玻璃幕墻切面，整個建筑漂浮于人造水面之上，行人需從一條80米長的水下通道進入演出大廳。大劇院造型新穎、前衛(wèi)，構(gòu)思獨特，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代、浪漫與現(xiàn)實的結(jié)合。國家大劇院內(nèi)有四個劇場，中國家大劇院內(nèi)有四個劇場，中間為歌劇院、東側(cè)為音樂廳、西側(cè)間為歌劇院、東側(cè)為音樂廳、西側(cè)為戲劇場，南門西側(cè)是小劇場，四為戲劇場，南門西側(cè)是小劇場，四個劇場既完全獨立又可通過空中走個劇場既完全獨立又可通過空中走廊相互連通。公共大廳的地板鋪著廊相互連通。公共大廳的地板鋪著2020多種顏色不一、花紋各異的名貴多種顏色不一、花紋各異的名貴石材，公共大廳天花板由名貴木材石材，公共大廳天花板由名貴木材拼貼成一片片拼貼成一片片

23、“桅帆桅帆”，木質(zhì)的紅，木質(zhì)的紅色深淺不一，明暗相間。來自法國色深淺不一，明暗相間。來自法國的著名畫家阿蘭的著名畫家阿蘭博尼用超過博尼用超過2020種種不同的紅色點染大劇院的各個部分。不同的紅色點染大劇院的各個部分。整個大劇院的墻面絲綢鋪設(shè)面積達整個大劇院的墻面絲綢鋪設(shè)面積達到到40004000平方米。平方米。建筑構(gòu)成建筑構(gòu)成 國家大劇院主體建筑國家大劇院主體建筑為獨特的超橢球形鋼結(jié)構(gòu)為獨特的超橢球形鋼結(jié)構(gòu)殼體。殼體。 殼體表面由鈦金殼體表面由鈦金屬板和超白透明玻璃共同屬板和超白透明玻璃共同組成，兩種材質(zhì)的巧妙拼組成，兩種材質(zhì)的巧妙拼接呈現(xiàn)出唯美的曲線，營接呈現(xiàn)出唯美的曲線，營造了舞臺帷幕徐徐

24、拉開的造了舞臺帷幕徐徐拉開的視覺效果。視覺效果。 殼體外圍被水色蕩漾殼體外圍被水色蕩漾的人工湖環(huán)繞，湖水如同的人工湖環(huán)繞，湖水如同一面清澈見底的鏡子，波一面清澈見底的鏡子，波光與倒影交相輝映，共同光與倒影交相輝映，共同托起這個巨大而晶瑩的建托起這個巨大而晶瑩的建筑。筑。外部景觀外部景觀 大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆蓋,前后兩側(cè)有兩個類 似三角形的漸開式玻璃幕墻切面,整個建筑漂浮于人造水面之上.國家大劇院主體建筑鋼結(jié)構(gòu)國家大劇院主體建筑鋼結(jié)構(gòu)超橢球體殼為一個超大空間殼體，超橢球體殼為一個超大空間殼體，殼體是經(jīng)過精確數(shù)字計算得出的殼體是經(jīng)過精確數(shù)字計算得出的系數(shù)為系數(shù)為2.242.24的

25、超級橢球，它集建的超級橢球，它集建筑、材料、設(shè)備等高科技于一身，筑、材料、設(shè)備等高科技于一身，其外圍護裝飾板面積約其外圍護裝飾板面積約36000m236000m2。巨大的殼體是建筑與結(jié)構(gòu)的融合巨大的殼體是建筑與結(jié)構(gòu)的融合體、墻面與頂面渾然一體沒有界體、墻面與頂面渾然一體沒有界限。整個鋼殼體由頂環(huán)梁、鋼架限。整個鋼殼體由頂環(huán)梁、鋼架構(gòu)成骨架，構(gòu)成骨架，148148榀榀( (其中其中102102榀不榀不露明，露明，4646榀露明榀露明) )弧形鋼架呈放弧形鋼架呈放射狀分布，鋼架之間由連桿、斜射狀分布，鋼架之間由連桿、斜撐連接，殼體鋼架從外觀看似是撐連接，殼體鋼架從外觀看似是落在水中，實際上下部是支

26、撐在落在水中，實際上下部是支撐在3m3m寬寬2m2m高的巨大混凝土圈梁上。高的巨大混凝土圈梁上。設(shè)計考慮到方便施工及加工周期設(shè)計考慮到方便施工及加工周期問題，殼體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件盡量標(biāo)準(zhǔn)問題，殼體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件盡量標(biāo)準(zhǔn)化，并易于裝配。化，并易于裝配。主體結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu) 大劇院建筑屋面呈半橢圓型大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆由鈦金屬板覆蓋蓋,前后兩側(cè)有兩個類前后兩側(cè)有兩個類 似三角形的漸開式玻璃似三角形的漸開式玻璃幕墻切面幕墻切面,整個建筑漂浮于人造水面之上整個建筑漂浮于人造水面之上. 鈦金屬板鈦金屬板 大劇院殼體除部分為玻璃幕大劇院殼體除部分為玻璃幕墻外，其它均為鈦金屬復(fù)合板裝墻外，其它均為鈦金屬

27、復(fù)合板裝飾飾 總面積約總面積約30800m230800m2，每塊尺寸，每塊尺寸約約2000mm800mm4mm2000mm800mm4mm的鈦板的鈦板(0.3mm(0.3mm鈦板鈦板+3.4mm+3.4mm氧化鋁氧化鋁+0.3mm+0.3mm不銹鋼不銹鋼) )，共使用了，共使用了2000020000多塊。多塊。鈦金屬板最外層的鈦金屬板最外層的0.3mm“0.3mm“貼膜貼膜”鈦金屬是日本進口的，并對其進鈦金屬是日本進口的，并對其進行了特殊氧化處理以經(jīng)得起將來行了特殊氧化處理以經(jīng)得起將來的清洗。其特點為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的清洗。其特點為化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定常態(tài)下不易被氧化、表面金屬光常態(tài)下不易被氧化、表面金屬

28、光澤極具質(zhì)感、自重輕、強度高、澤極具質(zhì)感、自重輕、強度高、耐腐蝕、耐腐蝕、1515年不變顏色。目前在年不變顏色。目前在國際上還沒有這么大面積在建筑國際上還沒有這么大面積在建筑物表面使用鈦金屬板的先例。物表面使用鈦金屬板的先例。材質(zhì)分析材質(zhì)分析大劇院的多層結(jié)構(gòu)和功能廳大劇院的多層結(jié)構(gòu)和功能廳. .從滿足功能從滿足功能( (防水、保溫、防水、保溫、聲學(xué)、消防排煙等聲學(xué)、消防排煙等) )及美觀效果及美觀效果方面出發(fā)，殼體的不同層次構(gòu)方面出發(fā)，殼體的不同層次構(gòu)造都是經(jīng)過精心設(shè)計的，共分造都是經(jīng)過精心設(shè)計的，共分六層材料六層材料( (從外向內(nèi)的順序從外向內(nèi)的順序) )：鈦板鈦板( (外裝飾外裝飾) )、

29、錘紋鋁鎂合金、錘紋鋁鎂合金板板( (防水防水) )、16kg16kgm3m3長玻璃纖長玻璃纖維棉維棉( (保溫保溫) )、2mm2mm鋼板鋼板( (襯板襯板) )、100kg100kgm3K13m3K13粉末粉末( (吸音吸音) )和紅和紅木吊頂木吊頂( (內(nèi)裝飾內(nèi)裝飾) )。主要構(gòu)造為。主要構(gòu)造為 主鋼梁上的調(diào)節(jié)牛腿固定檁條主鋼梁上的調(diào)節(jié)牛腿固定檁條及次檁一條，在次檁條上固定及次檁一條，在次檁條上固定2mm2mm鋼襯板及鋼襯板及T T型碼，在型碼，在2mm2mm襯板襯板上粘貼固定長玻璃纖維保溫層，上粘貼固定長玻璃纖維保溫層，其上為固定在其上為固定在T T型碼上防水板的，型碼上防水板的，T T

30、型碼上再固定三次檁條，最外型碼上再固定三次檁條，最外層的鈦板固定在三次檁條上，層的鈦板固定在三次檁條上，2mm2mm襯板內(nèi)層噴襯板內(nèi)層噴K13K13的吸音材料，的吸音材料，在主鋼梁內(nèi)側(cè)固定鋼龍骨安裝在主鋼梁內(nèi)側(cè)固定鋼龍骨安裝紅木吊頂。紅木吊頂。劇場內(nèi)的弧形樓梯劇場內(nèi)的弧形樓梯. .殼體內(nèi)層的裝飾，關(guān)系殼體內(nèi)層的裝飾，關(guān)系到整體空間的建筑效果，因到整體空間的建筑效果，因此對深紅色木質(zhì)表面的選擇此對深紅色木質(zhì)表面的選擇也經(jīng)過了仔細(xì)推敲。為此從也經(jīng)過了仔細(xì)推敲。為此從技術(shù)和美學(xué)的角度研究了非技術(shù)和美學(xué)的角度研究了非洲和南美的樹種，最終選定洲和南美的樹種，最終選定非洲巴度紅木貼皮并經(jīng)防火非洲巴度紅木貼

31、皮并經(jīng)防火處理的木條處理的木條( (寬寬120mm)120mm)，板，板厚約厚約13mm(0.6mm13mm(0.6mm的木皮的木皮+12mm+12mm多層阻燃板多層阻燃板) ) 木條之木條之間留有間留有30mm30mm空隙，用以解決空隙，用以解決聲學(xué)和回風(fēng)聲學(xué)和回風(fēng)( (在殼體內(nèi)側(cè)紅在殼體內(nèi)側(cè)紅木吊頂與襯板之間西南和東木吊頂與襯板之間西南和東南側(cè)為回風(fēng)口南側(cè)為回風(fēng)口) )的技術(shù)問題。的技術(shù)問題。 鈦板外側(cè)水平環(huán)向沿鈦板外側(cè)水平環(huán)向沿板縫設(shè)有清洗軌道，鈦板縫板縫設(shè)有清洗軌道，鈦板縫中布置了由下部引上的清洗中布置了由下部引上的清洗水管，并在相應(yīng)位置預(yù)留了水管，并在相應(yīng)位置預(yù)留了接管點，可直接用軟

32、管清洗。接管點，可直接用軟管清洗。清洗保潔人員可通過室內(nèi)歌清洗保潔人員可通過室內(nèi)歌劇院頂部的預(yù)留人孔，上達劇院頂部的預(yù)留人孔，上達殼體玻璃與紅木吊頂內(nèi)，然殼體玻璃與紅木吊頂內(nèi)，然后沿檢修馬道至殼體頂部的后沿檢修馬道至殼體頂部的排煙窗，由排煙窗上至殼體排煙窗，由排煙窗上至殼體外部，利用可沿軌道滑行的外部，利用可沿軌道滑行的活動梯子，進行日常的維護活動梯子，進行日常的維護和清理工作。和清理工作。殼體上均勻設(shè)置了殼體上均勻設(shè)置了9292個電動開啟的排煙窗，既個電動開啟的排煙窗，既解決了消防排煙，又能自然解決了消防排煙，又能自然通風(fēng)。通風(fēng)。設(shè)計根據(jù)古城設(shè)計根據(jù)古城門的門釘，沿鈦板豎向縫隙門的門釘，沿鈦

33、板豎向縫隙點綴了上萬個裝飾蘑菇頭，點綴了上萬個裝飾蘑菇頭，其中其中506506個是有夜間個是有夜間LEDLED照明照明效果的蘑菇燈。并通過蘑菇效果的蘑菇燈。并通過蘑菇頭做防雷系統(tǒng)與鋼構(gòu)件連接，頭做防雷系統(tǒng)與鋼構(gòu)件連接，直到接地。直到接地。玻璃玻璃 玻璃幕墻通過鋁合金玻璃幕墻通過鋁合金梁梁( (轉(zhuǎn)接件轉(zhuǎn)接件) )與主鋼架牛腿連與主鋼架牛腿連接。國家大劇院玻璃幕墻與接。國家大劇院玻璃幕墻與鋼結(jié)構(gòu)連接與普通幕墻不同，鋼結(jié)構(gòu)連接與普通幕墻不同，它的轉(zhuǎn)連接是用螺栓連接它的轉(zhuǎn)連接是用螺栓連接( (一般其他工程為焊接一般其他工程為焊接) )，轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)接件本身即為裝飾件，無需接件本身即為裝飾件，無需再單獨裝飾鋁

34、扣板。再單獨裝飾鋁扣板。金屬網(wǎng)金屬網(wǎng)建筑師利用金屬網(wǎng)的通透性，建筑師利用金屬網(wǎng)的通透性，使簡單厚重的建筑結(jié)構(gòu)在視覺上形使簡單厚重的建筑結(jié)構(gòu)在視覺上形成為多維空間，輕盈簡捷又不失空成為多維空間，輕盈簡捷又不失空間的縱深感站在殼體的公共空間內(nèi)，間的縱深感站在殼體的公共空間內(nèi)，人們可以看到弧形的金屬網(wǎng)從高處人們可以看到弧形的金屬網(wǎng)從高處垂下，將歌劇院與殼體公共空間分垂下，將歌劇院與殼體公共空間分隔開來隱隱透出淡黃色人們可以透隔開來隱隱透出淡黃色人們可以透過金屬網(wǎng)看到歌劇院環(huán)廊內(nèi)人們活過金屬網(wǎng)看到歌劇院環(huán)廊內(nèi)人們活動的場景，若隱若現(xiàn)，朦朧而神秘，動的場景，若隱若現(xiàn)，朦朧而神秘，激發(fā)人們的好奇、想象和思

35、索。建激發(fā)人們的好奇、想象和思索。建筑師充分利用了金屬網(wǎng)的特點來提筑師充分利用了金屬網(wǎng)的特點來提升室內(nèi)的裝飾效果。升室內(nèi)的裝飾效果。 金屬網(wǎng)構(gòu)造其縱向采用金屬網(wǎng)構(gòu)造其縱向采用5 5根根2mm2mm不銹鋼繩索不銹鋼繩索 間距間距77mm77mm，橫向，橫向用用3.5mm3.5mm鋁鍍金色單纖絲桿，間鋁鍍金色單纖絲桿，間距距11mm11mm透過歌劇院的金屬網(wǎng)看外景透過歌劇院的金屬網(wǎng)看外景GRG裝飾板GRGGRG是以天然改良石膏為凝膠是以天然改良石膏為凝膠材料，以玻璃纖維為增強材料加材料，以玻璃纖維為增強材料加細(xì)集料和水細(xì)集料和水 制成的預(yù)制式新型裝制成的預(yù)制式新型裝飾板材。其特點是飾板材。其特點是 可隨意造型可隨意造型 可完全發(fā)揮建筑師的想象力，滿可完全發(fā)揮建筑師的想象力，滿足藝術(shù)的追求。它們具備不變形、足藝術(shù)的追求。它們具備不變形、質(zhì)量輕、強度高、防火環(huán)保、聲質(zhì)量輕、強度高、防火環(huán)保