國家大劇院建筑結(jié)構(gòu)分析課件

1、大跨度建筑分析Analysis of Long Span Construction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 National Centre for the Performing Arts 建筑介紹 中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)的水下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成，總占地面積11.89萬平方米，總建筑面積約16.5萬平方米，其中主體建筑10.5萬中國國家大劇院標志平方米，地下附屬設(shè)施6萬平方米?？偼顿Y額26

2、.88億人民幣。大劇院外觀夜景 主體建筑由外部圍護鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部2091個坐席的歌劇院(含站席2398)、1859個坐席的音樂廳(含站席2017)、957個坐席的戲劇院(含站席1040)、公共大廳及配套用房組成。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軸長度為212.20米，南北方向短軸長度為143.64米，建筑物高度為46.285米，基礎(chǔ)埋深的最深部分達到-32.5米。橢球形屋面主要采用鈦金屬板飾面，中部為漸開式玻璃幕墻。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達35500平方米，各種通道和入口都設(shè)在水面下。 國家大劇院高46.68米，比人民大會堂略低3.32米。建筑概況順臺階下到地下5米進

3、入大劇院，當然兩則也有無障礙車道人大劇院的進入口. 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。 國家大劇院主體建筑為獨特的超橢球形鋼結(jié)構(gòu)殼體。 殼體表面由鈦金屬板和超白透明玻璃共同組成，兩種材質(zhì)的巧妙拼接呈現(xiàn)出唯美的曲線，營造了舞臺帷幕徐徐拉開的視覺效果。 殼體外圍

4、被水色蕩漾的人工湖環(huán)繞，湖水如同一面清澈見底的鏡子，波光與倒影交相輝映，共同托起這個巨大而晶瑩的建筑。外部景觀大劇院的夜間照明.大劇院在白天外觀. 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. 鈦金屬板 大劇院殼體除部分為玻璃幕墻外，其它均為鈦金屬復(fù)合板裝飾 總面積約30800m2，每塊尺寸約2000mm800mm4mm的鈦板(0.3mm鈦板+3.4mm氧化鋁+0.3mm不銹鋼)，共使用了20000多塊。鈦金屬板最外層的0.3mm“貼膜”鈦金屬是日本進口的，并對其進行了特殊氧化處理以經(jīng)得起將來的清洗。其特點為化學性質(zhì)穩(wěn)定

5、常態(tài)下不易被氧化、表面金屬光澤極具質(zhì)感、自重輕、強度高、耐腐蝕、15年不變顏色。目前在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。材質(zhì)分析大劇院的多層結(jié)構(gòu)和功能廳.從滿足功能(防水、保溫、聲學、消防排煙等)及美觀效果方面出發(fā)，殼體的不同層次構(gòu)造都是經(jīng)過精心設(shè)計的，共分六層材料(從外向內(nèi)的順序)：鈦板(外裝飾)、錘紋鋁鎂合金板(防水)、16kgm3長玻璃纖維棉(保溫)、2mm鋼板(襯板)、100kgm3K13粉末(吸音)和紅木吊頂(內(nèi)裝飾)。主要構(gòu)造為 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2mm鋼襯板及T型碼，在2mm襯板上粘貼固定長玻璃纖維保溫層，其上為固定在T型碼上

6、防水板的，T型碼上再固定三次檁條，最外層的鈦板固定在三次檁條上，2mm襯板內(nèi)層噴K13的吸音材料，在主鋼梁內(nèi)側(cè)固定鋼龍骨安裝紅木吊頂。劇場內(nèi)的弧形樓梯.殼體內(nèi)層的裝飾，關(guān)系到整體空間的建筑效果，因此對深紅色木質(zhì)表面的選擇也經(jīng)過了仔細推敲。為此從技術(shù)和美學的角度研究了非洲和南美的樹種，最終選定非洲巴度紅木貼皮并經(jīng)防火處理的木條(寬120mm)，板厚約13mm(0.6mm的木皮+12mm多層阻燃板) 木條之間留有30mm空隙，用以解決聲學和回風(在殼體內(nèi)側(cè)紅木吊頂與襯板之間西南和東南側(cè)為回風口)的技術(shù)問題。 鈦板外側(cè)水平環(huán)向沿板縫設(shè)有清洗軌道，鈦板縫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

7、接管點，可直接用軟管清洗。清洗保潔人員可通過室內(nèi)歌劇院頂部的預(yù)留人孔，上達殼體玻璃與紅木吊頂內(nèi)，然后沿檢修馬道至殼體頂部的排煙窗，由排煙窗上至殼體外部，利用可沿軌道滑行的活動梯子，進行日常的維護和清理工作。殼體上均勻設(shè)置了92個電動開啟的排煙窗，既解決了消防排煙，又能自然通風。設(shè)計根據(jù)古城門的門釘，沿鈦板豎向縫隙點綴了上萬個裝飾蘑菇頭，其中506個是有夜間LED照明效果的蘑菇燈。并通過蘑菇頭做防雷系統(tǒng)與鋼構(gòu)件連接，直到接地。玻璃 玻璃幕墻通過鋁合金梁(轉(zhuǎn)接件)與主鋼架牛腿連接。國家大劇院玻璃幕墻與鋼結(jié)構(gòu)連接與普通幕墻不同，它的轉(zhuǎn)連接是用螺栓連接(一般其他工程為焊接)，轉(zhuǎn)接件本身即為裝飾件，無需

8、再單獨裝飾鋁扣板。GRG裝飾板GRG是以天然改良石膏為凝膠材料，以玻璃纖維為增強材料加細集料和水 制成的預(yù)制式新型裝飾板材。其特點是 可隨意造型 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、質(zhì)量輕、強度高、防火環(huán)保、聲音效果好板材表面光潔細膩等特點。建筑師充分利用其特點在大劇院內(nèi)許多部位應(yīng)用了這種材料。 板與結(jié)構(gòu)墻連接方式：預(yù)制板四周及中間為了加強板的強度及預(yù)埋件需要都設(shè)置了加強肋，在四周每邊預(yù)埋鋼板板通過轉(zhuǎn)接件與結(jié)構(gòu)墻固定的角鋼連接。石材國家大劇院室內(nèi)、外裝修使用的石材有幾大特點：品種多、全部國產(chǎn)稀有品種規(guī)格偏大。 又如大劇院以蘭花草手法處理的建筑符號貫穿于整個裝修內(nèi)，在柜臺(

9、售票、咖啡、服務(wù)等柜臺)_石材裝飾板上也充分體現(xiàn)出來，具體做法先將太白青石材磨光后用1mm鋼板做成蘭花草圖案的模具鋪在磨光石材上進行燒毛處理，這樣處理后石材板上未做燒毛處理的是黑亮色蘭花草葉效果頗具藝術(shù)感。公共區(qū)域設(shè)計手法一建筑符號 國家大劇院運用設(shè)計符號學理論，對建筑中的造型、色彩、材料進行了巧妙的應(yīng)用。 橄欖廳墻面石材之間磨砂玻璃上的不銹鋼鏡面蘭花草與上部深色蘭花草欄板相互映襯 通過水下長廊就進入橄欖廳水下長廊入口大劇院南部入口與北部入口“水下走廊”一起延伸至地下6m之處，觀眾通過水下長廊進入大劇院。北側(cè)主入口為80米長的水下長廊。南側(cè)入口和其它通道也均設(shè)在水下。觀眾進入大劇院時會發(fā)現(xiàn)他們

10、的頭頂之上是一片淺淺的水面。在入口處設(shè)有售票廳，水下長廊的兩邊設(shè)有藝術(shù)展示、藝術(shù)品商店等服務(wù)場所。國家大劇院北入口與北京地鐵1號線天安門西站相連，并有能容納1000輛機動車和1500輛自行車的地下停車場。根據(jù)安德魯?shù)脑O(shè)計大劇院從長安街后退了70米，空出70米全部變成綠地。歌劇院：金屬網(wǎng)包出“稻草屋” 歌劇院內(nèi)部也用這樣的金屬網(wǎng)包裹著，但看上去卻不覺得有金碧輝煌的冰冷，聲音穿過金屬網(wǎng)后再反射回來，形成“自然聲”， 這樣就形成了視覺的弧形和聽覺空間的多邊形，做到了建筑聲學和劇場美學的完美結(jié)合。 即使在沒有麥克風的條件下，舞臺上的聲音，臺下各個角落的觀眾都能聽到。 觀眾廳后墻是回聲的主要發(fā)源地，在后

11、墻做了足夠的寬頻帶吸聲材料，為了與觀眾廳裝修風格協(xié)調(diào)具體構(gòu)造，紫紅色絲布后面為玻璃絲棉吸聲材料大劇院主廳十分寬廣：金屬網(wǎng)裝飾墻面歌劇院觀眾廳內(nèi)墻面裝修采網(wǎng)格狀金屬網(wǎng)裝飾其橫向為2.5mm不銹鋼鋼絲鉸線(緯線)間距6mm縱向為2.5mm鋁合金棍(經(jīng)線)間距8mm從設(shè)計方面主要考慮二點聲學及裝飾效果音樂廳：建筑和聲學的完美結(jié)合音樂廳吊頂 音樂廳觀眾廳的平面形狀是稍有弧度的鞋盒型，它可提供豐滿而渾厚的音質(zhì)。觀眾座席圍繞演奏臺布置，即樂隊和伴唱演員在中間，觀眾在周圍，在空間上形成對演奏臺中心的圍合。這樣的布局最大限度保證了觀眾聽到均勻的自然聲。 觀眾廳周邊以扁而寬的橢圓形柱廊環(huán)繞，在柱子背后有耦合空間

12、，可提供晚期的混響時間。觀眾廳的高度和形狀確保了有足夠的體積，因而混響時間自然可得到滿足。GRC墻板 GRC是由抗堿玻璃纖維、石英砂和高強水泥按一定配比，使用模具(噴射)制作，一體成型。其特點與GRG類似：質(zhì)量輕、防火環(huán)保、聲音效果好，使用壽命長、安裝方面等特點。板的圖案樣式與具體構(gòu)造同前GRG墻板類似。 音樂廳的墻面與吊頂在材質(zhì)方面達到了整體統(tǒng)一，同時較硬材質(zhì)的材料在低頻維持較長的混響，且GRC起伏的墻面對音樂廳的演奏聲音起到漫反射的作用，既兼顧了功能，又兼顧了美觀。MLS聲學墻 樂隊演奏臺周圍的墻是聲學墻，即按照數(shù)學理論精確地計算出來的墻面凹凸形狀，縮寫術(shù)語稱為“MLS”，原意為“Math

13、ematics Length Sequence”，此墻的作用是，高度擴散反射，它可使樂師們有良好的相互聽聞，讓聲音均勻、柔和地反射、擴散保證坐在每個位置的觀眾，都能聽到同樣優(yōu)質(zhì)的聲音。凹凸墻體的構(gòu)造為用雙層木板(12mm 2厚)做出凹凸形狀，凸出部位里邊為密實的玻璃絲棉。聲音決定細節(jié) 聲音是一個劇院好與差最直接、最核心的元素。國家大劇院無論是從打基礎(chǔ)、做結(jié)構(gòu)，還是內(nèi)部設(shè)計和材料選擇上，無不圍繞著聲音而進行。在隔音、吸音、制造反射音上都獨具匠心。大劇院的音響全部采用“自然聲”，在沒有麥克風的條件下，舞臺上的聲音臺下各個角落的觀眾都能聽到。達到在舞臺中央撕一張紙，坐在最后一排的觀眾都聽得見的效果。結(jié)語 國家大劇院是世界上最大的劇院擁有世界上最大的穹頂，是世界上最深的建筑，擁有亞洲最大的管風琴。它像的蛋一樣，整體簡潔而富有美感，但又不乏活力，仿佛