國家大劇院建筑結(jié)構(gòu)分析

大跨跨度度建建筑筑分分析析AnalysisofLongSpanConstruction———中國國國國家家大大劇劇院院目錄錄·建筑筑簡簡紹紹·建筑筑構(gòu)構(gòu)成成·建筑筑材材質(zhì)質(zhì)分分析析·室內(nèi)內(nèi)裝裝飾飾分析析·建筑筑介介紹紹中國國國家家大大劇劇院院位位于于北北京京市市中中心心天天安安門門廣廣場場西西，，人人民民大大會會堂堂西西側(cè)側(cè)，，西西長長安安街街以以南南，，由由國國家家大大劇劇院院主主體體建建筑筑及及南南北北兩兩側(cè)側(cè)的的水水下下長長廊廊、、地地下下停停車車場場、、人人工工湖湖、、綠綠地地組組成成，，總總占占地地面面積積11.89萬萬平平方方米米，，總總建建筑筑面面積積約約16.5萬萬平平方方米米，，其其中中主主體體建建筑筑10.5萬萬中中國國國國家家大大劇劇院院標(biāo)標(biāo)志志平平方方米米，，地地下下附附屬屬設(shè)設(shè)施施6萬萬平平方方米米。?？偪偼锻顿Y資額額26.88億億人人民民幣幣。。大劇劇院院外外觀觀夜夜景景主體建建筑筑由由外外部部圍圍護(hù)護(hù)鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)殼殼體體和和內(nèi)內(nèi)部部2091個個坐坐席席的的歌歌劇劇院院(含含站站席席2398)、、1859個個坐坐席席的的音音樂樂廳廳(含含站站席席2017)、、957個個坐坐席席的的戲戲劇劇院院(含含站站席席1040)、、公公共共大大廳廳及及配配套套用用房房組組成成。。外外部部圍圍護(hù)護(hù)鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)殼殼體體呈呈半半橢橢球球形形，，平平面面投投影影東東西西方方向向長長軸軸長長度度為為212.20米米，，南南北北方方向向短短軸軸長長度度為為143.64米米，，建建筑筑物物高高度度為為46.285米米，，基基礎(chǔ)礎(chǔ)埋埋深深的的最最深深部部分分達(dá)達(dá)到到-32.5米米。。橢橢球球形形屋屋面面主主要要采采用用鈦鈦金金屬屬板板飾飾面面，，中中部部為為漸漸開開式式玻玻璃璃幕幕墻墻。。橢橢球球殼殼體體外外環(huán)環(huán)繞繞人人工工湖湖，，湖湖面面面面積積達(dá)達(dá)35500平平方方米米，，各各種種通通道道和和入入口口都都設(shè)設(shè)在在水水面面下下。。國國家家大大劇劇院院高高46.68米米，，比比人人民民大大會會堂堂略略低低3.32米米。?！そㄖ鸥艣r況順臺臺階階下下到到地地下下5米進(jìn)進(jìn)入入大大劇劇院院，，當(dāng)當(dāng)然然兩兩則則也也有有無無障障礙礙車車道道人人大劇劇院院的的進(jìn)進(jìn)入入口口.國家家大大劇劇院院工工程程于于2001年年12月月13日日開開工工，，于于2007年年9月月建建成成。。國國家家大大劇劇院院由由法法國國建建筑筑師師保保羅羅··安安德德魯魯主主持持設(shè)設(shè)計計，，設(shè)設(shè)計計方方為為法法國國巴巴黎黎機(jī)機(jī)場場公公司司。。國國家家大大劇劇院院建建筑筑屋屋面面呈呈半半橢橢圓圓形形，，由由具具有有柔柔和和的的色色調(diào)調(diào)和和光光澤澤的的鈦鈦金金屬屬覆覆蓋蓋，，前前后后兩兩側(cè)側(cè)有有兩兩個個類類似似三三角角形形的的玻玻璃璃幕幕墻墻切切面面，，整整個個建建筑筑漂漂浮浮于于人人造造水水面面之之上上，，行行人人需需從從一一條條80米米長長的的水水下下通通道道進(jìn)進(jìn)入入演演出出大大廳廳。。大大劇劇院院造造型型新新穎穎、、前前衛(wèi)衛(wèi)，，構(gòu)構(gòu)思思獨(dú)獨(dú)特特，，是是傳傳統(tǒng)統(tǒng)與與現(xiàn)現(xiàn)代代、、浪浪漫漫與與現(xiàn)現(xiàn)實實的的結(jié)結(jié)合合。。國家大劇劇院內(nèi)有有四個劇劇場，中中間為歌歌劇院、、東側(cè)為為音樂廳廳、西側(cè)側(cè)為戲劇劇場，南南門西側(cè)側(cè)是小劇劇場，四四個劇場場既完全全獨(dú)立又又可通過過空中走走廊相互互連通。。公共大大廳的地地板鋪著著20多種顏色色不一、、花紋各各異的名名貴石材材，公共共大廳天天花板由由名貴木木材拼貼貼成一片片片“桅桅帆”，，木質(zhì)的的紅色深深淺不一一，明暗暗相間。。來自法法國的著著名畫家家阿蘭·博尼用超超過20種不同的的紅色點(diǎn)點(diǎn)染大劇劇院的各各個部分分。整個個大劇院院的墻面面絲綢鋪鋪設(shè)面積積達(dá)到4000平方米。?！そㄖ?gòu)成成國家大劇劇院主體體建筑為為獨(dú)特的的超橢球球形鋼結(jié)結(jié)構(gòu)殼體體。殼殼體表面面由鈦金金屬板和和超白透透明玻璃璃共同組組成，兩兩種材質(zhì)質(zhì)的巧妙妙拼接呈呈現(xiàn)出唯唯美的曲曲線，營營造了舞舞臺帷幕幕徐徐拉拉開的視視覺效果果。殼殼體外外圍被水水色蕩漾漾的人工工湖環(huán)繞繞，湖水水如同一一面清澈澈見底的的鏡子，，波光與與倒影交交相輝映映，共同同托起這這個巨大大而晶瑩瑩的建筑?！ね獠烤坝^觀大劇院的的夜間照照明.大劇院在在白天外外觀.大劇院建建筑屋面面呈半橢橢圓型,由鈦金金屬板覆覆蓋,前前后兩側(cè)側(cè)有兩個個類似似三角角形的漸漸開式玻玻璃幕墻墻切面,整個建建筑漂浮浮于人造造水面之之上.國家大劇劇院主體體建筑鋼鋼結(jié)構(gòu)超超橢球體體殼為一一個超大大空間殼殼體，殼殼體是經(jīng)經(jīng)過精確確數(shù)字計計算得出出的系數(shù)數(shù)為2.24的超級橢橢球，它它集建筑筑、材料料、設(shè)備備等高科科技于一一身，其其外圍護(hù)護(hù)裝飾板板面積約約36000m2。巨大的的殼體是是建筑與與結(jié)構(gòu)的的融合體體、墻面面與頂面面渾然一一體沒有有界限。。整個鋼鋼殼體由由頂環(huán)梁梁、鋼架架構(gòu)成骨骨架，148榀(其中102榀不露明明，46榀露明)弧形鋼架架呈放射射狀分布布，鋼架架之間由由連桿、、斜撐連連接，殼殼體鋼架架從外觀觀看似是是落在水水中，實實際上下下部是支支撐在3m寬>2m高的巨大大混凝土土圈梁上上。設(shè)計計考慮到到方便施施工及加加工周期期問題，，殼體鋼鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件盡量量標(biāo)準(zhǔn)化化，并易易于裝配配。·主體結(jié)構(gòu)構(gòu)大劇院建建筑屋面面呈半橢橢圓型,由鈦金金屬板覆覆蓋,前前后兩側(cè)側(cè)有兩個個類似似三角角形的漸漸開式玻玻璃幕墻墻切面,整個建建筑漂浮浮于人造造水面之之上.鈦金屬板大劇院殼體除除部分為玻璃璃幕墻外，其其它均為鈦金金屬復(fù)合板裝裝飾總面積積約30800m2，每每塊尺寸約2000mm>800mm>4mm的鈦板(0.3mm鈦鈦板+3.4mm氧化鋁鋁+0.3mm不銹鋼)，共使用了了20000多塊。鈦金金屬板最外層層的0.3mm“貼膜””鈦金屬是日日本進(jìn)口的，，并對其進(jìn)行行了特殊氧化化處理以經(jīng)得得起將來的清清洗。其特點(diǎn)點(diǎn)為化學(xué)性質(zhì)質(zhì)穩(wěn)定常態(tài)下下不易被氧化化、表面金屬屬光澤極具質(zhì)質(zhì)感、自重輕輕、強(qiáng)度高、、耐腐蝕、15年不變顏顏色。目前在在國際上還沒沒有這么大面面積在建筑物物表面使用鈦鈦金屬板的先先例?！げ馁|(zhì)分析大劇院的多層層結(jié)構(gòu)和功能能廳.從滿足功能(防水、保溫、、聲學(xué)、消防防排煙等)及美觀效果方方面出發(fā)，殼殼體的不同層層次構(gòu)造都是是經(jīng)過精心設(shè)設(shè)計的，共分分六層材料(從外向內(nèi)的順順序)：鈦板(外裝飾)、錘紋鋁鎂合合金板(防水)、16kg／m3長玻璃纖維棉棉(保溫)、2mm鋼板(襯板)、100kg／m3K13粉末(吸音)和紅木吊頂(內(nèi)裝飾)。主要構(gòu)造為為主鋼梁上上的調(diào)節(jié)牛腿腿固定檁條及及次檁一條，，在次檁條上上固定2mm鋼襯板及T型碼，在2mm襯板上粘貼固固定長玻璃纖纖維保溫層，，其上為固定定在T型碼上防水板板的，T型碼上再固定定三次檁條，，最外層的鈦鈦板固定在三三次檁條上，，2mm襯板內(nèi)層噴K13的吸音材料，，在主鋼梁內(nèi)內(nèi)側(cè)固定鋼龍龍骨安裝紅木木吊頂。劇場內(nèi)的弧形形樓梯.殼體內(nèi)層的裝裝飾，關(guān)系到到整體空間的的建筑效果，，因此對深紅紅色木質(zhì)表面面的選擇也經(jīng)經(jīng)過了仔細(xì)推推敲。為此從從技術(shù)和美學(xué)學(xué)的角度研究究了非洲和南南美的樹種，，最終選定非非洲巴度紅木木貼皮并經(jīng)防防火處理的木木條(寬120mm)，板厚約13mm(0.6mm的木皮+12mm多層阻燃板)木條之間留有有30mm空隙，用以解解決聲學(xué)和回回風(fēng)(在殼體內(nèi)側(cè)紅紅木吊頂與襯襯板之間西南南和東南側(cè)為為回風(fēng)口)的技術(shù)問題。。鈦板外側(cè)水平平環(huán)向沿板縫縫設(shè)有清洗軌軌道，鈦板縫縫中布置了由由下部引上的的清洗水管，，并在相應(yīng)位位置預(yù)留了接接管點(diǎn)，可直直接用軟管清清洗。清洗保保潔人員可通通過室內(nèi)歌劇劇院頂部的預(yù)預(yù)留人孔，上上達(dá)殼體玻璃璃與紅木吊頂頂內(nèi)，然后沿沿檢修馬道至至殼體頂部的的排煙窗，由由排煙窗上至至殼體外部，，利用可沿軌軌道滑行的活活動梯子，進(jìn)進(jìn)行日常的維維護(hù)和清理工工作。殼體上均勻設(shè)設(shè)置了92個電動開啟的的排煙窗，既既解決了消防防排煙，又能能自然通風(fēng)。。設(shè)計根據(jù)古城城門的門釘，，沿鈦板豎向向縫隙點(diǎn)綴了了上萬個裝飾飾蘑菇頭，其其中506個是有夜間LED照明效果的蘑蘑菇燈。并通通過蘑菇頭做做防雷系統(tǒng)與與鋼構(gòu)件連接接，直到接地地。玻璃玻璃幕墻通過過鋁合金梁(轉(zhuǎn)接件)與與主鋼架牛腿腿連接。國家家大劇院玻璃璃幕墻與鋼結(jié)結(jié)構(gòu)連接與普普通幕墻不同同，它的轉(zhuǎn)連連接是用螺栓栓連接(一般般其他工程為為焊接)，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)接件本身即即為裝飾件，，無需再單獨(dú)獨(dú)裝飾鋁扣板板。·金屬網(wǎng)建筑師利用金金屬網(wǎng)的通透透性，使簡單單厚重的建筑筑結(jié)構(gòu)在視覺覺上形成為多多維空間，輕輕盈簡捷又不不失空間的縱縱深感站在殼殼體的公共空空間內(nèi)，人們們可以看到弧弧形的金屬網(wǎng)網(wǎng)從高處垂下下，將歌劇院院與殼體公共共空間分隔開開來隱隱透出出淡黃色人們們可以透過金金屬網(wǎng)看到歌歌劇院環(huán)廊內(nèi)內(nèi)人們活動的的場景，若隱隱若現(xiàn)，朦朧朧而神秘，激激發(fā)人們的好好奇、想象和和思索。建筑筑師充分利用用了金屬網(wǎng)的的特點(diǎn)來提升升室內(nèi)的裝飾飾效果。金屬網(wǎng)構(gòu)造其其縱向采用5根φ2mm不銹鋼繩索索間距77mm，橫向向用φ3.5mm鋁鍍金金色單纖絲桿桿，間距11mm透過歌劇院的的金屬網(wǎng)看外外景·GRG裝飾板板GRG是以天天然改良石膏膏為凝膠材料料，以玻璃纖纖維為增強(qiáng)材材料加細(xì)集料料和水制成成的預(yù)制式新新型裝飾板材材。其特點(diǎn)是是可隨意造造型可完全全發(fā)揮建筑師師的想象力，，滿足藝術(shù)的的追求。它們們具備不變形形、質(zhì)量輕、、強(qiáng)度高、防防火環(huán)保、聲聲音效果好板板材表面光潔潔細(xì)膩等特點(diǎn)點(diǎn)。建筑師充充分利用其特特點(diǎn)在大劇院院內(nèi)許多部位位應(yīng)用了這種種材料。板與結(jié)構(gòu)墻連連接方式：預(yù)預(yù)制板四周及及中間為了加加強(qiáng)板的強(qiáng)度度及預(yù)埋件需需要都設(shè)置了了加強(qiáng)肋，在在四周每邊預(yù)預(yù)埋鋼板板通通過轉(zhuǎn)接件與與結(jié)構(gòu)墻固定定的角鋼連接接?！な膰掖髣≡菏沂覂?nèi)、外裝修修使用的石材材有幾大特點(diǎn)點(diǎn)：品種多、、全部國產(chǎn)稀稀有品種規(guī)格格偏大。又如大劇院以以蘭花草手法法處理的建筑筑符號貫穿于于整個裝修內(nèi)內(nèi)，在柜臺(售票、咖啡啡、服務(wù)等柜柜臺)_石材材裝飾板上也也充分體現(xiàn)出出來，具體做做法先將太白白青石材磨光光后用1mm鋼板做成蘭蘭花草圖案的的模具鋪在磨磨光石材上進(jìn)進(jìn)行燒毛處理理，這樣處理理后石材板上上未做燒毛處處理的是黑亮亮色蘭花草葉葉效果頗具藝藝術(shù)感。·藝術(shù)燈具建筑的照明已已被越來越多多的建筑師所所重視，它已已成為建筑創(chuàng)創(chuàng)作中不可缺缺少的重要環(huán)環(huán)節(jié)，一個好好的建筑師在在建筑創(chuàng)作中中就應(yīng)把選用用何種建筑裝裝飾材料、建建筑風(fēng)格和需需要何種照明明放在一起綜綜合考慮。在國家大劇院院設(shè)計中，無無論是室外還還是室內(nèi)，建建筑師親自參參與了光源及及燈具的設(shè)計計，把燈具視視為工程設(shè)計計的一種建筑筑裝飾材料，，從傳統(tǒng)的設(shè)設(shè)計方式跳出出來，用一種種新的思路重重新審視燈具具與建筑的完完美結(jié)合方式式。建筑師最最大的愿望，，是讓燈具變變成一件雕塑塑品，產(chǎn)生視視覺美感，創(chuàng)創(chuàng)造優(yōu)美的藝藝術(shù)效果。歌劇院里燈光光璀璨·公共區(qū)域設(shè)計手法一建建筑符號國家大劇院運(yùn)運(yùn)用設(shè)計符號號學(xué)理論，對對建筑中的造造型、色彩、、材料進(jìn)行了了巧妙的應(yīng)用用。橄欖廳墻面石石材之間磨砂砂玻璃上的不不銹鋼鏡面蘭蘭花草與上部部深色蘭花草草欄板相互映映襯通過水下長廊廊就進(jìn)入橄欖欖廳·水下長廊入口口大劇院南部入入口與北部入入口“水下走走廊”一起延延伸至地下6m之處，觀眾通通過水下長廊廊進(jìn)入大劇院院。北側(cè)主入入口為80米長的水下長長廊。南側(cè)入入口和其它通通道也均設(shè)在在水下。觀眾眾進(jìn)入大劇院院時會發(fā)現(xiàn)他他們的頭頂之之上是一片淺淺淺的水面。。在入口處設(shè)設(shè)有售票廳，，水下長廊的的兩邊設(shè)有藝藝術(shù)展示、藝藝術(shù)品商店等等服務(wù)場所。。國家大劇院院北入口與北北京地鐵1號線天安門西西站相連，并并有能容納1000輛機(jī)動車和1500輛自行車的地地下停車場。。根據(jù)安德魯魯?shù)脑O(shè)計大劇劇院從長安街街后退了70米，空出70米全部變成綠綠地。·歌劇院：金屬屬網(wǎng)包出“稻草屋”歌劇院內(nèi)部也也用這樣的金金屬網(wǎng)包裹著著，但看上去去卻不覺得有有金碧輝煌的的冰冷，聲音音穿過金屬網(wǎng)網(wǎng)后再反射回回來，形成““自然聲”，，這樣就形形成了視覺的的弧形和聽覺覺空間的多邊邊形，做到了了建筑聲學(xué)和和劇場美學(xué)的的完美結(jié)合。。即使在沒沒有麥克風(fēng)的的條件下，舞舞臺上的聲音音，臺下各個個角落的觀眾眾都能聽到。。觀眾廳后墻是是回聲的主要要發(fā)源地，在在后墻做了足足夠的寬頻帶帶吸聲材料，，為了與觀眾眾廳裝修風(fēng)格格協(xié)調(diào)具體構(gòu)構(gòu)造，紫紅色色絲布后面為為玻璃絲棉吸吸聲材料大劇院主廳十十分寬廣：金屬網(wǎng)裝飾墻墻面歌劇院觀眾廳廳內(nèi)墻面裝修修采網(wǎng)格狀金金屬網(wǎng)裝飾其其橫向為φ2.5mm不銹鋼鋼絲鉸鉸線(緯線)間距6mm縱向為φ2.5mm鋁合金棍(經(jīng)線)間距8mm從設(shè)計方面主主要考慮二點(diǎn)點(diǎn)聲學(xué)及裝飾飾效果·音樂廳：建筑筑和聲學(xué)的完完美結(jié)合音樂廳吊頂音樂廳觀眾廳廳的平面形狀狀是稍有弧度度的鞋盒型，，它可提供豐豐滿而渾厚的的音質(zhì)。觀眾眾座席圍繞演演奏臺布置，，即樂隊和伴伴唱演員在中中間，觀眾在在周圍，在空空間上形成對對演奏臺中心心的圍合。這這樣的布局最最大限度保證證了觀眾聽到到均勻的自然然聲。觀眾廳周邊以以扁而寬的橢橢圓形柱廊環(huán)環(huán)繞，在柱子子背后有耦合合空間，可提提供晚期的混混響時間。觀觀眾廳的高度度和形狀確保保了有足夠的的體積，因而而混響時間自自然可得到滿滿足。完美的天花板板音樂廳的天花花板像形狀不不規(guī)則的白色色浮雕像一片片起伏的沙丘丘，又似海浪浪沖刷的海灘灘，有利于聲聲音的擴(kuò)散。。為了達(dá)到聲聲效的完美，，在頂棚的下下面還懸掛了了一面由清華華大學(xué)學(xué)生親親手用玻璃纖纖維混凝土做做得龜背形狀狀的集中式反反聲板，它的的作用是將聲聲音向四面八八方散射。GRC墻板GRC是由抗抗堿玻璃纖維維、石英砂和和高強(qiáng)水泥按按一定配比，，使用模具(噴射)制作作，一體成型型。其特點(diǎn)與與GRG類似似：質(zhì)量輕、、防火環(huán)保、、聲音效果好好，使用壽命命長、安裝方方面等特點(diǎn)。。板的圖案樣樣式與具體構(gòu)構(gòu)造同前GRG墻板類似似。音樂廳的墻面面與吊頂在材材質(zhì)方面達(dá)到到了整體統(tǒng)一一，同時較硬硬材質(zhì)的材料料在低頻維持持較長的混響響，且GRC起伏的墻面面對音樂廳的的演奏聲音起起到漫反射的的作用，既兼兼顧了功能，，又兼顧了美美觀。MLS聲學(xué)墻墻樂隊演奏臺周周圍的墻是聲聲學(xué)墻，即按按照數(shù)學(xué)理論論精確地計算算出來的墻面面凹凸形狀，，縮寫術(shù)語稱稱為“MLS”，原意為“MathematicsLengthSequence”，此墻的作用用是，高度擴(kuò)擴(kuò)散反射，它它可使樂師們們有良好的相相互聽聞，讓讓聲音均勻、、柔和地反射射、擴(kuò)散保證證坐在每個位位置的觀眾，，都能聽到同同樣優(yōu)質(zhì)的聲聲音。凹凸墻墻體的構(gòu)造為為用雙層木板板(12mm>2厚)做出凹凸形形狀，凸出部部位里邊為密密實的玻璃絲絲棉?！騽觯翰馁|(zhì)質(zhì)多重展示戲劇場是國家家大劇院最具具民