国家大剧院结构设.ppt

国家大剧院结构设计 国家大剧院结构设计 n国家大剧院工程总建筑面积约为19.4万平方米，由北 侧(201区)、中心(202区)以及南侧建筑(203区)三部 分构成；202区作为主体建筑，其外观为一个超级椭 圆形壳体，内部设有2416座歌剧院、2017座音乐厅 、1040座戏剧场。三剧场的地下部分结构相连，地 上部分结构相对独立。椭圆形壳体四周有水池环绕， 水池面积达35000平方米。国家大剧院工程的建筑最 大埋深为32.5米，地下最底层位于-21.89米，歌剧院 舞台下最深处标高层为-27.5米。该工程建筑等级为 特级，结构设计使用寿命为100年，结构形式为框架 剪力墙结构，椭圆形屋顶采用钢结构壳体，内部无支 点。椭球形壳体结构由钢筋混凝土环梁支撑，钢结构 壳体外饰为钛板，中部安装玻璃。 国家大剧院结构设计 -设计师简介 n 保罗安德鲁（Paul Andreu），1938年出生于法国波尔多市 附近的冈戴昂，毕业于法国高等工科学校（1961年）、法国道 桥学院（1963）和巴黎美术学院（1968年）。1967年，他设计 了圆形的巴黎戴高乐机场候机楼。从此，作为巴黎机场公司的 首席建筑师，他设计了尼斯、雅加达、开罗、上海等国际机场 ，日本关西国际机场的基本概念也出自安德鲁之手。他参与过 许多大型项目的建设，像巴黎德方斯地区的大拱门、英法跨海 隧道的法方终点站等。1999年，安德鲁领导的巴黎机场公司与 清华大学合作，经过两轮竞赛三次修改，在中国国家大剧院国 际竞赛中36个设计单位的69个方案中夺标。1999年7月，获选 为最终的建设方案。安德鲁曾说“我想打破中国的传统，当你要 去剧院，你就是想进入一块梦想之地”。安德鲁这样形容他的作 品巨大的半球仿佛一颗生命的种子。“中国国家大剧院要表 达的，就是内在的活力，是在外部宁静笼罩下的内部生机。一 个简单的鸡蛋壳，里面孕育着生命。这就是我的设计灵魂：外 壳、生命和开放。” 国家大剧院结构设计 n 国家大剧院工程屋盖为椭圆形壳体钢结构。壳体钢骨架总重 达6750吨。整个壳体结构坐落在一个环形有局部钢箱梁的钢 筋混凝土结构上，此环梁环绕202区一周，中心线周长560米 ，是钢屋盖与混凝土结构的连接部分。在玻璃幕屋面下有76个 406预埋通风钢弯管，2072个壳体钢结构地脚预埋螺栓套管 ，在通风弯管范围内设有40毫米厚的钢箱。环梁钢筋横断面配 有736根28通长主筋，环梁混凝土强度等级为C50。钢筋约 2000吨，40毫米厚钢板570吨，混凝土4000立方米。环梁凌空 高度大多为1米，最大高度为5米；结构跨度多为45米，南 北入口处最大宽度为10.3米。混凝土环梁自重大，每1米长重 量为17.83吨，梁底模板支撑多，大部分梁下净空小，拆模困 难；环梁一侧距现有内环墙结构仅200毫米，模板支拆困难。 环梁内设有大量折线状矩形钢箱梁、预埋螺栓套管，位置、标 高的精度要求极高，给施工测量、监控造成极大困难。 国家大剧院结构设计 n 该工程主要施工难点一是壳体为超大型空间结构， 且呈非正椭圆体球，跨度大，技术复杂，施工空间 定位测量难度大。二是工程场区水文地质条件复杂 ，地下水丰富，承压水头高，基础超常埋深，属北 京地区之最，对建筑物防水抗渗技术要求高。三是 结构平面复杂，呈椭圆状布局，曲线墙体较多，由 多种结构体系组成。平、立面布置交错，分界、分 层不规则，无标准结构层，不利于模板周转使用和 平面分区流水。 n国家大剧 院内有三 个剧场， 中间为歌 剧院、东 侧为音乐 厅、西侧 为戏剧场 ，三个剧 场既完全 独立又可 通过空中 走廊相互 连通 国家大剧院结构设计 国家大剧院结构设计 -歌剧院 n歌剧院舞台采用“品”字形舞台形式，由一个主台、两个侧台和 一个后台构成，舞台具备推、拉、升、降、转五大功能，可迅 速地切换布景。其中，主舞台有6 个升降台，既可整体升降又 可分别单独升降。舞台的左、右侧台各有6台可以横向移动的 车台，通过主舞台升降台互换位置，可以迁换场景。后舞台下 方距地面15米处，储存有一个芭蕾舞台台板，主舞台升降台下 降后，芭蕾舞台可移动到主舞台台面上，用于芭蕾舞演出。台 面用的是俄勒冈木，并用三层结构来增加弹性，保护了芭蕾舞 演员的足尖。这也是国内面积最大的无缝隙专用芭蕾舞台板， 台面可倾斜至5.7度。由于穹顶高度的限制舞台和部分观众席位 于地下。舞台上方栅顶高度为32米。吊杆、灯光桥、灯光渡桥 通过钢丝绳悬挂在空中。61道电动吊杆，78台轨道单点吊机， 24台自由单点吊机，灯光桥、灯光渡桥、灯光吊架将1588盏用 于演出的灯具点缀在歌剧院舞台的上方，灯光反应快，可以在 几秒钟内变换造型。舞台顶部还设置了60多道吊杆和幕布，可 以制造不同的演出场景。 国家大剧院结构设计 -歌剧院 国家大剧院结构设计 -音乐厅 n音乐厅的观众席围绕在舞台四周，设有池座一 层和楼座二层，共有观众席1859个（包括合唱 区）。演奏台设在观众厅一侧，演奏台宽24米 、深15米、能容120人的乐队演奏。演奏台设 有3个升降台，在演奏台前部设有钢琴升降台 。四周围的数码墙有如站立起来的钢琴琴键， 其凹凸的尺寸和形状是由数论精确计算得出， 使声音均匀、柔和地扩散反射。在演奏台后设 有可供 180人合唱队使用的观众席合唱区。 国家大剧院结构设计 -音乐厅 国家大剧院结构设计 -戏剧场 n戏剧场拥有世界上最为先进的戏剧舞台，舞 台采用由镜框式舞台到伸缩式舞台的可变化 形式，设有主舞台、左、右辅台和后舞台。 主舞台设置的“鼓筒