悉尼歌剧院 建筑技术分析

小组成员 徐雯许雅涵孙天一夏赟马权刘磊 悉尼歌剧院 悉尼歌剧院于1959年3月在澳大利亚新南威尔士州首府悉尼市贝尼郎岬岛角破土动工 歌剧院三面环水 整个建筑花费1 2亿美元与14年的时间 于1973年10月落成 剧院占地1 84公顷 总建筑面积为88258m 坐落在距海平面19m高的花岗岩台阶上 长183m 宽118m 高67m 建筑造型犹如一组扬帆出海的船队 也像一枚枚屹立在海难上的洁白大贝壳 为悉尼的标志 建筑介绍1 悉尼歌剧院是从50年代开始构思兴建 1955年起公开搜集世界各地的设计作品 至1956年共有32个国家233个作品参选 后来丹麦建筑师约恩 乌松的设计屏雀中选 约恩 乌松的设计灵感来自于橙子皮 建筑介绍2 歌剧院建筑的中标者为当年38岁的丹麦年轻建筑师约恩 乌松提交的方案 在全世界233份建筑设计方案中 他做的壳形方案被当时的评委会主席艾罗 萨里宁所欣赏并采用 结构工程师为世界极顶尖结构大师阿鲁普及其领导的阿鲁普结构研究所 可以说 没有这一世界顶尖结构工程公司的鼎力协助 约恩 乌松设计的歌剧院可能会成为 纸上谈兵 设计师介绍 建筑功能以及功能区的划分1 悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片 分别对应大音乐厅 歌剧院和贝尼朗餐厅三部分 第一组壳片 大音乐厅 第二组壳片 歌剧院 第三组壳片 贝尼朗餐厅 N 音乐厅是悉尼歌剧院最大的厅堂 共可容纳2679名观众 通常用于举办交响乐 室内乐 歌剧 舞蹈 合唱等多种表演 建筑功能以及功能区的划分2 歌剧厅较音乐厅为小 拥1547个座位 主要用于歌剧 芭蕾舞和舞蹈表演 建筑功能以及功能区的划分3 建筑功能以及功能区的划分4 建筑寓意 1 悉尼歌剧院如同一组洁白的雕塑 如同海边礁石上巨大的贝壳 2 又丰富一组迎风扬帆的船队 与海湾中的片片白帆相互掩映 富有诗意 充满浪漫的色彩 建筑亮点与优势1 第五立面 即在满足东 南 西 北四立面需要漂亮的基础上 还应当有一个从上面看下来也十分优美的 第五立面 于是约翰 乌松按照这一理念设计了壳形的屋顶与巨大的基座 建筑亮点与优势2 歌剧厅内部为了避免在演出时墙壁反光 墙壁一律用暗光的夹板镶成 地板和天花板用本地出产的黄杨木和桦木制成 弹簧椅蒙上红色光滑的皮套 舞台配有两幅幕布 一幅图案用红 黄 粉红3色构成 称 日幕 另一幅用深蓝色 绿色 棕色组成 称 月幕 空间技术 色彩元素构成的空间 建筑利用贝壳状的造型营造出有趣丰富的空间 第一组壳片在地段西侧 四对壳片成串排列 三对朝北 一对朝南 内部是大音乐厅 第二组在地段东侧 与第一组大致平行 形式相同而规模略小的歌剧厅 第三组在它们的西南方 规模最小 由两对壳片组成 里面是餐厅 其他房间都巧妙地布置在基座内 空间技术 造型构成的空间 悉尼歌剧院在外观整体上看 有由十对壳体组成的组白色壳状屋顶 两个剧院占用两组大的壳体 另外一组小壳体为餐厅 其中歌剧厅 音乐厅与休息厅并排而立 各由四块巨大的壳状屋顶覆盖 空间技术 结构构件构成的空间 建筑结构分析 拱肋结构组合体 对于悉尼歌剧院而言 单个壳体之间的组合是其屋顶的基本组成成分 在扇形拱肋间形成的空的部位的结构组合上 采用梁板式结构体系 以拱肋的主体结构为基础 于拱肋上搭梁 并且因交接处应力的集中 在结构交接处的部位梁截面较厚 从而形成了这样的一个传力体系 来自屋面板的压力传递给梁 再传递给作为主体结构的拱肋 最后传至大石座基础 壳体结构是由曲面形板与边缘构件 梁 拱或桁架 组成的空间结构 优点是具有很好的空间传力性能 能以较小的构件厚度形成承载能力高 刚度大的承重结构 能覆盖或围护大跨度的空间而不需中间支柱 能兼承重结构和围护结构的双重作用 从而节约结构材料 建筑结构分析 壳体结构1 建筑结构分析 壳体结构2 共同的球体模具不同大小的小壳片壳体歌剧院屋顶壳体 浇筑拼接拼接 条形结构为壳体下面的预制肋骨 建筑结构分析 壳体结构3 贝壳形尖屋顶 是由2194块每块重15 3吨的弯曲形混凝土预制件 用钢缆拉紧拼成的 建筑结构分析 壳体架构4 尖顶壳 外表用白格子釉磁铺盖 贝壳形状屋顶 是由2194块每块重15 3吨得弯曲形混凝土预制件 用钢缆拉紧拼成的 外表覆盖着150万块白色或奶油色的瓷砖 这个建筑是1964年 开始建造 所以 用的是普通硅酸盐水泥 冷拉钢筋 用钢栓粘接 环氧树脂固化 建筑施工技术1 壳体的工程建造遇到十分巨大的困难 在设计过程的开始阶段 这些 壳 被定义为由一系列的混凝土构件组成的排骨支撑起来的抛物线 然而 奥雅纳工程顾问公司的工程师们找不到一个建造这些 壳 的方法 使用原地浇筑的混凝土来建造的计划由于造价高昂而遭到了否决 因为屋顶的结构不同 这样就要求有不同的模具 最终导致造价高昂 建筑施工技术2 从1957年到1963年 在最后找到一个经济上可以接受的解决办法之前 设计队伍反复尝试了12种不同的建造 壳 的方法 包括抛物线结构 圆形肋骨和椭圆体 在 壳 的设计工作是最早利用电脑进行构造分析来完成构造分析的工作之一 在1961年中期 设计队伍找到了一个解决办法 所有的 壳 都由球体创建而来 该办法可以使用那一个共同的模具浇注出不同长度的圆拱 然后将若干有着相似长度的圆拱段放在一起形成一个球形的剖面 究竟谁是这个解决办法的发明者成了一些争论的主题 建筑施工技术3 伍重与他的结构工程设计师阿鲁普从1957年研究到1961年也未能找到壳体的完善的解决方案 但是皇天不负有心人 伍重终究找到了圆满的不可移易的答案 在一个半径为75米的球面上截取全部的十个三角形来悉尼歌剧院的壳体群 这使得全部壳体曲率统一 计算简单化 施工标准化 统一的曲率成为了造型的公分母 仿佛使得自由随意的形体有了潜在的韵律而变得和谐 这座 雕塑 总算 建筑化 了 成为了建筑师的作品 建筑施工技术4 壳 由HornibrookGroupPtyLtd建造 Hornibrook在工厂中制成了2400件预制肋骨和4000件屋顶面板 这加快了工程的进度 这个解决办法的成