国家大剧院建筑结构分析课件
学、消防排烟等)及美观效果方面
出发,壳体共分六层材料(从外向
内的顺序):钛板(外装饰)、锤纹
铝镁合金板(防水)、玻璃纤维棉
(保温)、2mm钢板(衬板)、100kg
/m3K13粉末(吸音)和红木吊顶
(内装饰)。主要构造为主钢梁上
的调节牛腿固定檩条及次檩一条,
在次檩条上固定2mm钢衬板及T
型码,在2mm衬板上粘贴固定长
大剧院选址
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·建筑概况
主体建筑由外部围护钢结
构壳体和内部歌剧院、音乐厅、 戏剧院、公共大厅及配套用房组 成。椭球壳体外环绕人工湖,湖 面面积达35500平方米,通道和 入口都设在水面下。外部围护钢 结构壳体呈半椭球形,平面投影 东西方向长轴长度为212.20米, 南北方向短轴长度为143.64米, 建筑物高度为46.285米,基础埋 深的最深部分达到-32.5米。椭球 形屋面主要采用钛金属板饰面, 中部为渐开式玻璃幕墙。国家大 剧院高46.68米,比人民大会堂略 低3.32米。
大剧院壳体除部分为玻璃
幕墙外,其它均为钛金属复合板
装饰 总面积约30800m2,每块尺 寸约2000mm>800mm>4mm的钛
钛金属板
板(0.3mm钛板+3.4mm氧化铝
+0.3mm不锈钢),共使用了20000
多块。钛金属板最外层的
0.3mm“贴膜”钛金属是日本进
口的,并对其进行了特殊氧化处
理以经得起将来的清洗。其特点
剧场内的弧形楼梯.
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钛板外侧水平环向沿板
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·建筑外观
国家大剧院主体建筑
为独特的超椭球形钢结构壳 体。 壳体表面由钛金属板和 超白透明玻璃共同组成,两 种材质的巧妙拼接呈现出唯 美的曲线,营造了舞台帷幕 徐徐拉开的视觉效果。
壳体外围被水色荡漾的人 工湖环绕,湖水如同一面清 澈见底的镜子,波光与倒影 交相辉映,共同托起这个巨 大而晶莹的建筑。
大剧院的进入口.
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·建筑构成
国家大剧院内有四个剧场,中间为歌剧院、东侧为音乐厅、西侧
为戏剧场,南门西侧是小剧场,四个剧场既完全独立又可通过空中走廊 相互连通。公共大厅的地板铺着20多种颜色不一、花纹各异的名贵石材, 公共大厅天花板由名贵木材拼贴成一片片“桅帆”,木质的红色深浅不 一,明暗相间。来自法国的著名画家阿兰·博尼用超过20种不同的红色 点染大剧院的各个部分。整个大剧院的墙面丝绸铺设面积达到4000平方米。
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各类薄壳结构屋顶
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整个钢壳体共有148
榀梁架,短轴可见区域的梁 架截面仅为60mm钢板制作 的梁板,不可见区域为上下 翼缘不等宽焊接H型钢截面, 整体线性屈曲特性值约3.5, 按国内规范原是不通过的。 按照国内规范用钢远超过 6750t,原设计用钢将达8万 吨。这一设计节约了大量钢 材。
玻璃纤维保温层,其上为固定在
T型码上防水板的,T型码上再固
定三次檩条,最外层的钛板固定
在三次檩条上,2mm衬板内层喷
K13的吸音材料,在主钢梁内侧 固定钢龙骨安装红木吊顶。
大剧院的多层结构和功能厅.
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壳体内层的装饰,关系到
整体空间的建筑效果,因此对深 红色木质表面的选择也经过了仔 细推敲。为此从技术和美学的角 度研究了非洲和南美的树种,最 终选定非洲巴度红木贴皮并经防 火处理的木条(宽120mm),板厚约 13mm(0.6mm的木皮+12mm多层 阻燃板) 木条之间留有30mm空隙, 用以解决声学和回风(在壳体内侧 红木吊顶与衬板之间西南和东南 侧为回风口)的技术问题。
钢架之间由连杆、斜撑连接,壳
体钢架从外观看似是在水中,
实际上下部是支撑在3m宽>2m高
的巨大混凝土圈梁上。设计考虑
大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属板
到方便施工及加工周期问题,壳 覆盖,前后两侧有两个类 似三角形的渐开式 体钢结构构件尽量标准化,并易 玻璃幕墙切面.
于装配。
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·材质分析
为化学性质稳定常态下不易被氧
化、表面金属光泽极具质感、自
重轻、强度高、耐腐蚀、15年不 变颜色。目前在国际上还没有这 么大面积在建筑物表面使用钛金
大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属 板覆盖,前后两侧有两个类 似三角形的渐 开式玻璃幕墙切面,整个建筑漂浮于人造水
属板的先例。
面之上.
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从满足功能(防水、保温、声
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国家大剧院工程于
2001年12月13日开工,于2007 年9月建成。国家大剧院由法 国建筑师保罗·安德鲁主持 设计,设计方为法国巴黎机 场公司。国家大剧院建筑屋 面呈半椭圆形,由具有柔和 的色调和光泽的钛金属覆盖, 前后两侧有两个类似三角形 的玻璃幕墙切面,整个建筑 漂浮于人造水面之上,行人 需从一条80米长的水下通道 进入演出大厅。大剧院造型 新颖、前卫,构思独特,是 传统与现代、浪漫与现实的 结合。
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·主体结构
国家大剧院主体建筑为钢
结构。超椭球体壳为一个超大空
间壳体,壳体经过精确数字计算
得出系数为2.24的超级椭球,其
外围护装饰板面积约36000m2。
巨大的壳体融合建筑与结构,墙
面与顶面浑然一体没有界限。整
个钢壳体由顶环梁、钢架构成骨
架,148榀(其中102榀不露明,46
榀露明)弧形钢架呈放射状分布,
顺台阶可下到地下5米进入大剧院,两 侧设有无障碍通道
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壳体结构就是曲面的薄壁结
构,按曲面生成的形式分为筒壳、 圆顶薄壳、双曲扁壳和双曲抛物 面壳等,材料大都采用钢筋和混 凝土。 优点:壳体能充分利用材料强度, 同时又能将承重与围护两种功能 融合为一。薄壳结构的优点是可 以把受到的压力均匀地分散到物 体的各个部分,减少受到的压力。 实际工程中还可利用对空间曲面 的切削与组合,形成造型奇特新 颖且能适应各种平面的建筑。 缺点:较为费工和费模板。
大跨度建筑分析
Analysis of Long Span Construction
——中国国家大剧院
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·建筑介绍
中国国家大剧院位于北京市中心天安门广场西,人民大
会堂西侧,西长安街以南,由国家大剧院主体建筑及南北两
侧的水下长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成,总占地面
积11.89万平方米,总建筑面积约16.5万平方米。