结构
由于约翰·伍重的设计在技术层面上完全不 能满足需求，特别是在结构上的问题，所以 整个设计在后期是完全重新设计，而设计时 间更达至12年之久最严重的问题，就是屋顶 的结构。 原来的设计不单没有规律，各扇 型结构都有不同的弯曲度，完全没有逻辑可 言，而且不同的弯曲面是互相接触的，但在 无规律弯曲面的接合上，是很难确保施工的 品质管理。 为了方便工程上的管理上，各 扇型的单元便归一至类似的弯曲度，各部件 只是比例上的不同。 因此便可以用预制件 的方式来制做各混凝土的部件，而不用在现 场做模，品质管制方面便容易处理。至于结 构承重则是更大的问题，因为在1960年时还 未有任何工程师设计过这样的扇型的蛋型结 构，而且由于室内是剧院的关系，是不可以 在柱和梁来承担屋顶的重量。
——中国国家大剧院 National Centre for the Performing Arts
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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，其中主体建筑10.5万中国国 家大剧院标志平方米，地下附属设施6万平方米。总投资额26.88 亿人民币。

结构
在最初的设计是把打算用混凝土作为结构外墙，但这样并不能够使这样的外型成为独立 的安全结构，之后工程师不断地研究不同的方法，如在屋脊上加入钢结构框架，并屋顶 建造成厚厚的结构墙。不过，最终的方法是使用了折合式的混凝土结构墙，情况就好像 一个弯曲了的屏风一样，利用折合多层的结构来支撑屋顶，每一层的折合便有如一个拱 门一样，这样便能承重亦不破坏原有设计外型的弯曲度。由于这样的外型而大跨度的结 构是前所未有的，工程师都未必知道折合式的结构是否适合，所以便利用了电脑作结构 分析，这亦是世界第一次使用电脑作结构计算的工程，创了建筑工程的先河。
壳体的工程建造遇到十分巨大的困难
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。
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 。
结构的本质：1：曲面型板
2：结构厚度远小于结构跨度 3：以薄膜应力为主要的力学形状
壳的选型有：筒壳、球壳、双曲扁壳、扭壳· · · · ·
壳体建筑案例：悉尼歌剧院、 中国国家大剧院、 清华大学大礼堂、 广州新体育馆
悉尼歌剧院

悉尼歌剧院
悉尼歌剧院， Sydney Opera House ，位于澳大 利亚新南威尔士州 的首府悉尼市贝尼 朗岬角。这座综合 性的艺术中心，在 现代建筑史上被认 为是巨型雕塑式的 典型作品，也是澳 大利亚的象征性标 志----悉尼歌剧院。
第一组壳片（大 音乐厅）
第三组壳片（餐厅）


由于混凝土壳体 的颜色不好看，且 处于保护结构的原 因，壳体外表覆盖 上了105万块白色 或奶油色的瓷砖
这些壳体的表层 后来还加上了更多 的功能，可以在夜 间绽放出不同的色 彩和图案
大跨度结构
——壳体
一：壳体的认识
二：案例的分析 三：学习与总结
傅丹枫 王建河 刘福镇 陈勇琪 谭羽翱 高子淇
壳体结构
shell structure
壳体结构
壳体结构（shell structure）由曲面形板与边缘构件（梁、拱 或桁架）组成的空间结构。壳体结构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。（会堂、飞机库、体 育馆）
悉尼歌剧院远景

建造悉尼歌剧院的计划始于1940年代，悉尼音乐学院的院长Eugene Goossens 游说建造一个能够表演大型戏剧作品的场所。当时进行戏剧表演的场所悉尼市 政厅对于戏剧表演来说太小了。在1954年，Goossens成功取得了新南威尔士州 总理的支持，他要求设计一个专门用于歌剧的剧院。也是Goossens坚持将歌剧 院建在便利朗角（Bennelong Point）上。
·建筑概况
主体建筑由外部围护钢结构
壳体和内部2091个坐席的歌剧院( 含站席2398)、1859个坐席的音乐 厅(含站席2017)、957个坐席的戏 剧院(含站席1040)、公共大厅及配 套用房组成。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。椭球壳体外环绕人工湖，湖 面面积达35500平方米，各种通道 和入口都设在水面下。 国家大剧 院高46.68米，比人民大会堂略低 3.32米。
大剧院的进入口.
·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。

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。
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面之上.
从满足功能(防水、保温、 声学、消防排烟等)及美观效果 方面出发，壳体的不同层次构 造都是经过精心设计的，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)、16kg／m3长玻璃纤 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。
顺台阶下到地下5米进入大剧院，当然 两则也有无障碍车道人
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。

历史沿革
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（又译为“杰 恩-伍重”）的设计屏雀中选，约恩·乌 松的设计灵感来自于橙子皮，该项目共耗 时14年、斥资1200万澳币完成建造，为了 筹措经费，除了募集基金外，澳洲政府还 曾于1959年发行悉尼歌剧院彩券。 在建造过程中，因为改组后的澳洲新政府 与约恩·乌松失和，使得这位建筑师愤而 于1966年离开澳洲，从此再未踏上澳洲土 地，连自己的经典之作都无法亲眼目睹。 之后的工作由澳洲建筑师群合力完成，包 括Peter Hall、Lionel Todd与 David Littlemore等三位，悉尼歌剧院 最后在公元1973年10月20日正式开幕。
·主体结构
国家大剧院主体建筑钢结构 超椭球体壳为一个超大空间壳体， 壳体是经过精确数字计算得出的 系数为2.24的超级椭球，它集建 筑、材料、设备等高科技于一身， 其外围护装饰板面积约36000m2。 巨大的壳体是建筑与结构的融合 体、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，钢架之间由连杆、斜 撑连接，壳体钢架从外观看似是 落在水中，实际上下部是支撑在 3m宽>2m高的巨大混凝土圈梁上。 设计考虑到方便施工及加工周期 问题，壳体钢结构构件尽量标准 化，并易于装配。

壳体生成过程
浇筑
拼接
拼接
共同的剧院屋顶壳体
“壳”由Hornibrook Group Pty Ltd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。 这个解决办法的成就在于利用预 制混凝土构建从而避免了建造昂 贵的模具（他同样允许让屋顶面 板在地上就大片的预先建造组合 好，而不是在高处一个一个的拼 接上）。