[建筑资料]国家大剧院建筑结构分析(可编辑).doc

建筑资料国家大剧院建筑结构分析 ·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1189万平方米总建筑面积约165万平方米其中主体建筑105万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2688亿人民币 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23981859个坐席的音乐厅含站席2017957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21220米南北方向短轴长度为14364米建筑物高度为46285米基础埋深的最深部分达到-325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4668米比人民大会堂略低332米 大剧院的进入口 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 大剧院的夜间照明 大剧院的多层结构和功能厅 剧场内的弧形楼梯 大跨度建筑分析Analysis of Long Span Construction 这是一颗璀璨的明珠蕴含着激昂旋律流淌着曼妙乐章 这里是表演艺术的殿堂承载民族文化复兴的使命汇聚世界艺术交流的碰撞 中国国家大剧院 National Centre for the Performing Arts 大剧院外观夜景 ·建筑概况 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 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 ·建筑构成 ·外部景观 大剧院在白天外观 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 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224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 ·主体结构 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 钛金属板 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的钛板03mm钛板34mm氧化铝03mm不锈钢共使用了20000多块钛金属板最外层的03mm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属板的先例 ·材质分析 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16kgm3长玻璃纤维棉保温2mm钢板衬板100kgm3K13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 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13mm06mm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 钛板外侧水平环向沿板缝设有清洗轨道钛板缝中布置了由下部引上的清洗水管并在相应位置预留了接管点可直接用软管清洗清洗保洁人员可通过室内歌剧院顶部的预留人孔上达壳体玻璃与红木吊顶内然后沿检修马道至壳体顶部的排烟窗由排烟窗上至壳体外部利用可沿轨道滑行的活动梯子进行日常的维护和清理工作 壳体上均匀设置了92个电动开启的排烟窗既解决了消防排烟又能自然通风 设计根据古城门的门钉沿钛板竖向缝隙点缀了上万个装饰蘑菇头其中506个是有夜间LED照明效果的蘑菇灯并通过蘑菇头做防雷系统与钢构件连接直到接地 玻璃 玻璃幕墙通过铝合金梁转接件与主钢架牛腿连接国家大剧院玻璃幕墙与钢结构连接与普通幕墙不同它的转连接是用螺栓连接一般其他工程为焊接转接件本身即为装饰件无需再单独装饰铝扣板 ·金属网 建筑师利用金属网的通透性使简单厚重的建筑结构在视觉上形成为多维空间轻盈简捷又不失空间的纵深感站在壳体的公共空间内人们可以看到弧形的金属网从高处垂下将歌剧院与壳体公共空间分隔开来隐隐透出淡黄色人们可以透过金属网看到歌剧院环廊内人们活动的场景若隐若现朦胧而神秘激发人们的好奇想象和思索建筑师充分利用了金属网的特点来提升室内的装饰效果 金属网构造其纵向采用5根2mm不锈钢绳索 间距77mm横向用35mm铝镀金色单纤丝杆间距11mm 透过歌剧院的金属网看外景 ·GRG装饰板 GRG是以天然改良石膏为凝胶材料以玻璃纤维为增强材料加细集料和水 制成的预制式新型装饰板材其特点是 可随意造型 可完全发挥建筑师的想象力满足艺术的追求它们具备不变形质量轻强度高防火环保声音效果好板材表面光洁细腻等特点建筑师充分利用其特点在大剧院内许多部位应用了这种材料 板与结构墙连接方式预制板四周及中间为了加强板的强度及预埋件需要都设置了加强肋在四周每边预埋钢板板通过转接件与结构墙固定的角钢连接 ·石材 国家大剧院室内外装修使用的石材有几大特点品种多全部国产稀有品种规格偏大 又如大剧院以兰花草手法处理的建筑符号贯穿于整个装修内在柜台售票咖啡服务等柜台_石材装饰板上也充分体现出来具体做法先将太白青石材磨光后用1mm钢板做成兰花草图案的模具铺在磨光石材上进行烧毛处理这样处理后石材板上未做烧毛处理的是黑亮色兰花草叶效果颇具艺术感 ·艺术灯具 建筑的照明已被越来越多的建筑师所重视它已成为建筑创作中不可缺少的重要环节一个好的建筑师在建筑创作中就应把选用何种建筑装饰材料建筑风格和需要何种照明放在一起综合考虑 在国家大剧院设计中无论是室外还是室内建筑师亲自参与了光源及灯具的设计把灯具视为工程设计的一种建筑装饰材料从传统的设计方式跳出来用一种新的思路重新审视灯具与建筑的完美结合方式建筑师最大的愿望是让灯具变成一件雕塑品产生视觉美感创造优美的艺术效果 歌剧院里灯光璀璨 ·公共区域 设计手法一建筑符号 国家大剧院运用设计符号学理论对建筑中的造型色彩材料进行了巧妙的应用 橄榄厅墙面石材之间磨砂玻璃上的不锈钢镜面兰花草与上部深色兰花草栏板相互映衬 通过水下长廊就进入橄榄厅 ·水下长廊入口 大剧院南部入口与北部入口水下走廊一起延伸至地下6m之处观众通过水下长廊进入大剧院北侧主入口为80米长的水下长廊南侧入口和其它通道也均设在水下观众进入大剧院时会发现他们的头顶之上是一片浅浅的水面在入口处设有售票厅水下长廊的两边设有艺术展示艺术品商店等服务场所国家大剧院北入口与北京地铁1号线天安门西站相连并有能容纳1000辆机动车和1500辆自行车的地下停车场根据安德鲁的设计大剧院从长安街后退了70米空出70米全部变成绿地 ·歌剧院金属网包出稻草屋 歌剧院内部也用这样的金属网包裹着但看上去却不觉得有金碧辉煌的冰冷声音穿过金属网后再反射回来形成自然声 这样就形成了视觉的弧形和听觉空间的多边形做到了建筑声学和剧场美学的完美结合 即使在没有麦克风的条件下舞台上的声音台下各个角落的观众都能听到 观众厅后墙是回声的主要发源地在后墙做了足够的宽频带吸声材料为了与观众厅装修风格协调具体构造紫红色丝布后面为玻璃丝棉吸声材料 大剧院主厅十分宽广 金属网装饰墙面 歌剧院观众厅内墙面装修采网格状金属网装饰其横向为25mm不锈钢钢丝铰线纬线间距6mm纵向为25mm铝合金棍经线间距8mm从设计方面主要考虑二点声学及装饰效果 ·音乐厅建筑和声学的完美结合 音乐厅吊顶 音乐厅观众厅的平面形状是稍有弧度的鞋盒型它可提供丰满而浑厚的音质观众座席围绕演奏台布置即乐队和伴唱演员在中间观众在周围在空间上形成对演奏台中心的围合这样的布局最大限度保证了观众听到均匀的自然声 观众厅周边以扁而宽的椭圆形柱廊环绕在柱子背后有耦合空间可提供晚期的混响时间观众厅的高度和形状确保了有足够的体积因而混响时间自然可得到满足 完美的天花板 音乐厅的天花板像形状不规则的白色浮雕像一片起伏的沙丘又似海浪冲刷的海滩有利于声音的扩散为了达到声效的完美在顶棚的下面还悬挂了一面由清华大学学生亲手用玻璃纤维混凝土做得龟背形状的集中式反声板它的作用是将声音向四面八方散射 GRC墙板 GRC是由抗碱玻璃纤维石英砂和高强水泥按一定配比使用模具喷射制作一体成型其特点与GRG类似质量轻防火环保声音效果好使用寿命长安装方面等特点板的图案样式与具体构造同前GRG墙板类似 音乐厅的墙面与吊顶在材质方面达到了整体统一同时较硬材质的材料在低频维持较长的混响且GRC起伏的墙面对音乐厅的演奏声音起到漫反射的作用既兼顾了功能又兼顾了美观 MLS声学墙 乐队演奏台周围的墙是声学墙即按照数学理论精确地计算出来的墙面凹凸形状缩写术语称为MLS原意为Mathematics Length Sequence此墙的作用是高度扩散反射它可使乐师们有良好的相互听闻让声音均匀柔和地反射扩