國家大劇院建筑結構分析ppt精選課件

.,大跨度建筑分析AnalysisofLongSpanConstruction,中國國家大劇院,.,建筑介紹,中國國家大劇院位于北京市中心天安門廣場西，人民大會堂西側，西長安街以南，由國家大劇院主體建筑及南北兩側的水下長廊、地下停車場、人工湖、綠地組成，總占地面積11.89萬平方米，總建筑面積約16.5萬平方米。,大劇院選址,.,主體建筑由外部圍護鋼結構殼體和內(nèi)部歌劇院、音樂廳、戲劇院、公共大廳及配套用房組成。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達35500平方米，通道和入口都設在水面下。外部圍護鋼結構殼體呈半橢球形，平面投影東西方向長軸長度為212.20米，南北方向短軸長度為143.64米，建筑物高度為46.285米，基礎埋深的最深部分達到-32.5米。橢球形屋面主要采用鈦金屬板飾面，中部為漸開式玻璃幕墻。國家大劇院高46.68米，比人民大會堂略低3.32米。,建筑概況,順臺階可下到地下5米進入大劇院，兩側設有無障礙通道,.,殼體結構就是曲面的薄壁結構，按曲面生成的形式分為筒殼、圓頂薄殼、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼等，材料大都采用鋼筋和混凝土。優(yōu)點：殼體能充分利用材料強度，同時又能將承重與圍護兩種功能融合為一。薄殼結構的優(yōu)點是可以把受到的壓力均勻地分散到物體的各個部分，減少受到的壓力。實際工程中還可利用對空間曲面的切削與組合，形成造型奇特新穎且能適應各種平面的建筑。缺點：較為費工和費模板。,各類薄殼結構屋頂,.,整個鋼殼體共有148榀梁架，短軸可見區(qū)域的梁架截面僅為60mm鋼板制作的梁板，不可見區(qū)域為上下翼緣不等寬焊接H型鋼截面，整體線性屈曲特性值約3.5，按國內(nèi)規(guī)范原是不通過的。按照國內(nèi)規(guī)范用鋼遠超過6750t，原設計用鋼將達8萬噸。這一設計節(jié)約了大量鋼材。,.,大劇院的進入口.,國家大劇院工程于2001年12月13日開工，于2007年9月建成。國家大劇院由法國建筑師保羅安德魯主持設計，設計方為法國巴黎機場公司。國家大劇院建筑屋面呈半橢圓形，由具有柔和的色調(diào)和光澤的鈦金屬覆蓋，前后兩側有兩個類似三角形的玻璃幕墻切面，整個建筑漂浮于人造水面之上，行人需從一條80米長的水下通道進入演出大廳。大劇院造型新穎、前衛(wèi)，構思獨特，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代、浪漫與現(xiàn)實的結合。,.,國家大劇院內(nèi)有四個劇場，中間為歌劇院、東側為音樂廳、西側為戲劇場，南門西側是小劇場，四個劇場既完全獨立又可通過空中走廊相互連通。公共大廳的地板鋪著20多種顏色不一、花紋各異的名貴石材，公共大廳天花板由名貴木材拼貼成一片片“桅帆”，木質(zhì)的紅色深淺不一，明暗相間。來自法國的著名畫家阿蘭博尼用超過20種不同的紅色點染大劇院的各個部分。整個大劇院的墻面絲綢鋪設面積達到4000平方米。,建筑構成,.,國家大劇院主體建筑為獨特的超橢球形鋼結構殼體。殼體表面由鈦金屬板和超白透明玻璃共同組成，兩種材質(zhì)的巧妙拼接呈現(xiàn)出唯美的曲線，營造了舞臺帷幕徐徐拉開的視覺效果。殼體外圍被水色蕩漾的人工湖環(huán)繞，湖水如同一面清澈見底的鏡子，波光與倒影交相輝映，共同托起這個巨大而晶瑩的建筑。,建筑外觀,.,大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆蓋,前后兩側有兩個類似三角形的漸開式玻璃幕墻切面.,國家大劇院主體建筑為鋼結構。超橢球體殼為一個超大空間殼體，殼體經(jīng)過精確數(shù)字計算得出系數(shù)為2.24的超級橢球，其外圍護裝飾板面積約36000m2。巨大的殼體融合建筑與結構，墻面與頂面渾然一體沒有界限。整個鋼殼體由頂環(huán)梁、鋼架構成骨架，148榀(其中102榀不露明，46榀露明)弧形鋼架呈放射狀分布，鋼架之間由連桿、斜撐連接，殼體鋼架從外觀看似是落在水中，實際上下部是支撐在3m寬2m高的巨大混凝土圈梁上。設計考慮到方便施工及加工周期問題，殼體鋼結構構件盡量標準化，并易于裝配。,主體結構,.,大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆蓋,前后兩側有兩個類似三角形的漸開式玻璃幕墻切面,整個建筑漂浮于人造水面之上.,大劇院殼體除部分為玻璃幕墻外，其它均為鈦金屬復合板裝飾總面積約30800m2，每塊尺寸約2000mm800mm4mm的鈦板(0.3mm鈦板+3.4mm氧化鋁+0.3mm不銹鋼)，共使用了20000多塊。鈦金屬板最外層的0.3mm“貼膜”鈦金屬是日本進口的，并對其進行了特殊氧化處理以經(jīng)得起將來的清洗。其特點為化學性質(zhì)穩(wěn)定常態(tài)下不易被氧化、表面金屬光澤極具質(zhì)感、自重輕、強度高、耐腐蝕、15年不變顏色。目前在國際上還沒有這么大面積在建筑物表面使用鈦金屬板的先例。,材質(zhì)分析,鈦金屬板,.,大劇院的多層結構和功能廳.,從滿足功能(防水、保溫、聲學、消防排煙等)及美觀效果方面出發(fā)，殼體共分六層材料(從外向內(nèi)的順序)：鈦板(外裝飾)、錘紋鋁鎂合金板(防水)、玻璃纖維棉(保溫)、2mm鋼板(襯板)、100kgm3K13粉末(吸音)和紅木吊頂(內(nèi)裝飾)。主要構造為主鋼梁上的調(diào)節(jié)牛腿固定檁條及次檁一條，在次檁條上固定2mm鋼襯板及T型碼，在2mm襯板上粘貼固定長玻璃纖維保溫層，其上為固定在T型碼上防水板的，T型碼上再固定三次檁條，最外層的鈦板固定在三次檁條上，2mm襯板內(nèi)層噴K13的吸音材料，在主鋼梁內(nèi)側固定鋼龍骨安裝紅木吊頂。,.,劇場內(nèi)的弧形樓梯.,殼體內(nèi)層的裝飾，關系到整體空間的建筑效果，因此對深紅色木質(zhì)表面的選擇也經(jīng)過了仔細推敲。為此從技術和美學的角度研究了非洲和南美的樹種，最終選定非洲巴度紅木貼皮并經(jīng)防火處理的木條(寬120mm)，板厚約13mm(0.6mm的木皮+12mm多層阻燃板)木條之間留有30mm空隙，用以解決聲學和回風(在殼體內(nèi)側紅木吊頂與襯板之間西南和東南側為回風口)的技術問題。,.,鈦板外側水平環(huán)向沿板縫設有清洗軌道，鈦板縫中布置了由下部引上的清洗水管，并在相應位置預留了接管點，可直接用軟管清洗。清洗保潔人員可通過室內(nèi)歌劇院頂部的預留人孔，上達殼體玻璃與紅木吊頂內(nèi)，然后沿檢修馬道至殼體頂部的排煙窗，由排煙窗上至殼體外部，利用可沿軌道滑行的活動梯子，進行日常的維護和清理工作。,.,玻璃幕墻通過鋁合金梁(轉(zhuǎn)接件)與主鋼架牛腿連接。國家大劇院玻璃幕墻與鋼結構連接與普通幕墻不同，它的轉(zhuǎn)連接是用螺栓連接(一般其他工程為焊接)，轉(zhuǎn)接件本身即為裝飾件，無需再單獨裝飾鋁扣板。,.,建筑師利用金屬網(wǎng)的通透性，使簡單厚重的建筑結構在視覺上形成為多維空間，輕盈簡捷又不失空間的縱深感站在殼體的公共空間內(nèi)，人們可以看到弧形的金屬網(wǎng)從高處垂下，將歌劇院與殼體公共空間分隔開來隱隱透出淡黃色人們可以透過金屬網(wǎng)看到歌劇院環(huán)廊內(nèi)人們活動的場景，若隱若現(xiàn)，朦朧而神秘，激發(fā)人們的好奇、想象和思索。建筑師充分利用了金屬網(wǎng)的特點來提升室內(nèi)的裝飾效果。,透過歌劇院的金屬網(wǎng)看外景,.,藝術燈具,建筑的照明已被越來越多的建筑師所重視，它已成為建筑創(chuàng)作中不可缺少的重要環(huán)節(jié)，一個好的建筑師在建筑創(chuàng)作中就應把選用何種建筑裝飾材料、建筑風格和需要何種照明放在一起綜合考慮。在國家大劇院設計中，無論是室外還是室內(nèi)，建筑師親自參與了光源及燈具的設計，把燈具視為工程設計的一種建筑裝飾材料，從傳統(tǒng)的設計方式跳出來，用一種新的思路重新審視燈具與建筑的完美結合方式。建筑師最大的愿望，是讓燈具變成一件雕塑品，產(chǎn)生視覺美感，創(chuàng)造優(yōu)美的藝術效果。,歌劇院內(nèi)部,.,通過水下長廊進入橄欖廳,國家大劇院的一大設計特色就是劇場入口。一般的劇院都是觀眾直接進入劇院的門廳再到劇場，而安德魯卻要突出人們進入劇場前氣氛渲染的過程，因此設計了一條長達80米的水下長廊，其頂部采用通透的玻璃，玻璃上面盛有水，設計師希望觀眾從水下走過的時候能夠透過水體看到穹頂?shù)妮喞?，讓人慢慢地步入到這個藝術殿堂里面來。這一構思對長廊的鋼結構和廊柱的工藝要求非常高，連節(jié)點都要求做得像工藝品一樣精致。,入口設計,.,歌劇院,歌劇院內(nèi)部也用這樣的金屬網(wǎng)包裹著，但看上去卻不覺得有金碧輝煌的冰冷，聲音穿過金屬網(wǎng)后再反射回來，形成“自然聲”，這樣就形成了視覺的弧形和聽覺空間的多邊形，做到了建筑聲學和劇場美學的完美結合。即使在沒有麥克風的條件下，舞臺上的聲音，臺下各個角落的觀眾都能聽到。觀眾廳后墻是回聲的主要發(fā)源地，在后墻做了足夠的寬頻帶吸聲材料，為了與觀眾廳裝修風格協(xié)調(diào)具體構造，紫紅色絲布后面為玻璃絲棉吸聲材料。,大劇院主廳十分寬廣,.,音樂廳,音樂廳觀眾廳的平面形狀是稍有弧度的鞋盒型，它可提供豐滿而渾厚的音質(zhì)。觀眾座席圍繞演奏臺布置，即樂隊和伴唱演員在中間，觀眾在周圍，在空間上形成對演奏臺中心的圍合。這樣的布局最大限度保證了觀眾聽到均勻的自然聲。觀眾廳周邊以扁而寬的橢圓形柱廊環(huán)繞，在柱子背后有耦合空間，可提供晚期的混響時間。觀眾廳的高度和形狀確保了有足夠的體積，因而混響時間自然可得到滿足。,音樂廳吊頂,.,音樂廳的天花板像形狀不規(guī)則的白色浮雕像一片起伏的沙丘，又似海浪沖刷的海灘，有利于聲音的擴散。為了達到聲效的完美，在頂棚的下面還懸掛了一面由清華大學學生親手用玻璃纖維混凝土做得龜背形狀的集中式反聲板，它的作用是將聲音向四面八方散射。,.,戲劇場,戲劇場是國家大劇院最具民族特色的劇場，以中國紅為主色調(diào)，真絲墻面烘托出傳統(tǒng)熱烈的氣氛。主要上演話劇、歌劇、地方戲曲等演出。戲劇場觀眾廳設有池座一層和樓座三層，共有1035個席位（含站席）。戲劇場觀眾廳墻面采用與音樂廳舞臺墻面類似的聲擴散墻面，看上去象凸凹起伏的、不規(guī)則排列的豎條。大量不規(guī)則排列的凹凸槽整體上形成聲音的擴散反射，可保證室內(nèi)聲場的均勻性，使聲音更美妙動聽。,.,聲音決定細節(jié),聲音是一個劇院好與差最直接、最核心的元素。國家大劇院無論是從打基礎、做結構，還是內(nèi)部設計和材料選擇上，無不圍繞著聲音而進行。在隔音、吸音、制造反射音上都獨具匠心。大劇院的音響全部采用“自然聲”，在沒有麥克風的條件下，舞臺上的聲音臺下各個角落的觀眾都能聽到。達到在舞臺中央撕一張紙，坐在最后一排的觀眾都聽得見的效果。,.,結語,國家大劇院是世界上最大的劇院擁有世界上最大的穹頂，是世界上最深的建筑，擁有亞洲最大的管風琴。它像的蛋一樣，整體簡潔而富有美感，但又不乏活力，仿佛里面有股生命力向外爆發(fā)?？胺Q建筑奇觀，同時又彰顯出北京這個古老的