國(guó)家大劇院建筑結(jié)構(gòu)分析

大跨度建筑分析

AnalysisofLongSpanConstruction這是一顆璀璨的明珠，蘊(yùn)含著激昂旋律，流淌著曼妙樂章。這里是表演藝術(shù)的殿堂，承載民族文化復(fù)興的使命，匯聚世界藝術(shù)交流的碰撞。

——中國(guó)國(guó)家大劇院NationalCentreforthePerformingArts·建筑介紹

中國(guó)國(guó)家大劇院位于北京市中心天安門廣場(chǎng)西，人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，由國(guó)家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)的水下長(zhǎng)廊、地下停車場(chǎng)、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，其中主體建筑10.5萬中國(guó)國(guó)家大劇院標(biāo)志平方米，地下附屬設(shè)施6萬平方米?？偼顿Y額26.88億人民幣。大劇院外觀夜景

主體建筑由外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體和內(nèi)部2091個(gè)坐席的歌劇院(含站席2398)、1859個(gè)坐席的音樂廳(含站席2017)、957個(gè)坐席的戲劇院(含站席1040)、公共大廳及配套用房組成。外部圍護(hù)鋼結(jié)構(gòu)殼體呈半橢球形，平面投影東西方向長(zhǎng)軸長(zhǎng)度為212.20米，南北方向短軸長(zhǎng)度為143.64米，建筑物高度為46.285米，基礎(chǔ)埋深的最深部分達(dá)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。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達(dá)35500平方米，各種通道和入口都設(shè)在水面下。國(guó)家大劇院高46.68米，比人民大會(huì)堂略低3.32米?！そㄖ艣r順臺(tái)階下到地下5米進(jìn)入大劇院，當(dāng)然兩則也有無障礙車道人大劇院的進(jìn)入口.

國(guó)家大劇院工程于2001年12月13日開工，于2007年9月建成。國(guó)家大劇院由法國(guó)建筑師保羅·安德魯主持設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方為法國(guó)巴黎機(jī)場(chǎng)公司。國(guó)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(cè)有兩個(gè)類似三角形的玻璃幕墻切面，整個(gè)建筑漂浮于人造水面之上，行人需從一條80米長(zhǎng)的水下通道進(jìn)入演出大廳。大劇院造型新穎、前衛(wèi)，構(gòu)思獨(dú)特，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代、浪漫與現(xiàn)實(shí)的結(jié)合。國(guó)家大劇院內(nèi)有四個(gè)劇場(chǎng)，中間為歌劇院、東側(cè)為音樂廳、西側(cè)為戲劇場(chǎng)，南門西側(cè)是小劇場(chǎng)，四個(gè)劇場(chǎng)既完全獨(dú)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(guó)的著名畫家阿蘭·博尼用超過20種不同的紅色點(diǎn)染大劇院的各個(gè)部分。整個(gè)大劇院的墻面絲綢鋪設(shè)面積達(dá)到4000平方米?！そㄖ?gòu)成

國(guó)家大劇院主體建筑為獨(dú)特的超橢球形鋼結(jié)構(gòu)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(yíng)造了舞臺(tái)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(gè)巨大而晶瑩的建筑?！ね獠烤坝^大劇院的夜間照明.大劇院在白天外觀.

大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆蓋,前后兩側(cè)有兩個(gè)類似三角形的漸開式玻璃幕墻切面,整個(gè)建筑漂浮于人造水面之上.國(guó)家大劇院主體建筑鋼結(jié)構(gòu)超橢球體殼為一個(gè)超大空間殼體，殼體是經(jīng)過精確數(shù)字計(jì)算得出的系數(shù)為2.24的超級(jí)橢球，它集建筑、材料、設(shè)備等高科技于一身，其外圍護(hù)裝飾板面積約36000m2。巨大的殼體是建筑與結(jié)構(gòu)的融合體、墻面與頂面渾然一體沒有界限。整個(gè)鋼殼體由頂環(huán)梁、鋼架構(gòu)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(shí)際上下部是支撐在3m寬>2m高的巨大混凝土圈梁上。設(shè)計(jì)考慮到方便施工及加工周期問題，殼體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件盡量標(biāo)準(zhǔn)化，并易于裝配?！ぶ黧w結(jié)構(gòu)

大劇院建筑屋面呈半橢圓型,由鈦金屬板覆蓋,前后兩側(cè)有兩個(gè)類似三角形的漸開式玻璃幕墻切面,整個(gè)建筑漂浮于人造水面之上.

鈦金屬板

大劇院殼體除部分為玻璃幕墻外，其它均為鈦金屬?gòu)?fù)合板裝飾總面積約30800m2，每塊尺寸約2000mm>800mm>4mm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(jìn)口的，并對(duì)其進(jìn)行了特殊氧化處理以經(jīng)得起將來的清洗。其特點(diǎn)為化學(xué)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(qiáng)度高、耐腐蝕、15年不變顏色。目前在國(guó)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?！げ馁|(zhì)分析大劇院的多層結(jié)構(gòu)和功能廳.從滿足功能(防水、保溫、聲學(xué)、消防排煙等)及美觀效果方面出發(fā)，殼體的不同層次構(gòu)造都是經(jīng)過精心設(shè)計(jì)的，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)、16kg／m3長(zhǎng)玻璃纖維棉(保溫)、2mm鋼板(襯板)、100kg／m3K13粉末(吸音)和紅木吊頂(內(nèi)裝飾)。主要構(gòu)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(zhǎng)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(cè)固定鋼龍骨安裝紅木吊頂。劇場(chǎng)內(nèi)的弧形樓梯.殼體內(nèi)層的裝飾，關(guān)系到整體空間的建筑效果，因此對(duì)深紅色木質(zhì)表面的選擇也經(jīng)過了仔細(xì)推敲。為此從技術(shù)和美學(xué)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(xué)和回風(fēng)(在殼體內(nèi)側(cè)紅木吊頂與襯板之間西南和東南側(cè)為回風(fēng)口)的技術(shù)問題。

鈦板外側(cè)水平環(huán)向沿板縫設(shè)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(yīng)位置預(yù)留了接管點(diǎn)，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(yù)留人孔，上達(dá)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(dòng)梯子，進(jìn)行日常的維護(hù)和清理工作。 殼體上均勻設(shè)置了92個(gè)電動(dòng)開啟的排煙窗，既解決了消防排煙，又能自然通風(fēng)。 設(shè)計(jì)根據(jù)古城門的門釘，沿鈦板豎向縫隙點(diǎn)綴了上萬個(gè)裝飾蘑菇頭，其中506個(gè)是有夜間LED照明效果的蘑菇燈。并通過蘑菇頭做防雷系統(tǒng)與鋼構(gòu)件連接，直到接地。玻璃

玻璃幕墻通過鋁合金梁(轉(zhuǎn)接件)與主鋼架牛腿連接。國(guó)家大劇院玻璃幕墻與鋼結(jié)構(gòu)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(dú)裝飾鋁扣板?！そ饘倬W(wǎng)建筑師利用金屬網(wǎng)的通透性，使簡(jiǎn)單厚重的建筑結(jié)構(gòu)在視覺上形成為多維空間，輕盈簡(jiǎn)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(dòng)的場(chǎng)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(diǎn)來提升室內(nèi)的裝飾效果。

金屬網(wǎng)構(gòu)造其縱向采用5根φ2mm不銹鋼繩索間距77mm，橫向用φ3.5mm鋁鍍金色單纖絲桿，間距11mm透過歌劇院的金屬網(wǎng)看外景·GRG裝飾板GRG是以天然改良石膏為凝膠材料，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料加細(xì)集料和水制成的預(yù)制式新型裝飾板材。其特點(diǎn)是可隨意造型可完全發(fā)揮建筑師的想象力，滿足藝術(shù)的追求。它們具備不變形、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、防火環(huán)保、聲音效果好板材表面光潔細(xì)膩等特點(diǎn)。建筑師充分利用其特點(diǎn)在大劇院內(nèi)許多部位應(yīng)用了這種材料。板與結(jié)構(gòu)墻連接方式：預(yù)制板四周及中間為了加強(qiáng)板的強(qiáng)度及預(yù)埋件需要都設(shè)置了加強(qiáng)肋，在四周每邊預(yù)埋鋼板板通過轉(zhuǎn)接件與結(jié)構(gòu)墻固定的角鋼連接?！な膰?guó)家大劇院室內(nèi)、外裝修使用的石材有幾大特點(diǎn)：品種多、全部國(guó)產(chǎn)稀有品種規(guī)格偏大。

又如大劇院以蘭花草手法處理的建筑符號(hào)貫穿于整個(gè)裝修內(nèi)，在柜臺(tái)(售票、咖啡、服務(wù)等柜臺(tái))_石材裝飾板上也充分體現(xiàn)出來，具體做法先將太白青石材磨光后用1mm鋼板做成蘭花草圖案的模具鋪在磨光石材上進(jìn)行燒毛處理，這樣處理后石材板上未做燒毛處理的是黑亮色蘭花草葉效果頗具藝術(shù)感?！に囆g(shù)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(gè)好的建筑師在建筑創(chuàng)作中就應(yīng)把選用何種建筑裝飾材料、建筑風(fēng)格和需要何種照明放在一起綜合考慮。

在國(guó)家大劇院設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)，把燈具視為工程設(shè)計(jì)的一種建筑裝飾材料，從傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jié)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(shù)效果。歌劇院里燈光璀璨·公共區(qū)域 設(shè)計(jì)手法一建筑符號(hào)

國(guó)家大劇院運(yùn)用設(shè)計(jì)符號(hào)學(xué)理論，對(duì)建筑中的造型、色彩、材料進(jìn)行了巧妙的應(yīng)用。橄欖廳墻面石材之間磨砂玻璃上的不銹鋼鏡面蘭花草與上部深色蘭花草欄板相互映襯通過水下長(zhǎng)廊就進(jìn)入橄欖廳·水下長(zhǎng)廊入口大劇院南部入口與北部入口“水下走廊”一起延伸至地下6m