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精工鋼構(gòu) 珠海歌劇院“日月貝”結(jié)構(gòu)設(shè)計建造

作者: 陳銀    
時間:2014-06-05 10:05:39 [收藏]
珠海歌劇院由體型相似的大劇院和小劇院組成,“日月貝”建筑方案取自“珠生于貝,貝生于?!保忈尩氖侵楹T谥袊箨懧氏葥肀ШQ笪拿?、率先接受西方文明洗禮的富有歷史文化沉淀的城市精神特質(zhì)。
    關(guān)鍵詞:珠海 歌劇院 結(jié)構(gòu)設(shè)計

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    1    工程概況

         珠海歌劇院由體型相似的大劇院和小劇院組成,“日月貝”建筑方案取自“珠生于貝,貝生于海”,詮釋的是珠海在中國大陸率先擁抱海洋文明、率先接受西方文明洗禮的富有歷史文化沉淀的城市精神特質(zhì)。
         項目總建筑面積59313m2,其中歌劇院主體建筑面積為48500m2,配套建筑面積10500m2。最大平面輪廓尺寸為210m×220m,分為大劇場和小劇場、突出造型的貝殼部分、車庫以及大小劇場之間共享大堂(大天窗)及入口。大劇場由混凝土主體及具有標(biāo)志性造型的貝殼構(gòu)成,主體采用框架--剪力墻結(jié)構(gòu)體系,貝殼采用空間網(wǎng)格鋼結(jié)構(gòu)體系,包裹劇場核心區(qū),為劇場提供豎向交通及配套功能用房。緊貼鋼結(jié)構(gòu)的是玻璃幕墻及格柵鋁板。劇場主體高40m,貝殼高度90m。劇場結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則且局部框支,觀眾廳外輪廓為空間弧形殼體,受力復(fù)雜;同時工程地處海島邊沿,形體較高,屬于典型的風(fēng)荷載控制結(jié)構(gòu)。

     

    珠海歌劇院鋼結(jié)構(gòu)工程由精工鋼構(gòu)集團(tuán)負(fù)責(zé)加工制作和安裝,小貝殼和中部大天窗目前已吊裝完成,正在進(jìn)行涂裝防護(hù)工程,大貝殼已完成50%的安裝,預(yù)計今年7月中下旬吊裝完成。

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    鋼結(jié)構(gòu)吊裝工程

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    歌劇院平面布置圖


    2     結(jié)構(gòu)體系
            大劇場結(jié)構(gòu)由主體混凝土結(jié)構(gòu)與外圍的貝殼鋼結(jié)構(gòu)組成,主體混凝土結(jié)構(gòu)主要分為主臺、側(cè)臺、后臺及觀眾廳部分,均開大洞,且局部有框支結(jié)構(gòu)。貝殼鋼結(jié)構(gòu)位于主體結(jié)構(gòu)兩側(cè)包合住大劇場主體,其基座部分落在主體側(cè)臺頂及后臺墻頂,其余均落在底板上,貝殼鋼結(jié)構(gòu)最高點為90m。


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     (a)平面圖


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                  (b)剖面圖
    歌劇院結(jié)構(gòu)平剖面


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    劇場縱剖面


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    觀眾廳結(jié)構(gòu)空間


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     觀眾廳結(jié)構(gòu)橫剖圖


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     貝殼鋼結(jié)構(gòu)縱剖及與主體觀眾廳頂?shù)倪B接


    3     結(jié)構(gòu)設(shè)計難點
        (1)主體結(jié)構(gòu)平面存在多處開大洞,導(dǎo)致地震力傳遞不均勻。
        (2)主體結(jié)構(gòu)在側(cè)臺臺口處有局部框支結(jié)構(gòu),導(dǎo)致側(cè)向剛度不規(guī)則,尤其是Y向抗側(cè)剛度削弱很大。
        (3)觀眾廳內(nèi)樓座承重弧形墻上下錯開,采用斜柱轉(zhuǎn)換,底部承重墻開大洞。
        (4)主體結(jié)構(gòu)附屬大跨度空間結(jié)構(gòu),計算復(fù)雜,尤其是兩種結(jié)構(gòu)之間連接處,受力大且復(fù)雜。
        (5)由于場地地層除花崗巖外,主要為人工填土及第四系海陸交互相沉積地層,在7度地震作用下會產(chǎn)生嚴(yán)重液化現(xiàn)象。
    4   主要分析結(jié)果
        (1)針對劇場主體結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則及局部框支結(jié)構(gòu),分別對關(guān)鍵構(gòu)件制定了較高抗震性能的目標(biāo),進(jìn)行了多種軟件的計算比較,對層間位移角的計算進(jìn)行詳細(xì)分析,最大層間位移角為1/850,滿足要求。
        (2)風(fēng)荷載取值的可靠性及合理性是本工程的關(guān)鍵,本文采用數(shù)值風(fēng)洞模擬與風(fēng)洞試驗結(jié)果互相審核,結(jié)果表明總體上CFD數(shù)值模擬結(jié)果與風(fēng)洞試驗結(jié)果基本一致,但也存在個別區(qū)域體型系數(shù)變化趨勢不一致,結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用CFD數(shù)值模擬與風(fēng)洞試驗結(jié)果的包絡(luò)值。


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     圖11 CFD數(shù)值風(fēng)洞模型


        (3)對結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力和動力分析,分析結(jié)果表明,與風(fēng)荷載相比,屋蓋結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)要小很多,對大部分構(gòu)件不起控制作用。進(jìn)一步分析表明,在罕遇地震作用下,屋蓋接結(jié)構(gòu)的響應(yīng)(內(nèi)力與變形)與最不利風(fēng)向風(fēng)荷載作用下相當(dāng)。

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    第一模態(tài)云圖 
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        (4)對整體屋蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行恒+活及恒+風(fēng)兩種荷載模式進(jìn)行穩(wěn)定分析,結(jié)構(gòu)極限承載力系數(shù)K分別為5.0,3.5,極限狀態(tài)最大變形為968,2063mm。分析結(jié)果表明,結(jié)構(gòu)在考慮雙重非線性及初始缺陷情況下,極限承載力系數(shù)均滿足規(guī)范要求,結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較好。 

    珠海素有百島之市的美譽(yù),野貍島毗鄰情侶路,因其獨特的地理位置,成為珠海市最受歡迎的市民活動休閑中心。珠海歌劇院,以獨特的貝殼狀造型形成珠生于貝,貝生于海的意境,建成后將成為精工鋼構(gòu)集團(tuán)承建的世界十大歌劇院之廣州大劇院之后又一大杰出的建筑作品。

                                                     精工鋼構(gòu)集團(tuán)品牌部    陳銀


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