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【结构精品案例】珠海歌剧院结构设计

发布于:2014-11-25 08:22:25 来自:建筑结构/混凝土结构 [复制转发]

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1 工程概况

珠海歌剧院由体型相似的大剧院和小剧院组成,“日月贝”建筑方案取自“珠生于贝,贝生于海”,诠释的是珠海在中国大陆率先拥抱海洋文明、率先接受西方文明洗礼的富有历史文化沉淀的城市精神特质。
项目总建筑面积59313m2,其中歌剧院主体建筑面积为48500m2,配套建筑面积10500m2。
最大平面轮廓尺寸为210m×220m,分为大剧场和小剧场、突出造型的贝壳部分、车库以及大小剧场之间共享大堂(大天窗)及入口。

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大剧场由混凝土主体及具有标志性造型的贝壳构成,主体采用框架--剪力墙结构体系,贝壳采用空间网格钢结构体系,包裹剧场核心区,为剧场提供竖向交通及配套功能用房。紧贴钢结构的是玻璃幕墙及格栅铝板。剧场主体高40m,贝壳高度90m。剧场结构平面不规则且局部框支,观众厅外轮廓为空间弧形壳体,受力复杂;同时工程地处海岛边沿,形体较高,属于典型的风荷载控制结构。

歌剧院平面布置图

2 结构体系

大剧场结构由主体混凝土结构与外围的贝壳钢结构组成,主体混凝土结构主要分为主台、侧台、后台及观众厅部分,均开大洞,且局部有框支结构。贝壳钢结构位于主体结构两侧包合住大剧场主体,其基座部分落在主体侧台顶及后台墙顶,其余均落在底板上,贝壳钢结构最高点为90m。

(a)平面图

(b)剖面图

歌剧院结构平剖面

剧场纵剖面

观众厅结构空间

观众厅结构横剖图


贝壳钢结构纵剖及与主体观众厅顶的连接



3 结构设计难点

(1)主体结构平面存在多处开大洞,导致地震力传递不均匀。
(2)主体结构在侧台台口处有局部框支结构,导致侧向刚度不规则,尤其是Y向抗侧刚度削弱很大。
(3)观众厅内楼座承重弧形墙上下错开,采用斜柱转换,底部承重墙开大洞。
(4)主体结构附属大跨度空间结构,计算复杂,尤其是两种结构之间连接处,受力大且复杂。
(5)由于场地地层除花岗岩外,主要为人工填土及第四系海陆交互相沉积地层,在7度地震作用下会产生严重液化现象。

4 主要分析结果

(1)针对剧场主体结构平面不规则及局部框支结构,分别对关键构件制定了较高抗震性能的目标,进行了多种软件的计算比较,对层间位移角的计算进行详细分析,最大层间位移角为1/850,满足要求。
(2)风荷载取值的可靠性及合理性是本工程的关键,本文采用数值风洞模拟与风洞试验结果互相审核,结果表明总体上CFD数值模拟结果与风洞试验结果基本一致,但也存在个别区域体型系数变化趋势不一致,结构设计中采用CFD数值模拟与风洞试验结果的包络值。


图11 CFD数值风洞模型

(3)对结构进行静力和动力分析,分析结果表明,与风荷载相比,屋盖结构在多遇地震作用下的结构响应要小很多,对大部分构件不起控制作用。进一步分析表明,在罕遇地震作用下,屋盖接结构的响应(内力与变形)与最不利风向风荷载作用下相当。

第一模态云图
第二模态云图

(4)对整体屋盖结构进行恒+活及恒+风两种荷载模式进行稳定分析,结构极限承载力系数K分别为5.0,3.5,极限状态最大变形为968,2063mm。分析结果表明,结构在考虑双重非线性及初始缺陷情况下,极限承载力系数均满足规范要求,结构整体稳定性较好。


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全部回复(25 )

只看楼主 我来说两句
  • qq_1432691284284
    很美,瞻仰瞻仰~
    2015-06-16 10:09:16

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    赞同0
  • ge428966889
    ge428966889 板凳
    等建成了我必须去瞧瞧!!
    2015-04-29 16:22:29

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