國家大劇院建筑結(jié)構(gòu)

大跨度建筑分析

AnalysisofLongSpanConstruction

——中國國家大劇院

目錄·建筑簡紹·建筑構(gòu)成·建筑材質(zhì)分析·室內(nèi)裝飾分析·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(cè)，西長安街以南，由國家大劇院主體建筑及南北兩側(cè)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，其中主體建筑10.5萬中國國家大劇院標(biāo)志平方米，地下附屬設(shè)施6萬平方米。總投資額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個坐席的歌劇院(含站席2398)、1859個坐席的音樂廳(含站席2017)、957個坐席的戲劇院(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(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。國家大劇院高46.68米，比人民大會堂略低3.32米?！そㄖ艣r順臺階下到地下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(shè)計，設(shè)計方為法國巴黎機(jī)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(cè)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(jìn)入演出大廳。大劇院造型新穎、前衛(wèi)，構(gòu)思獨特，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代、浪漫與現(xiàn)實的結(jié)合。國家大劇院內(nèi)有四個劇場，中間為歌劇院、東側(cè)為音樂廳、西側(cè)為戲劇場，南門西側(cè)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(shè)面積達(dá)到4000平方米。·建筑構(gòu)成國家大劇院主體建筑為獨特的超橢球形鋼結(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?！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.國家大劇院主體建筑鋼結(jié)構(gòu)超橢球體殼為一個超大空間殼體，殼體是經(jīng)過精確數(shù)字計算得出的系數(shù)為2.24的超級橢球，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，實際上下部是支撐在3m寬>2m高的巨大混凝土圈梁上。設(shè)計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。·主體結(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.

鈦金屬板

大劇院殼體除部分為玻璃幕墻外，其它均為鈦金屬復(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，并對其進(jìn)行了特殊氧化處理以經(jīng)得起將來的清洗。其特點為化學(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，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個電動開啟的排煙窗，既解決了消防排煙，又能自然通風(fēng)。 設(shè)計根據(jù)古城門的門釘，沿鈦板豎向縫隙點綴了上萬個裝飾蘑菇頭，其中506個是有夜間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，無需再單獨裝飾鋁扣板。·金屬網(wǎng)

建筑師利用金屬網(wǎng)的通透性，使簡單厚重的建筑結(jié)構(gòu)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。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。建筑師充分利用其特點在大劇院內(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。·石材國家大鳳劇院室麻內(nèi)、外誰裝修使粗用的石被材有幾逢大特點話：品種冶多、全離部國產(chǎn)詠稀有品堪種規(guī)格屑偏大。又如頭大劇途院以疑蘭花濁草手追法處刊理的判建筑娛符號維貫穿揉于整裁個裝衛(wèi)修內(nèi)搏，在踏柜臺笨(售適票、雪咖啡協(xié)、服雕務(wù)等撈柜臺宗)_齒石材尋裝飾紀(jì)板上類也充地分體山現(xiàn)出肉來，正具體隱做法炮先將本太白圖青石袍材磨污光后張用1懷mm瘦鋼板圖做成象蘭花兆草圖總案的刺模具只鋪在謊磨光芒石材綿上進(jìn)虛行燒替毛處蒙理，懲這樣糕處理驢后石港材板辱上未寇做燒紹毛處領(lǐng)理的小是黑爬亮色戶蘭花百草葉缺效果大頗具足藝術(shù)常感。·藝術(shù)燈汪具建筑持的照骨明已節(jié)被越痕來越術(shù)多的風(fēng)建筑嗓師所捧重視束，它依已成圈為建藍(lán)筑創(chuàng)闖作中制不可吼缺少夫的重盜要環(huán)煙節(jié)，干一個昌好的彎建筑智師在海建筑卡創(chuàng)作標(biāo)中就炒應(yīng)把頁選用究何種捎建筑擔(dān)裝飾森材料勞、建總筑風(fēng)袖格和解需要扶何種匹照明疼放在俱一起便綜合泄考慮剖。在國橫家大蓮劇院傅設(shè)計洗中，傲無論瞞是室瓜外還勢是室捆內(nèi)，張建筑等師親刺自參狼與了碧光源遲及燈嶄具的童設(shè)計除，把悉燈具段視為品工程昆設(shè)計賀的一肉種建輸筑裝取飾材惜料，予從傳殘統(tǒng)的眉設(shè)計形方式諸跳出踏來，族用一甲種新鍬的思存路重畫新審作視燈年具與沾建筑虹的完粘美結(jié)孔合方躬式。塑建筑暴師最饅大的擴(kuò)愿望竹，是灰讓燈鏟具變澇成一舉件雕嗓塑品致，產(chǎn)云生視襪覺美窄感，鉤創(chuàng)造馳優(yōu)美切的藝攤術(shù)效夫果。歌劇宅院里鹿燈光揭璀璨·公共區(qū)寄域設(shè)計手智法一建渴筑符號國家駁大劇棒院運旨用設(shè)籠計符璃號學(xué)灶理論僵，對境建筑條中的精造型名、色哪彩、杜材料鋼進(jìn)行寶了巧貧妙的郵應(yīng)用隆。橄欖廳符墻面石趨材之間蠶磨砂玻駛璃上的銅不銹鋼洲鏡面蘭打花草與亡上部深亦色蘭花示草欄板分相互映很襯通過水虹下長廊肅就進(jìn)入落橄欖廳·水下劈燕長廊赤入口大劇灘院南荷部入狂口與揮北部懶入口動“水遙下走械廊”自一起紙延伸嘆至地們下6m之處，妨觀眾通可過水下擦長廊進(jìn)侮入大劇繁院。北外側(cè)主入臉口為80米長墨的水容下長惹廊。絹南側(cè)至入口歐和其衰它通覽道也柿均設(shè)寫在水傅下。歪觀眾至進(jìn)入冶大劇錄院時似會發(fā)滅現(xiàn)他遺們的幣頭頂吃之上利是一酸片淺劉淺的植水面慚。在嚼入口療處設(shè)靠有售子票廳凍，水望下長扁廊的料兩邊牙設(shè)有恨藝術(shù)幸展示拖、藝丹術(shù)品寸商店禍等服側(cè)務(wù)場逐所。記國家見大劇蓋院北工入口衫與北但京地補(bǔ)鐵1號線律天安手門西芳站相廁連，槽并有產(chǎn)能容絞納100旗0輛機(jī)給動車角和15啟00輛自著行車坐的地族下停級車場王。根斷據(jù)安爛德魯迎的設(shè)騾計大厲劇院國從長寧安街渴后退線了70米，怒空出70米全部拿變成綠嚷地?！じ鑴〗樵海翰饘賹?dǎo)網(wǎng)包哭出“稻草座屋”歌劇備院內(nèi)瘋部也康用這藝樣的莊金屬閥網(wǎng)包樹裹著椒，但共看上宗去卻墳不覺懼得有戰(zhàn)金碧刃輝煌枕的冰佛冷，隊聲音惹穿過彈金屬渣網(wǎng)后扎再反鋪射回脹來，柜形成敲“自材然聲當(dāng)”，緩這昏樣就掘形成默了視叮覺的勇弧形街和聽?wèi)T覺空興間的妖多邊討形，薯做到孕了建旬筑聲右學(xué)和召劇場柱美學(xué)離的完歌美結(jié)老合。疼即呼使在宴沒有迎麥克走風(fēng)的克條件查下，消舞臺校上的百聲音鬧，臺仔下各縮慧個角徑落的鉛觀眾廟都能掛聽到挎。觀眾令廳后果墻是返回聲妖的主鴉要發(fā)系源地編，在婦后墻精做了軍足夠藍(lán)的寬掙頻帶勺吸聲酒材料雨，為抄了與臟觀眾警廳裝系修風(fēng)皮格協(xié)烘調(diào)具命體構(gòu)愛造，預(yù)紫紅梅色絲降布后鄙面為初玻璃貿(mào)絲棉惑吸聲好材料大劇富院主辯廳十茫分寬碗廣：金屬網(wǎng)攝裝飾墻曬面歌劇枝院觀職眾廳黎內(nèi)墻撈面裝錯修采解網(wǎng)格痛狀金喬屬網(wǎng)天裝飾駝其橫劫向為φ2慶.5淘mm不銹鋼眨鋼絲鉸敵線(緯線)間距6mm縱向為φ2.笑5mm鋁合氏金棍(經(jīng)線)間距8mm從設(shè)丟計方忌面主喚要考著慮二勇點聲初學(xué)及艦裝飾擇效果·音樂稻廳：球建筑歌和聲忠學(xué)的擔(dān)完美收結(jié)合音樂廳恒吊頂音樂廳鋸觀眾廳純的平面配形狀是亦稍有弧后度的鞋消盒型，樸它可提銷供豐滿須而渾厚冬的音質(zhì)亡。觀眾紗座席圍襪繞演奏傳臺布置學(xué)，即樂別隊和伴通唱演員垃在中間瞞，觀眾找在周圍往，在空懼間上形辦成對演刷奏臺中態(tài)心的圍拳合。這牛樣的布估局最大司限度保珍證了觀約眾聽到憶均勻的冠自然聲膝。觀眾闊廳周塑邊以坦扁而升寬的督橢圓敵形柱島廊環(huán)賽繞，堡在柱鬼子背艘后有箭耦合湯空間鞏，可戒提供梁晚期薯的混猾響時初間。帖觀眾扛廳的板高度蠶和形住狀確殿保了茂有足哭夠的囑體積刻，因險而混什響時濁間自推然可鹽得到詢滿足岔。完美描的天憂花板音樂吹廳的永天花橋板像智形狀爆不規(guī)知則的柿白色止浮雕拋像一貓片起召伏的例沙丘賊，又籠似海叉浪沖茫刷的束海灘扭，有轎利于箱聲音墓的擴(kuò)抬散。支為了牲達(dá)到換聲效永的完海美，險在頂缸棚的葬下面工還懸期掛了師一面遣由清惠華大痛學(xué)學(xué)油生親巷手用召玻璃句纖維唯混凝烘土做厚得龜壘背形漫狀的擔(dān)集中淘式反未聲板啄，它娛的作萌用是甜將聲想音向朋四面廁八方弊散射。GR載C墻鍵板GR閉C是推由抗說堿玻倘璃纖沫維、鍋石英過砂和插高強(qiáng)來水泥堂按一伯定配添比，僑使用冤模具周(噴次射)特制作蠻，一本體成布型?；推涮貥岦c與售GR吩G類職似：藝質(zhì)量走輕、磨防火顧環(huán)保鋪、聲決音效祥果好痕，使祝用壽危命長屠、安照裝方攤面等逼特點每。板規(guī)的圖靠案樣英式與決具體搬構(gòu)造堂同前湊GR名G墻聽板類提似。音樂廳妻的墻面愉與吊頂屆在材質(zhì)塞方面達(dá)騾到了整丘體統(tǒng)一姨，同時詳較硬材虜質(zhì)的材忙料在低蒜頻維持縱較長的炸混響，盞且GR雜C起伏滋的墻面鴿對音樂魯廳的演留奏聲音剛起到漫夏反射的傳作用，讓既兼顧錦了功能再，又兼究顧了美肥觀。MLS六聲學(xué)墻樂隊寄演奏曾臺周數(shù)圍的其墻是倡聲學(xué)歌墻，挎即按垮照數(shù)黎學(xué)理西論精旺確地倘計算掏出來儲的墻現(xiàn)面凹職凸形邁狀，炮縮寫舍術(shù)語雙稱為“ML表S”，原意未為“Mat浸hem妄ati慎cs盾Len惹gth鄉(xiāng)豐Se弟que宋nce”，此易墻的圓作用網(wǎng)是，析高度底擴(kuò)散蘿反射澡，它煙可使咐樂師歸們有獨良好鄙的相瘋互聽葵聞，掏讓聲君音均勉勻、傾柔和掀地反妨射、狼擴(kuò)散梯保證斥坐在供每個姑位置陪的觀碧眾，召都能停聽到笛同樣鎮(zhèn)優(yōu)質(zhì)達(dá)的聲咐音。蹲凹凸容墻體繼的構(gòu)劃造為倍用雙風(fēng)層木快板(帝12屠m(xù)m甩>翅2厚口)做爸出凹臥凸形饅狀，毛凸出否部位組里邊喚為密叼實的憤玻璃肉絲棉寬?！騽鰤眩翰馁|(zhì)盯多重展簽示戲劇場遷是國家譜大劇院絮最具民演族特色懸的劇場鵲，以中肺國紅為句主色調(diào)略，真絲雞墻面烘鄙托出傳匠統(tǒng)熱烈檢的氣氛軍。主要床上演話牧劇、歌賞劇、地喉方戲曲顆等演出杏。辟戲凝劇場觀描眾廳設(shè)培有池座碰一層和脊樓座三惜層，共升有10轟35個席很位（詳含站仆席）重。戲劇炕場觀壁眾廳落墻面夸采用狡與音斃樂廳血舞臺嚴(yán)墻面奶類似自的聲武擴(kuò)散埋墻面訂，看田上去踏象凸知凹起騾伏的叔、不躍規(guī)則板排列止的豎端條。醬大量繩不規(guī)污則排瘡列的千凹凸落槽整翅體上濾形成抄聲音玻的擴(kuò)郵散反具射，察可保凱證室殲內(nèi)聲兔場的翻均勻臘性，跳使聲余音更獄美妙鈔動聽體。·聲音挺決定孕細(xì)節(jié)聲音是障一個劇孕院好與國差最直兼接、最德核心的邁元素。場國家大輸劇院無場論是從蕉打基礎(chǔ)已、做結(jié)喂構(gòu)，還