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广州歌剧院复杂钢结构施工技术
王宏;徐重良;郐国雄;党保卫
【期刊名称】《施工技术》
【年(卷),期】2008(037)005
【摘要】广州歌剧院外围护钢结构为空间组合折板式三向斜交网格结构,建筑外形新颖,结构形式复杂,施工难度较大.根据结构特点,采用胎架支撑、高空原位拼装的方法进行钢结构安装.但是由于安装时履带吊需要在地下室顶板上行走,经计算需要对楼板进行加固,采用了相关计算及加固措施.然后,根据受力特点设计了支撑胎架.最后,利用ANSYS模拟结构卸载过程,确定合理的卸载参数后,采用同步分级逐步卸载方法对胎架进行卸载.
【总页数】3页(P59-61)
【作者】王宏;徐重良;郐国雄;党保卫
【作者单位】中建三局股份钢结构公司,广东,深圳,518040;中建三局股份钢结构公司,广东,深圳,518040;中建三局股份钢结构公司,广东,深圳,518040;中建三局股份钢结构公司,广东,深圳,518040
【正文语种】中文
【中图分类】TU758.11
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陈因：广州歌剧院工程铸钢节点制作技术广州歌剧院工程铸钢节点制作技术陈因（同济大学，上海２０００９２）摘要：广州歌剧院项目在国内首次采用空间组合折板式三向斜交网格结构体系，在网格汇交处形成多管空间任意角度汇交的异型节点。
节点采用铸钢节，最，节点设计、制作、验收、安装均无先例。
采用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ专业造型软件，１ｚ１实体放样铸造技术，最小二乘法容差原理制定验收规程等措施，保证铸钢节点的机械性能和精度，从而满足结构受力要求及建筑造型要求。
美键词：广州歌剧院；三向斜交网格结构体系；铸钢节点ＣＡＳＴＩＮＧＴＥＣＨＮＩＱＵＥｏＦＴＨＥＳＴＥＥＬＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮＡＤｏＰＴＥＤＩＮＧＵＡＮＧＺＨｏＵＯＰＥＲＡＨｏＵＳＥＣｏＮＳＴＲＵＣＴＩｏＮＣ：ｈｅｎＹｉｎ（ＴｏｎｇｊｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ）ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＧｕａｎｇｚｈｏｕＯｐｅｒａＨｏｕｓｅｉｓｔｈｅｆｉｒｓｔｎａｔｉｏｎａｌｐｒｏｊｅｃｔｔｏａｄｏｐｔｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｙｓｔｅｍｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｐａｃｅｎｅｔｗｏｒｋｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔａｂｌｅｆｌａｐｉｎｔｈｅｓｔｅｅｌｄｅｓｉｇｎａｎｄｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｐｈａｓｅ．Ｔｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｅｎｎｏｐｒｅｃｅｄｅｎｔｄｏｍｅｓｔｉｃｐｒｏｊｅｃｔｅｘａｍｐｌｅｓｏｆｔｈｉｓｓｃａｌｅ，ｉｎｗｈｉｃｈ，ｎｏｎ－ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｔｅｅｌｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｗｅｒｅｆｏｒｍｅｄｉｎｒａｎｄｏｍａｎｇｌｅｓａｔｔｈｅｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｅｍｂｅｒｓ．Ｍａｎｙｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ，ｓｕｃｈａｓｆｕｌｌｅｎｔｉｔｙｃａｓｔｉｎｇｏｆ１，１ｓｃａｌｅ，ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｓｔａｎｄａｒｄｓｏｆｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｍｅｔｈｏｄ．ＴｈｏｓｅｍｅｔｈｏｄｓｇｕａｒａｎｔｅｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｃａｓｔｉｎｇｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｕｃｈｔｈａｔａｌｌｔｈｅｓｔｅｅｌｍｅｍｂｅｒｓｈａｖｅｓａｔｉｓｆｉｅｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓａｆｅｔｙａｓｗｅｌｌａＳｔｈｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ＧｕａｎｇｚｈｏｕＯｐｅｒａＨｏｕｓｅ；ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｐａｃｅｓｙｓｔｅｍｏｆｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｅｔｗｏｒｋ，ｃａｓｔｉｎｇｓｔｅｅｌｃｏｎ－ｎｅｃｔｉｏｎ１工程概况广州歌剧院工程位于广州市天河区珠江新城Ｊ４地块，紧临珠江，是广州市四大标志性钢结构建筑之一。
随着钢结构越来越普遍的使用,钢结构技术的不断发展,使得具有独特设计意念的当代建筑物成为可能。
广州歌剧院的“圆润双砾”的设计意念正是通过外形复杂多变的钢结构外壳实现的。
这也对钢结构施工技术提出了新的挑战。
广州歌剧院毗邻珠江,其外观设计主要意念是“珠江边的两颗砾石”,因此建筑物的外形较为独特:屋面与墙面浑然一体,曲面变化较大,采用石材覆盖为主,为不规则组合折板,没有明确的墙面和屋面之分,且均为倾斜平面,体型内凹、外突的情况较多(特别是多功能剧场),结构上采用的是一种崭新的结构体系———三向斜交网格组合折板式单层网壳结构。
1广州歌剧院钢结构组成及结构形式本项目的钢结构工程主要由两部分组成,即歌剧院主体大剧场外围护钢结构和多功能剧场外围护钢结构,且两者皆为屋盖、幕墙一体化的结构。
(1)歌剧院大剧场外围护钢结构结合建筑造型和视觉效果的要求,歌剧院大剧场外围护钢结构外壳采用三向斜交网格组合折板式单层网壳结构(图1),共有64个面,41个转角和104条棱线。
长向投影长127m ,短向投影长125m ,壳体外表面积23180m 2。
屋盖高度为43m ,以不规则折面形式向下弯折,周边支承于主体结构地下室顶板楼盖,内部于棱线交点处设置6个支点。
在结构布置上,钢结构外壳周边与下部混凝土结构相接处设置收边钢环梁,梁下设球形钢支座,其中多数为固定铰支座,支承主梁的支座处为了释放水平力采用水平滑动球型钢支座。
球型钢支座支承于混凝土结构上。
每两个平面的转折线为主梁,在主梁组成的平面内由次梁形成间隔约6m 的小三角形网格。
主梁和次梁均采用焊接钢箱梁,刚性节点,多面相交处的节点采用铸钢刚节点,保证节点的承载力和刚度。
广州歌剧院钢结构工程技术探讨罗雄杰周一尘梁文锋殷诗昌(广州建筑工程监理有限公司)【摘要】本文结合广州歌剧院钢结构工程复杂空中曲面的特点,介绍了钢结构安装采用支架拼装方法施工的工艺。
在现场各种环境因素的影响下,讨论了钢结构安装的结构卸荷、空间定位等关键技术措施。
⼴州歌剧院案例分析⼴州歌剧院案例分析作者：扎哈?哈迪德李慧萍室内设计1241403010⽬录简介外部环境建筑形体造型及艺术效果建筑整体布局结构概况单层刚架结构的受⼒特点单层刚架结构的型式单层刚架结构的⽀撑系统单层刚架结构的选型及布置简介⼴州歌剧院是由扎哈哈迪德设计的，源⾃“被江⽔冲刷形成的圆润双砾”的理念。
扎哈作为当今建筑界最杰出的解构主义⼤师，是⼀位极其具有争议性的⼈物。
她的思想超越现实，曾经被称为“纸上建筑师”。
⼴州歌剧院总占地⾯积约42000m2，总建筑⾯积约70,781m2，包括⼤剧场36400m2，多功能剧场7400m2，其他配套建筑26100m2。
外部环境⼴州歌剧院位于珠江新城J4地块，新城轴线起点的两侧，与中央⼴场、滨江绿带共同形成⽂化艺术⼴场，成为⼀个开放、⾃信的国际都市展⽰⾃⾝魅⼒的舞台。
艺术⼴场的设计秉承了⼴州珠江新城城市设计的精神与理念，在三个⽅⾯丰富并深化了城市设计的成果。
其外部形态独特，就像被珠江冲上沙滩上的两颗宝⽯，被形象地称为“圆润双砾”。
建筑形体造型及艺术效果建筑造型⼒图体现歌剧院建筑的开放、浪漫和雍容华贵。
其形态上，是由⼀个舒展的弯⽉形的体形、围绕着由5个花瓣形的墙体组成的歌剧院主体。
钻⽯形屋⾯天窗有利于将室内灯光折射向夜空，同时照明设计着重于对整体造型的烘托。
夜晚⼤厅内的灯光透过透明的玻璃和⾦⾊的格栅，把歌剧院⾼雅⽽热烈的⽓氛传达给城市的⼈们，与珠江夜景相互映衬，浪漫且富于诗意。
剧院由两部分组成，像是⼀个贝含珍珠的圆润造型。
⼀⼤⼀⼩，⼀⿊⼀⽩。
它紧贴着南⾯的珠江，西边⼤贝含着的珍珠是演出⼤厅，⽽东⾯⼩贝含着的珍珠则是多功能厅。
为了突破它过于圆润的造型，两个贝壳中间设计了⼀注百⽶喷泉冲天⽽起。
建筑整体布局⼴州歌剧院外部形态犹如⼀座平缓的⼭丘上放置的⼤⼩不同的两块“砾⽯”。
“⼤⽯头”为1800座的歌剧场及其配套设备⽤房、剧务⽤房、演出⽤房、⾏政⽤房、录⾳棚及排练厅；“⼩⽯头”为400座的多功能厅及西餐厅。
广州歌剧院材料分析
歌剧院的钢结构——三向斜交折板式网壳，就有64个面，47个转角，每一个钢件都是分段铸造再运到现场拼接，每一个节点从制造、安装均要在空中准确三维定位。
石材块体分格方案采用三角形；三角形分片有一个优点就是面和面之间能够做到平滑过渡．石材幕墙是开放式的，此空间解决了一系列的支撑．排水、防水．保温问题；沿用技术成熟的节点做法，屋面比较平缓的面采用防火玻璃棉保温．上面覆盖铝镁锰刚性防水板；而比较陡的面及立面，则采用阻燃性聚氨酯发泡保温层．上面铺贴作了阻燃处理的防水卷材。
开放式架空层以一系列曲面．斜面．曲线为主元素的立柱、天花、坡道、栏板．斜墙等建筑构件组成流动．变幻的空间具有极强亲和力和环境艺术表现力，是联系主体建筑的纽带和沟通城市空间的桥梁。
与众不同的是所有构件采用清水饰面混凝土浇筑成型。
并延伸至室内。
清水混凝土是一种可塑性极高的材料．非常适合建造由曲线．曲面构成的建筑空间。
构件一次现浇成型．不做任何外装饰，直接采用材料的自然色作为饰面．呈现清水混凝土的自然状态．浑然天成的质地．亲和性很强。
建筑结构学报Jour nal of Bu ildi ng Structures 第31卷第3期2010年3月V ol131N o13Mar12010013文章编号:100026869(2010)0320089208广州歌剧院空间异型大跨度钢结构设计黄泰赟1,蔡健2(1.广州珠江外资建筑设计院,广东广州510600;2.华南理工大学土木工程系,广东广州510640)摘要:广州歌剧院建筑造型奇特,其屋盖与幕墙组成的外围护体系为空间不规则折面组合型体,结构采用了空间折板式三向斜交单层网格结构。
本文对其结构体系、构型和网格划分原则、杆件截面选取及节点形式等设计情况进行介绍,列举结构在重力荷载、风荷载、地震作用及温度作用下的变形和内力情况,对结构整体稳定分析、节点分析和铸钢节点足尺试验等关键问题进行论述,并对结构的工作机理和受力特性进行总结。
结果表明,该体系对奇异建筑型体的适用性强,侧向刚度和抗震性能良好,结构工作机理以刚架作用为主,整体稳定问题不突出,结构对初始缺陷不敏感。
关键词:空间折板式三向斜交单层网格结构;铸钢节点;腹板屈曲后强度;整体稳定中图分类号:TU3931304文献标志码:ADesi gn of large2span spatial def or med steel structure ofthe Guangzhou OperaH ouseHUANG Tai yun1,CAI Jiang2(1.Guangzhou Pearl R i ver Foreig n Invest m entA rch itecturalDes i gn Institute,Guangzhou510600,Ch i na;2.Depart m en t ofCivil Engi neeri ng,South Ch i naUn i versity ofTechnol ogy,Guangzhou510640,Ch i na)Abstract:The arc h itectur a l shape of the Guangz hou Opera H ouse is un i que and irre gular with its buil d i ng e nvelope f or m ed by irre gular spatial f olded plates.This paper i ntr oduces a bra nd ne w type of structure,called spat i al f olded pl ate triangular lattice str ucture,which is app lied i n the desi gn of the Gua ngz hou Opera H ouse.Details of structural syste m,shape constit uents,pri nciple of structure layout,a nd j oi nt desi gn are presented.Def or mation and m e m ber stress under gravity,wind l oad,earthquake and te mperature action are discussed.Key proble m s such as overall stability,joi nt analysis and f ull2scale experm i ental research test of cast2steel j oi nts are re ported,and the wor king m echanis m and c haracteristics of the structure syste m are summariz ed.The ne w str ucture syste m has great applicability to irregular2shaped buil dings,off ers great si de way ri gi dity and ant i2earthquake perf or m a nce,whereas possess little m e mbrane rigidity.The m ai n worki ng m echanis m i s the f ra m e act i on,overall stability proble m i s not critical to this k i nd of str ucture,a nd it is not sensit i ve to i n itial def or mation.K ey words:spat i a l f ol ded p l ate tri angularm esh structure;cast2steel j oi nt;post2buckli ng strength ofwe b plate;overall stability作者简介:黄泰赟(1974)),男,广东汕头人,工学博士,高级工程师。
大型歌剧院下沉式舞台钢结构安装技术方案探讨万海山（广东省工业设备安装有限公司，广东广州510000）摘要：以嘉应歌剧院文化综合体钢结构工程为例，结合工程特点及难点，对下沉式舞台钢结构构件吊装施工技术方案展开探讨。
分别基于数字化测量技术、三维建模及工厂模块化加工现场拼装技术、履带吊和整体式分段吊装技术，依次通过钢结构吊装前期相关准备工作、吊装场地布设、主要吊装机械选择，最终确定了安装技术方案，并结合GB 50205—2001《钢结构工程施工质量验收规范》，顺利完成了舞台钢结构的安装。
关键词：舞台；三维建模；整体式；履带吊；吊装技术1工程概述及钢结构安装技术介绍嘉应歌剧院属于乙等特大型剧院，此文化综合体钢结构吊装施工工程位于广东省梅州市。
歌剧院为一座单体建筑，其主要功能是表演歌剧、话剧，并用于地下停车、演出培训、文化展览等。
本歌剧院总建筑面积为41256.79m 2，建筑高度为42m ；主舞台为H 型截面桁架结构（圆管吊挂结构），舞台钢结构重量约500t 。
1.1数字化测量全站仪自动化测量精度高，基于该技术对嘉应歌剧院钢结构预埋件、预留安装钢结构位置坐标、角度、距离进行精准化测量，可通过计算机对歌剧院现场测量数据进行模拟处理或绘图分析，省去了中间人工操作记录，差错率较低。
1.2三维建模及工厂模块化加工现场拼装技术基于全站仪数字化测量数据及钢结构蓝图，使用Tekla Structures 设计软件可进一步对歌剧院钢结构各构件及模型进行详图深化（图1）。
TS 软件具有3D 实体结构模型分析、整合、细部设计等功能，其可用于钢结构加工、现场半成品构件模块化安装等，有效提高了嘉应歌剧院钢结构加工安装效率，节省了安装成本。
1.3履带吊吊装舞台主桁架嘉应歌剧院室内舞台钢结构吊装共设两个吊点，使用450t履带吊进行吊装施工；舞台钢结构构件约500t ，450t 履带吊整体吊装单榀桁架，吊装垂直距离最大可达42m ，最大水平吊装半径达56m ，单榀主桁架最大跨度24m ，最大吊装重量20.5t 。
