有人說，要想了解一座城市的文明和靈魂，就去看看它的劇院。隨著我國城市發(fā)展的步伐加快，近年來各類劇院也在全國各地拔地而起。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)劇院的總數(shù)已經(jīng)超過2000家。一起來看看幾個(gè)典型劇院結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)~

1、泉州大劇 院

 

泉州大劇院屬于福建泉州公共文化中心的核心單體之一，總建筑面積43410平方米，其中地下2層，地上8層，結(jié)構(gòu)最大高度35.80m。建筑外立面造型采用玻璃幕墻+穿孔鋁板的雙層表皮結(jié)構(gòu)，水平方向的波浪形曲線設(shè)計(jì)表達(dá)出舞蹈的節(jié)奏與音樂的韻律，也體現(xiàn)出泉州作為海上絲綢之路的文化特點(diǎn)。建筑平面由北側(cè)室內(nèi)音樂廳、中部公共大廳和南側(cè)歌劇院組成，可滿足大型歌劇、音樂會(huì)及文藝演出的需要。

▲建筑平面布置

▲典型剖面圖

本項(xiàng)目為A級(jí)高度高層建筑，主要柱網(wǎng)尺寸8.4m×8.4m，標(biāo)準(zhǔn)層主要層高為3.6m~5.4m。考慮到樓板缺失區(qū)域較多、建筑層高較高，因此采用鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)體系，在適當(dāng)部位增加剪力墻以有效提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度。抗震設(shè)防類別為乙類，抗震措施按提高一度至8度考慮。

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)1——大跨度構(gòu)件設(shè)計(jì)

由于建筑室內(nèi)空間效果需要，上部結(jié)構(gòu)存在較多的大跨度構(gòu)件，最大跨度達(dá)到34m，且荷載較大。設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)34m跨度的構(gòu)件，采用鋼結(jié)構(gòu)平面桁架；對(duì)于跨度在20m左右的構(gòu)件，采用型鋼混凝土框架梁。同時(shí)將大跨度構(gòu)件的抗震等級(jí)提高一級(jí)，并按照中震不屈服的要求進(jìn)行性能化設(shè)計(jì)。

▲大跨桁架設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場照片

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)2——水平力的可靠傳遞

由于建筑功能的劃分需要，南北兩個(gè)功能區(qū)之間僅以少量梁板構(gòu)件連接，有效樓板寬度小于典型有效樓板寬度的50%。為保證水平力的有效傳遞，將連接處樓板板厚適當(dāng)加厚，并對(duì)開洞區(qū)域樓板進(jìn)行應(yīng)力分析，滿足大震不屈服的性能化要求。同時(shí)在歌劇院觀眾廳等連接處適當(dāng)增加剪力墻，保證水平力傳遞的連續(xù)性。

▲大震下典型樓板的應(yīng)力分析

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)3——豎向構(gòu)件不連續(xù)

演出廳兩側(cè)側(cè)臺(tái)上方建筑功能由側(cè)臺(tái)上空變成琴房等功能，其上共計(jì)5層。從而導(dǎo)致相關(guān)區(qū)域的框架柱不連續(xù)，需進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而該處水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的跨度約有21m。經(jīng)綜合比較，結(jié)合建筑墻體采用整層桁架進(jìn)行轉(zhuǎn)換。分析設(shè)計(jì)時(shí)，將轉(zhuǎn)換桁架及與其相連的豎向構(gòu)件，定義為關(guān)鍵受力構(gòu)件，保證設(shè)防烈度地震作用下滿足屈服承載力的控制要求。同時(shí)考慮豎向地震作用對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力及變形的影響，確保結(jié)構(gòu)安全可靠。

▲轉(zhuǎn)換桁架設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)場照片

2、內(nèi)江大劇 院

內(nèi)江大劇院，位于四川省內(nèi)江市謝家河片區(qū)沱江一段，西臨清溪路，北臨紫霞街。建筑根植于內(nèi)江的穹隆山水, 丘陵壩子，以“琴、臺(tái)”為構(gòu)思理念，因地制宜的整理出多層次的文化平臺(tái)，建筑宛若一架潔白的鋼琴置于其上。風(fēng)琴般優(yōu)雅的表皮，傳遞出音樂的節(jié)奏韻味，更有仙子們舞裙擺褶的艷美。

內(nèi)江大劇院總建筑面積32615平方米，局部地下1層，地上共6層，結(jié)構(gòu)平均高度33.70m，最大結(jié)構(gòu)高度約42.10m。地上建筑依據(jù)建筑功能主要?jiǎng)澐譃槿齻�(gè)分區(qū)：兩側(cè)分別是劇院區(qū)和多功能廳，中部為風(fēng)雨舞臺(tái)。三

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)1——大跨及懸挑構(gòu)件設(shè)計(jì)

由于建筑室內(nèi)空間效果需要，上部結(jié)構(gòu)存在較多處的大跨和懸挑部位。劇院觀眾廳跨度31.4米，劇院大廳、舞臺(tái)、排練廳上空跨度約20~25米。大跨度構(gòu)件采用型鋼混凝土框架。

水平構(gòu)件懸挑部位主要集中在劇院西南側(cè)的三層樓面與屋面層，出挑長度8~16.8米。樓層出挑采用型鋼混凝土梁，屋面出挑采用鋼桁架形式，并向內(nèi)側(cè)至少延伸一跨。屋面層的懸挑桁架與內(nèi)側(cè)觀眾廳、入口大廳頂部桁架連接形成整體。

▲頂層懸挑桁架范圍

▲頂層懸挑桁架典型剖面

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)2——結(jié)構(gòu)動(dòng)力彈塑性分析

為進(jìn)一步分析結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的抗震性能、計(jì)算結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的整體控制指標(biāo)（包括最大層間位移及最大基底剪力）、研究結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件在罕遇地震下的塑性損傷情況、針對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱部位和薄弱構(gòu)件提出對(duì)應(yīng)的加強(qiáng)措施，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了罕遇地震作用下的彈塑性補(bǔ)充分析。

分析表明，作為關(guān)鍵構(gòu)件的大懸挑桁架、轉(zhuǎn)換桁架在罕遇地震下?lián)p傷因子不超過0.3，說明大震下大懸挑桁架、轉(zhuǎn)換桁架大部分處于彈性狀態(tài)而不破壞，桁架的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件保持彈性未屈服，保證了懸挑端、轉(zhuǎn)換處豎向荷載的有效傳遞。

▲典型墻肢受拉損傷因子分布

▲典型大跨、懸挑桁架等受拉損傷因子

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)3——水平力的可靠傳遞

由于建筑功能的劃分需要，劇院區(qū)三層以上分為兩個(gè)功能區(qū)：觀眾區(qū)和舞臺(tái)區(qū)。兩個(gè)功能區(qū)域之間僅在屋面層形成較完整的樓層平面，其余樓面均存在開洞較大的情況，整體性較差。為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性，三層和屋面層的樓板厚度局部加強(qiáng)，并按中震不屈服的要求進(jìn)行樓板應(yīng)力分析

▲典型樓板應(yīng)力分析結(jié)果

3、內(nèi)江師范學(xué)院新校區(qū)劇院

該劇院位于內(nèi)江師范學(xué)院新校區(qū)的西南側(cè)，總建筑面積12849.71平方米。地上共3層，結(jié)構(gòu)高度24.00m。整體建筑平面尺寸約139.1mx62m，地上建筑依據(jù)建筑功能主要?jiǎng)澐譃槎䝼�(gè)分區(qū)：兩側(cè)分別是劇院（1189座），會(huì)議中心含一層大報(bào)告廳（269座）、小報(bào)告廳（106座）及二層音樂廳（561座）。二個(gè)分區(qū)結(jié)構(gòu)通過設(shè)置變形縫脫開，形成兩個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單體，均采用現(xiàn)澆鋼筋（骨）混凝土框架結(jié)構(gòu)體系。

設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)——屋蓋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目屋面為弧形坡屋面，象征著知識(shí)海洋上的層層波浪，也寓意著學(xué)校的展翅高飛，是項(xiàng)目的重要表現(xiàn)形式之一。結(jié)構(gòu)結(jié)合建筑造型，采用了交叉管桁架的結(jié)構(gòu)體系。由于建筑室內(nèi)空間效果需要，桁架下部的柱網(wǎng)與桁架存在錯(cuò)位，同時(shí)桁架上方吊掛有雙層的設(shè)備平臺(tái)，給結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了一定的挑戰(zhàn)。

設(shè)計(jì)中根據(jù)建筑表皮進(jìn)行精確擬合，X向的三管桁架和Y向四管桁架作為主要受力桁架，X向桁架的一端采用抗震單向滑動(dòng)球鉸支座釋放溫度作用引起的應(yīng)力和位移，其余支座采用平板鉸接支座。Y向桁架采用平板鉸接支座與混凝土柱頂相連。同時(shí)對(duì)于有建筑功能的區(qū)域，根據(jù)凈高需求對(duì)截面高度進(jìn)行變截面處理，做到了校園建筑經(jīng)濟(jì)、美觀、實(shí)用的要求。

▲屋蓋桁架布置

▲桁架典型剖面