中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
中國建筑金屬結構協(xié)會(huì )
建筑鋼結構分會(huì )主辦
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)。
珠海歌劇院鋼結構工程由精工鋼構集團負責加工制作和安裝，小貝殼和中部大天窗目前已吊裝完成，正在進(jìn)行涂裝防護工程，大貝殼已完成50%的安裝，預計今年7月中下旬吊裝完成。
鋼結構吊裝工程
歌劇院平面布置圖
2 結構體系
大劇場(chǎng)結構由主體混凝土結構與外圍的貝殼鋼結構組成，主體混凝土結構主要分為主臺、側臺、后臺及觀(guān)眾廳部分，均開(kāi)大洞，且局部有框支結構。貝殼鋼結構位于主體結構兩側包合住大劇場(chǎng)主體，其基座部分落在主體側臺頂及后臺墻頂，其余均落在底板上，貝殼鋼結構最高點(diǎn)為90m。
(a)平面圖
（b）剖面圖
歌劇院結構平剖面
劇場(chǎng)縱剖面
觀(guān)眾廳結構空間
觀(guān)眾廳結構橫剖圖
貝殼鋼結構縱剖及與主體觀(guān)眾廳頂的連接
3 結構設計難點(diǎn)
（1）主體結構平面存在多處開(kāi)大洞，導致地震力傳遞不均勻。
（2）主體結構在側臺臺口處有局部框支結構，導致側向剛度不規則，尤其是Y向抗側剛度削弱很大。
（3）觀(guān)眾廳內樓座承重弧形墻上下錯開(kāi)，采用斜柱轉換，底部承重墻開(kāi)大洞。
（4）主體結構附屬大跨度空間結構，計算復雜，尤其是兩種結構之間連接處，受力大且復雜。
（5）由于場(chǎng)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(huì )產(chǎn)生嚴重液化現象。
4 主要分析結果
（1）針對劇場(chǎng)主體結構平面不規則及局部框支結構，分別對關(guān)鍵構件制定了較高抗震性能的目標，進(jìn)行了多種軟件的計算比較，對層間位移角的計算進(jìn)行詳細分析，最大層間位移角為1/850，滿(mǎn)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，本文采用數值風(fēng)洞模擬與風(fēng)洞試驗結果互相審核，結果表明總體上CFD數值模擬結果與風(fēng)洞試驗結果基本一致，但也存在個(gè)別區域體型系數變化趨勢不一致，結構設計中采用CFD數值模擬與風(fēng)洞試驗結果的包絡(luò )值。
圖11 CFD數值風(fēng)洞模型
（3）對結構進(jìn)行靜力和動(dòng)力分析，分析結果表明，與風(fēng)荷載相比，屋蓋結構在多遇地震作用下的結構響應要小很多，對大部分構件不起控制作用。進(jìn)一步分析表明，在罕遇地震作用下，屋蓋接結構的響應（內力與變形）與最不利風(fēng)向風(fēng)荷載作用下相當。
第一模態(tài)云圖
（4）對整體屋蓋結構進(jìn)行恒+活及恒+風(fēng)兩種荷載模式進(jìn)行穩定分析，結構極限承載力系數K分別為5.0，3.5，極限狀態(tài)最大變形為968，2063mm。分析結果表明，結構在考慮雙重非線(xiàn)性及初始缺陷情況下，極限承載力系數均滿(mǎn)足規范要求，結構整體穩定性較好。
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(dòng)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集團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。
精工鋼構集團品牌部 陳銀
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