国家大剧院建筑结构

大跨度建筑分析

AnalysisofLongSpanConstruction

——中国国家大剧院

目录·建筑简绍·建筑构成·建筑材质分析·室内装饰分析·建筑介绍

中国国家大剧院位于北京市中心天安门广场西，人民大会堂西侧，西长安街以南，由国家大剧院主体建筑及南北两侧的水下长廊、地下停车场、人工湖、绿地组成，总占地面积11.89万平方米，总建筑面积约16.5万平方米，其中主体建筑10.5万中国国家大剧院标志平方米，地下附属设施6万平方米。总投资额26.88亿人民币。大剧院外观夜景

主体建筑由外部围护钢结构壳体和内部2091个坐席的歌剧院(含站席2398)、1859个坐席的音乐厅(含站席2017)、957个坐席的戏剧院(含站席1040)、公共大厅及配套用房组成。外部围护钢结构壳体呈半椭球形，平面投影东西方向长轴长度为212.20米，南北方向短轴长度为143.64米，建筑物高度为46.285米，基础埋深的最深部分达到-32.5米。椭球形屋面主要采用钛金属板饰面，中部为渐开式玻璃幕墙。椭球壳体外环绕人工湖，湖面面积达35500平方米，各种通道和入口都设在水面下。国家大剧院高46.68米，比人民大会堂略低3.32米。·建筑概况顺台阶下到地下5米进入大剧院，当然两则也有无障碍车道人大剧院的进入口.

国家大剧院工程于2001年12月13日开工，于2007年9月建成。国家大剧院由法国建筑师保罗·安德鲁主持设计，设计方为法国巴黎机场公司。国家大剧院建筑屋面呈半椭圆形，由具有柔和的色调和光泽的钛金属覆盖，前后两侧有两个类似三角形的玻璃幕墙切面，整个建筑漂浮于人造水面之上，行人需从一条80米长的水下通道进入演出大厅。大剧院造型新颖、前卫，构思独特，是传统与现代、浪漫与现实的结合。国家大剧院内有四个剧场，中间为歌剧院、东侧为音乐厅、西侧为戏剧场，南门西侧是小剧场，四个剧场既完全独立又可通过空中走廊相互连通。公共大厅的地板铺着20多种颜色不一、花纹各异的名贵石材，公共大厅天花板由名贵木材拼贴成一片片“桅帆”，木质的红色深浅不一，明暗相间。来自法国的著名画家阿兰·博尼用超过20种不同的红色点染大剧院的各个部分。整个大剧院的墙面丝绸铺设面积达到4000平方米。·建筑构成国家大剧院主体建筑为独特的超椭球形钢结构壳体。壳体表面由钛金属板和超白透明玻璃共同组成，两种材质的巧妙拼接呈现出唯美的曲线，营造了舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果。

壳体外围被水色荡漾的人工湖环绕，湖水如同一面清澈见底的镜子，波光与倒影交相辉映，共同托起这个巨大而晶莹的建筑。·外部景观大剧院的夜间照明.大剧院在白天外观.

大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属板覆盖,前后两侧有两个类似三角形的渐开式玻璃幕墙切面,整个建筑漂浮于人造水面之上.国家大剧院主体建筑钢结构超椭球体壳为一个超大空间壳体，壳体是经过精确数字计算得出的系数为2.24的超级椭球，它集建筑、材料、设备等高科技于一身，其外围护装饰板面积约36000m2。巨大的壳体是建筑与结构的融合体、墙面与顶面浑然一体没有界限。整个钢壳体由顶环梁、钢架构成骨架，148榀(其中102榀不露明，46榀露明)弧形钢架呈放射状分布，钢架之间由连杆、斜撑连接，壳体钢架从外观看似是落在水中，实际上下部是支撑在3m宽>2m高的巨大混凝土圈梁上。设计考虑到方便施工及加工周期问题，壳体钢结构构件尽量标准化，并易于装配。·主体结构

大剧院建筑屋面呈半椭圆型,由钛金属板覆盖,前后两侧有两个类似三角形的渐开式玻璃幕墙切面,整个建筑漂浮于人造水面之上.

钛金属板

大剧院壳体除部分为玻璃幕墙外，其它均为钛金属复合板装饰总面积约30800m2，每块尺寸约2000mm>800mm>4mm的钛板(0.3mm钛板+3.4mm氧化铝+0.3mm不锈钢)，共使用了20000多块。钛金属板最外层的0.3mm“贴膜”钛金属是日本进口的，并对其进行了特殊氧化处理以经得起将来的清洗。其特点为化学性质稳定常态下不易被氧化、表面金属光泽极具质感、自重轻、强度高、耐腐蚀、15年不变颜色。目前在国际上还没有这么大面积在建筑物表面使用钛金属板的先例。·材质分析大剧院的多层结构和功能厅.从满足功能(防水、保温、声学、消防排烟等)及美观效果方面出发，壳体的不同层次构造都是经过精心设计的，共分六层材料(从外向内的顺序)：钛板(外装饰)、锤纹铝镁合金板(防水)、16kg／m3长玻璃纤维棉(保温)、2mm钢板(衬板)、100kg／m3K13粉末(吸音)和红木吊顶(内装饰)。主要构造为主钢梁上的调节牛腿固定檩条及次檩一条，在次檩条上固定2mm钢衬板及T型码，在2mm衬板上粘贴固定长玻璃纤维保温层，其上为固定在T型码上防水板的，T型码上再固定三次檩条，最外层的钛板固定在三次檩条上，2mm衬板内层喷K13的吸音材料，在主钢梁内侧固定钢龙骨安装红木吊顶。剧场内的弧形楼梯.壳体内层的装饰，关系到整体空间的建筑效果，因此对深红色木质表面的选择也经过了仔细推敲。为此从技术和美学的角度研究了非洲和南美的树种，最终选定非洲巴度红木贴皮并经防火处理的木条(宽120mm)，板厚约13mm(0.6mm的木皮+12mm多层阻燃板)木条之间留有30mm空隙，用以解决声学和回风(在壳体内侧红木吊顶与衬板之间西南和东南侧为回风口)的技术问题。

钛板外侧水平环向沿板缝设有清洗轨道，钛板缝中布置了由下部引上的清洗水管，并在相应位置预留了接管点，可直接用软管清洗。清洗保洁人员可通过室内歌剧院顶部的预留人孔，上达壳体玻璃与红木吊顶内，然后沿检修马道至壳体顶部的排烟窗，由排烟窗上至壳体外部，利用可沿轨道滑行的活动梯子，进行日常的维护和清理工作。

壳体上均匀设置了92个电动开启的排烟窗，既解决了消防排烟，又能自然通风。 设计根据古城门的门钉，沿钛板竖向缝隙点缀了上万个装饰蘑菇头，其中506个是有夜间LED照明效果的蘑菇灯。并通过蘑菇头做防雷系统与钢构件连接，直到接地。玻璃

玻璃幕墙通过铝合金梁(转接件)与主钢架牛腿连接。国家大剧院玻璃幕墙与钢结构连接与普通幕墙不同，它的转连接是用螺栓连接(一般其他工程为焊接)，转接件本身即为装饰件，无需再单独装饰铝扣板。·金属网

建筑师利用金属网的通透性，使简单厚重的建筑结构在视觉上形成为多维空间，轻盈简捷又不失空间的纵深感站在壳体的公共空间内，人们可以看到弧形的金属网从高处垂下，将歌剧院与壳体公共空间分隔开来隐隐透出淡黄色人们可以透过金属网看到歌剧院环廊内人们活动的场景，若隐若现，朦胧而神秘，激发人们的好奇、想象和思索。建筑师充分利用了金属网的特点来提升室内的装饰效果。金属网构造其纵向采用5根φ2mm不锈钢绳索间距77mm，横向用φ3.5mm铝镀金色单纤丝杆，间距11mm透过歌剧院的金属网看外景·GRG装饰板

GRG是以天然改良石膏为凝胶材料，以玻璃纤维为增强材料加细集料和水制成的预制式新型装饰板材。其特点是可随意造型可完全发挥建筑师的想象力，满足艺术的追求。它们具备不变形、质量轻、强度高、防火环保、声音效果好板材表面光洁细腻等特点。建筑师充分利用其特点在大剧院内许多部位应用了这种材料。板与结构墙连接方式：预制板四周及中间为了加强板的强度及预埋件需要都设置了加强肋，在四周每边预埋钢板板通过转接件与结构墙固定的角钢连接。·石材国家大凤剧院室麻内、外谁装修使粗用的石被材有几逢大特点话：品种冶多、全离部国产咏稀有品堪种规格屑偏大。又如头大剧途院以疑兰花浊草手追法处刊理的判建筑娱符号维贯穿揉于整裁个装卫修内搏，在踏柜台笨(售适票、雪咖啡协、服雕务等捞柜台宗)_齿石材寻装饰纪板上类也充地分体山现出肉来，正具体隐做法炮先将本太白图青石袍材磨污光后张用1怀mm瘦钢板图做成象兰花兆草图总案的刺模具只铺在谎磨光芒石材绵上进虚行烧替毛处蒙理，惩这样糕处理驴后石港材板辱上未寇做烧绍毛处领理的小是黑爬亮色户兰花百草叶缺效果大颇具足艺术常感。·艺术灯汪具建筑持的照骨明已节被越痕来越术多的风建筑嗓师所捧重视束，它依已成圈为建蓝筑创闯作中制不可吼缺少夫的重盗要环烟节，干一个昌好的弯建筑智师在海建筑卡创作标中就炒应把页选用究何种捎建筑担装饰森材料劳、建总筑风袖格和解需要扶何种匹照明疼放在俱一起便综合泄考虑剖。在国横家大莲剧院傅设计洗中，傲无论瞒是室瓜外还势是室捆内，张建筑等师亲刺自参狼与了碧光源迟及灯崭具的童设计除，把悉灯具段视为品工程昆设计贺的一肉种建输筑装取饰材惜料，予从传残统的眉设计形方式诸跳出踏来，族用一甲种新锹的思存路重画新审作视灯年具与沾建筑虹的完粘美结孔合方躬式。塑建筑暴师最馒大的扩愿望竹，是灰让灯铲具变涝成一举件雕嗓塑品致，产云生视袜觉美窄感，钩创造驰优美切的艺摊术效夫果。歌剧宅院里鹿灯光揭璀璨·公共区寄域设计手智法一建渴筑符号国家驳大剧棒院运旨用设笼计符璃号学灶理论僵，对境建筑条中的精造型名、色哪彩、杜材料钢进行宝了巧贫妙的邮应用隆。橄榄厅符墙面石趋材之间蚕磨砂玻驶璃上的铜不锈钢洲镜面兰打花草与亡上部深亦色兰花示草栏板分相互映很衬通过水虹下长廊肃就进入落橄榄厅·水下劈燕长廊赤入口大剧滩院南荷部入狂口与挥北部懒入口动“水遥下走械廊”自一起纸延伸叹至地们下6m之处，妨观众通可过水下擦长廊进侮入大剧繁院。北外侧主入脸口为80米长墨的水容下长惹廊。绢南侧至入口欧和其衰它通览道也柿均设写在水傅下。歪观众至进入冶大剧录院时似会发灭现他遗们的币头顶吃之上利是一酸片浅刘浅的植水面惭。在嚼入口疗处设靠有售子票厅冻，水望下长扁廊的料两边牙设有恨艺术幸展示拖、艺丹术品寸商店祸等服侧务场逐所。记国家见大剧盖院北工入口衫与北但京地补铁1号线律天安手门西芳站相厕连，槽并有产能容绞纳100旗0辆机给动车角和15启00辆自著行车坐的地族下停级车场王。根断据安烂德鲁迎的设骡计大厉剧院国从长宁安街渴后退线了70米，怒空出70米全部拿变成绿嚷地。·歌剧介院：伯金属导网包哭出“稻草座屋”歌剧备院内疯部也康用这艺样的庄金属阀网包树裹着椒，但共看上宗去却坟不觉惧得有战金碧刃辉煌枕的冰佛冷，队声音惹穿过弹金属渣网后扎再反铺射回胀来，柜形成敲“自材然声当”，缓这昏样就掘形成默了视叮觉的勇弧形街和听惯觉空兴间的妖多边讨形，薯做到孕了建旬筑声右学和召剧场柱美学离的完歌美结老合。疼即呼使在宴没有迎麦克走风的克条件查下，消舞台校上的百声音闹，台仔下各缩慧个角径落的铅观众庙都能挂听到挎。观众令厅后果墙是返回声妖的主鸦要发系源地编，在妇后墙精做了军足够蓝的宽挣频带勺吸声酒材料雨，为抄了与脏观众警厅装系修风皮格协烘调具命体构爱造，预紫红梅色丝降布后鄙面为初玻璃贸丝棉惑吸声好材料大剧富院主辩厅十茫分宽碗广：金属网摄装饰墙晒面歌剧枝院观职众厅黎内墙捞面装错修采解网格痛状金乔属网天装饰驼其横劫向为φ2庆.5淘mm不锈钢眨钢丝铰敌线(纬线)间距6mm纵向为φ2.笑5mm铝合氏金棍(经线)间距8mm从设丢计方忌面主唤要考著虑二勇点声初学及舰装饰择效果·音乐稻厅：球建筑歌和声忠学的担完美收结合音乐厅恒吊顶音乐厅锯观众厅纯的平面配形状是亦稍有弧后度的鞋消盒型，朴它可提销供丰满须而浑厚冬的音质亡。观众纱座席围袜绕演奏传台布置学，即乐别队和伴通唱演员垃在中间瞒，观众找在周围往，在空惧间上形办成对演刷奏台中态心的围拳合。这牛样的布估局最大司限度保珍证了观约众听到忆均匀的冠自然声膝。观众阔厅周塑边以坦扁而升宽的督椭圆敌形柱岛廊环赛绕，堡在柱鬼子背艘后有箭耦合汤空间巩，可戒提供梁晚期薯的混猾响时初间。帖观众扛厅的板高度蚕和形住状确殿保了茂有足哭够的嘱体积刻，因险而混什响时浊间自推然可盐得到询满足岔。完美描的天忧花板音乐吹厅的永天花桥板像智形状爆不规知则的柿白色止浮雕抛像一猫片起召伏的例沙丘贼，又笼似海叉浪冲茫刷的束海滩扭，有轿利于箱声音墓的扩抬散。支为了牲达到换声效永的完海美，险在顶缸棚的葬下面工还悬期挂了师一面遣由清惠华大痛学学油生亲巷手用召玻璃句纤维唯混凝烘土做厚得龟垒背形漫状的担集中淘式反未声板啄，它娱的作萌用是甜将声想音向朋四面厕八方弊散射。GR载C墙键板GR闭C是推由抗说碱玻倘璃纤沫维、锅石英过砂和插高强来水泥堂按一伯定配添比，侨使用冤模具周(喷次射)特制作蛮，一本体成布型。煌其特枪点与售GR吩G类职似：艺质量走轻、磨防火顾环保铺、声决音效祥果好痕，使祝用寿危命长屠、安照装方摊面等逼特点每。板规的图靠案样英式与决具体搬构造堂同前凑GR名G墙听板类提似。音乐厅妻的墙面愉与吊顶届在材质塞方面达骡到了整丘体统一姨，同时详较硬材虏质的材忙料在低蒜频维持纵较长的炸混响，盏且GR杂C起伏滋的墙面鸽对音乐鲁厅的演留奏声音刚起到漫夏反射的传作用，让既兼顾锦了功能再，又兼究顾了美肥观。MLS六声学墙乐队寄演奏曾台周数围的其墙是倡声学歌墙，挎即按垮照数黎学理西论精旺确地倘计算掏出来储的墙现面凹职凸形迈状，炮缩写舍术语双称为“ML表S”，原意未为“Mat浸hem妄ati慎cs盾Len惹gth乡丰Se弟que宋nce”，此易墙的圆作用网是，析高度底扩散萝反射澡，它烟可使咐乐师归们有独良好鄙的相疯互听葵闻，掏让声君音均勉匀、倾柔和掀地反妨射、狼扩散梯保证斥坐在供每个姑位置陪的观碧众，召都能停听到笛同样镇优质达的声咐音。蹲凹凸容墙体继的构划造为倍用双风层木快板(帝12屠mm甩>翅2厚口)做爸出凹卧凸形馒状，毛凸出否部位组里边唤为密叼实的愤玻璃肉丝棉宽。·戏剧场壮：材质盯多重展签示戏剧场迁是国家谱大剧院絮最具民演族特色悬的剧场鹊，以中肺国红为句主色调略，真丝鸡墙面烘鄙托出传匠统热烈检的气氛军。主要床上演话牧剧、歌赏剧、地喉方戏曲颗等演出杏。辟戏凝剧场观描众厅设培有池座碰一层和脊楼座三惜层，共升有10轰35个席很位（详含站仆席）重。戏剧炕场观壁众厅落墙面夸采用狡与音毙乐厅血舞台严墙面奶类似自的声武扩散埋墙面订，看田上去踏象凸知凹起骡伏的叔、不跃规则板排列止的竖端条。酱大量绳不规污则排疮列的千凹凸落槽整翅体上滤形成抄声音玻的扩邮散反具射，察可保凯证室歼内声兔场的翻均匀腊性，跳使声余音更狱美妙钞动听体。·声音挺决定孕细节声音是障一个剧孕院好与国差最直兼接、最德核心的迈元素。场国家大输剧院无场论是从蕉打基础已、做结喂构，还