中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會
建筑鋼結(jié)構(gòu)分會主辦
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(jié)構(gòu)工程由精工鋼構(gòu)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，正在進行涂裝防護工程，大貝殼已完成50%的安裝，預(yù)計今年7月中下旬吊裝完成。
鋼結(jié)構(gòu)吊裝工程
歌劇院平面布置圖
2 結(jié)構(gòu)體系
大劇場結(jié)構(gòu)由主體混凝土結(jié)構(gòu)與外圍的貝殼鋼結(jié)構(gòu)組成，主體混凝土結(jié)構(gòu)主要分為主臺、側(cè)臺、后臺及觀眾廳部分，均開大洞，且局部有框支結(jié)構(gòu)。貝殼鋼結(jié)構(gòu)位于主體結(jié)構(gòu)兩側(cè)包合住大劇場主體，其基座部分落在主體側(cè)臺頂及后臺墻頂，其余均落在底板上，貝殼鋼結(jié)構(gòu)最高點為90m。
(a)平面圖
（b）剖面圖
歌劇院結(jié)構(gòu)平剖面
劇場縱剖面
觀眾廳結(jié)構(gòu)空間
觀眾廳結(jié)構(gòu)橫剖圖
貝殼鋼結(jié)構(gòu)縱剖及與主體觀眾廳頂?shù)倪B接
3 結(jié)構(gòu)設(shè)計難點
（1）主體結(jié)構(gòu)平面存在多處開大洞，導(dǎo)致地震力傳遞不均勻。
（2）主體結(jié)構(gòu)在側(cè)臺臺口處有局部框支結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致側(cè)向剛度不規(guī)則，尤其是Y向抗側(cè)剛度削弱很大。
（3）觀眾廳內(nèi)樓座承重弧形墻上下錯開，采用斜柱轉(zhuǎn)換，底部承重墻開大洞。
（4）主體結(jié)構(gòu)附屬大跨度空間結(jié)構(gòu)，計算復(fù)雜，尤其是兩種結(jié)構(gòu)之間連接處，受力大且復(fù)雜。
（5）由于場地地層除花崗巖外，主要為人工填土及第四系海陸交互相沉積地層，在7度地震作用下會產(chǎn)生嚴重液化現(xiàn)象。
4 主要分析結(jié)果
（1）針對劇場主體結(jié)構(gòu)平面不規(guī)則及局部框支結(jié)構(gòu)，分別對關(guān)鍵構(gòu)件制定了較高抗震性能的目標，進行了多種軟件的計算比較，對層間位移角的計算進行詳細分析，最大層間位移角為1/850，滿足要求。
（2）風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(shù)值風洞模擬與風洞試驗結(jié)果互相審核，結(jié)果表明總體上CFD數(shù)值模擬結(jié)果與風洞試驗結(jié)果基本一致，但也存在個別區(qū)域體型系數(shù)變化趨勢不一致，結(jié)構(gòu)設(shè)計中采用CFD數(shù)值模擬與風洞試驗結(jié)果的包絡(luò)值。
圖11 CFD數(shù)值風洞模型
（3）對結(jié)構(gòu)進行靜力和動力分析，分析結(jié)果表明，與風荷載相比，屋蓋結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)要小很多，對大部分構(gòu)件不起控制作用。進一步分析表明，在罕遇地震作用下，屋蓋接結(jié)構(gòu)的響應(yīng)（內(nèi)力與變形）與最不利風向風荷載作用下相當。
第一模態(tài)云圖
（4）對整體屋蓋結(jié)構(gòu)進行恒+活及恒+風兩種荷載模式進行穩(wěn)定分析，結(jié)構(gòu)極限承載力系數(shù)K分別為5.0，3.5，極限狀態(tài)最大變形為968，2063mm。分析結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)在考慮雙重非線性及初始缺陷情況下，極限承載力系數(shù)均滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性較好。
珠海素有“百島之市”的美譽，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(gòu)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(gòu)集團品牌部 陳銀
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