(完整版)大跨度案例分析悉尼歌剧院

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结构
在最初的设计是把打算用混凝土作为结构外墙，但这样并不能够使这样的外型成为独立 的安全结构，之后工程师不断地研究不同的方法，如在屋脊上加入钢结构框架，并屋顶 建造成厚厚的结构墙。不过，最终的方法是使用了折合式的混凝土结构墙，情况就好像 一个弯曲了的屏风一样，利用折合多层的结构来支撑屋顶，每一层的折合便有如一个拱 门一样，这样便能承重亦不破坏原有设计外型的弯曲度。由于这样的外型而大跨度的结 构是前所未有的，工程师都未必知道折合式的结构是否适合，所以便利用了电脑作结构 分析，这亦是世界第一次使用电脑作结构计算的工程，创了建筑工程的先河。
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在设计过程的开始阶段，这些“壳”被定义为由一 系列的混凝土构件组成的排骨支撑起来的抛物线。 然而，奥雅纳工程顾问公司的工程师们找不到一个 建造这些“壳”的方法。使用原地浇筑的混凝土来 建造的计划由于造价高昂而遭到了否决，因为屋顶 的结构不同，这样就要求有不同的模具，最终导致 造价高昂。
悉尼歌剧院远景
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建造悉尼歌剧院的计划始于1940年代，悉尼音乐学院的院长Eugene Goossens 游说建造一个能够表演大型戏剧作品的场所。当时进行戏剧表演的场所悉尼市 政厅对于戏剧表演来说太小了。在1954年，Goossens成功取得了新南威尔士州 总理的支持，他要求设计一个专门用于歌剧的剧院。也是Goossens坚持将歌剧 院建在便利朗角（Bennelong Point）上。
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外观
N
第一组壳片（大 音乐厅）
第二组壳片（歌剧院）
悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片， 耸立在南北长186米、东西最宽处为97 米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。 第一组壳片在地段西侧,四对壳片成串 排列,三对朝北,一对朝南,内部是大音乐 厅。第二组在地段东侧，与第一组大 致平行,形式相同而规模略歌剧厅。第 三组在它们的西南方，规模最小，由 两对壳片组成,里面是餐厅。其他房间 都巧妙地布置在基座内。整个建筑群 的入口在南端,有宽97米的大台阶。它 的外形像三个三角形翘首于河边，屋 顶是白色的形状犹如贝壳，因而有 “翘首遐观的恬静修女”之美称。
第三组壳片（餐厅）
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由于混凝土壳体 的颜色不好看，且 处于保护结构的原 因，壳体外表覆盖 上了105万块白色 或奶油色的瓷砖
这些壳体的表层 后来还加上了更多 的功能，可以在夜 间绽放出不同的色 彩和图案
结构
由于约翰·伍重的设计在技术层面上完全不 能满足需求，特别是在结构上的问题，所以 整个设计在后期是完全重新设计，而设计时 间更达至12年之久最严重的问题，就是屋顶 的结构。 原来的设计不单没有规律，各扇 型结构都有不同的弯曲度，完全没有逻辑可 言，而且不同的弯曲面是互相接触的，但在 无规律弯曲面的接合上，是很难确保施工的 品质管理。 为了方便工程上的管理上，各 扇型的单元便归一至类似的弯曲度，各部件 只是比例上的不同。 因此便可以用预制件 的方式来制做各混凝土的部件，而不用在现 场做模，品质管制方面便容易处理。至于结 构承重则是更大的问题，因为在1960年时还 未有任何工程师设计过这样的扇型的蛋型结 构，而且由于室内是剧院的关系，是不可以 在柱和梁来承担屋顶的重量。
大跨源自文库结构
❖一：壳体的认识 ❖二：案例的分析 ❖三：学习与总结
——壳体
傅丹枫 王建河 刘福镇 陈勇琪 谭羽翱 高子淇
壳体结构
shell structure
壳体结构
壳体结构（shell structure）由曲面形板与边缘构件（梁、拱 或桁架）组成的空间结构。壳体结构具有很好的空间传力性能， 能以较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构，能 覆盖或围护大跨度的空间而不需中间支柱，能兼承重结构和围 护结构的双重作用，从而节约结构材料。（会堂、飞机库、体 育馆）
❖ 壳体的工程建造遇到十分巨大的困难
从1957年到1963年，在最后找 到一个经济上可以接受的解决办法 之前，设计队伍反复尝试了12种不 同的建造“壳”的方法（包括抛物 线结构，圆形肋骨和椭圆体）。在 “壳”的设计工作是最早利用电脑 进行构造分析来完成构造分析的工 作之一。
在1961年中期，设计队伍找 到了一个解决办法 ：所有的“壳” 都由球体创建而来。该办法可以使 用那一个共同的模具浇注出不同长 度的圆拱，然后将若干有着相似长 度的圆拱段放在一起形成一个球形 的剖面。究竟谁是这个解决办法的 发明者成了一些争论的主题。
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历史沿革
❖ 悉尼歌剧院是从50年代开始构思兴建， 1955年起公开搜集世界各地的设计作品， 至1956年共有32个国家233个作品参选， 后来丹麦建筑师约恩·乌松（又译为“杰 恩-伍重”）的设计屏雀中选，约恩·乌 松的设计灵感来自于橙子皮，该项目共耗 时14年、斥资1200万澳币完成建造，为了 筹措经费，除了募集基金外，澳洲政府还 曾于1959年发行悉尼歌剧院彩券。
❖ 在建造过程中，因为改组后的澳洲新政府 与约恩·乌松失和，使得这位建筑师愤而 于1966年离开澳洲，从此再未踏上澳洲土 地，连自己的经典之作都无法亲眼目睹。 之后的工作由澳洲建筑师群合力完成，包 括Peter Hall、Lionel Todd与 David Littlemore等三位，悉尼歌剧院 最后在公元1973年10月20日正式开幕。
结构的本质：1：曲面型板 2：结构厚度远小于结构跨度 3：以薄膜应力为主要的力学形状
壳的选型有：筒壳、球壳、双曲扁壳、扭壳·····
壳体建筑案例：悉尼歌剧院、 中国国家大剧院、 清华大学大礼堂、 广州新体育馆
悉尼歌剧院
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悉尼歌剧院
悉尼歌剧院， Sydney Opera House ，位于澳大 利亚新南威尔士州 的首府悉尼市贝尼 朗岬角。这座综合 性的艺术中心，在 现代建筑史上被认 为是巨型雕塑式的 典型作品，也是澳 大利亚的象征性标 志----悉尼歌剧院。