薄殼結構調(diào)研講解

1、薄殼結構班級學號：1101404-25姓 名：劉益寧指導老師：彭 懿 日 期： 2013.11.20調(diào)研建筑： 星海音樂廳悉尼歌劇院國家大劇院1 薄殼結構的定義：殼，是一種曲面構建，主要承受各種作用產(chǎn)生的中面內(nèi)的力。薄殼結構就是曲面的薄壁結構，按曲面生成的形式分為筒殼、圓頂薄殼、雙曲扁殼和雙曲拋物面殼等，材料大都采用鋼筋和混凝土。殼體能充分利用材料強度，同時又能將 承重與圍護兩種功能融合為一。2 薄殼結構的特點：殼體結構一般是由上下兩個幾何曲面構成的空間薄壁結構。兩個曲面之問的距離即為殼體的厚度（6）,當6比殼體其他尺寸（如曲率半徑R,跨度等）小得多時，一般要求8 /R< 1/20（雞蛋

2、殼的6 /R勺1/50）稱為薄殼結構?，F(xiàn)代建筑工程中 所采用的殼體一般為薄殼結構。而薄殼結構為雙向受力的空間結構，在豎向均布荷載作用下，殼體主要承受曲面內(nèi)的軸向力 （ 雙向法向力 ） 和順剪力作用，曲面軸力和順剪力都作用在曲面內(nèi)，又稱為薄膜內(nèi)力。而只有在非對稱荷載（ 風，雪等） 作用下，殼體才承受較小的彎矩和扭矩。由于殼體內(nèi)主要承受以壓力為主的薄膜內(nèi)力，且薄膜內(nèi)力沿殼體厚度方向均勻分布，所以材料強度能得到充分利用；而且殼體為凸面，處于空間受力狀態(tài)，各向剛度都較大，因而用薄殼結構能實現(xiàn)以最少之材料構成最堅之結構的理想。由于殼體強度高、剛度大、用料省、自重輕，覆蓋大面積，無需中柱，而且其造型多變，

3、曲線優(yōu)美，表現(xiàn)力強，因而深受建筑師們的青睞，故多用于大跨度的建筑物，如展覽廳、食堂、劇院、天文館、廠房、飛機庫等。不過， 薄殼結構也有其自身的不足之處， 由于體形多為曲線，復雜多變， 采用現(xiàn)澆結構時， 模板制作難度大， 會費模費工，施工難度較大；一般殼體既作承重結構又作屋面，由于殼壁太薄，隔熱保溫效果不好；并且某些殼體( 如球殼、扁殼易產(chǎn)生回聲現(xiàn)象，對音響效果要求高的大會堂、體育館、影劇院等建筑不適宜。雙曲拋物面案例星海音樂廳星海音樂廳位于廣州二沙島， 造型奇特的外觀， 富于現(xiàn)代感，猶如江邊欲飛的一只天鵝，與藍天碧水渾然一體，形成一道瑰麗的風景線。這座以人民音樂家冼星海的名字命名的音樂廳，占地

4、 1.4 萬平方米，建筑面積1.8 萬平方米，設有1500個座位的交響樂演奏大廳、 46 個座位的室內(nèi)樂演奏廳、 100個座位的視聽欣賞室和 4800 平方米的音樂文化廣場。整體建筑為雙曲拋物面鋼筋混凝土殼體，室內(nèi)不吊天花板，做到 建筑空間與聲學空間融為一體。星海音樂廳總投資達億元， 是我國目前規(guī)模最大、設備最先進、功能完備、2.5 .具有國際水平的音樂廳。星海音樂廳東為廣東美術館，北為 廣東華僑博物館，三者形成富有特色的文化景觀。音樂廳主體東側是文化廣場，由冼星海青銅雕像、音樂噴泉、水上音 樂舞臺等組成，是舉行群眾性廣場音樂會和市民休息漫步的 好去處。北廣場的中心是一個刻有青龍、白虎等圖案的

5、梯形 平臺，寓意漢文化的形成。南廣場地面上砌成巨大弧形圖案， 像風帆，也像收緊的漁網(wǎng)，在燈光的閃爍間，給人一種“漁 歌唱晚”的意境。星海音樂廳臨珠江而建，充滿現(xiàn)代感的雙 曲拋物面幾何體結構雄偉壯觀，是一座令人贊賞的藝術殿宇。自北向南斜望，音樂廳像一只展翅欲飛的天鵝，從西往東看,南面的拋面與二樓平臺構成一架撐起蓋面的大鋼琴，與珠江 的碧水合奏著永不休止的和弦；晴日里，從兩條拋物.面的弧形脊看旭日噴薄而生和夕陽西墜，又似五線譜上圓圓 的音符。星海音樂廳是典型的薄殼結構，這樣的結構承重輕，更有利于建筑的空間設計。悉尼歌劇院：悉尼歌劇院位于澳大利亞悉尼，是20世紀具特色的建筑之一，也是世界著名的表演藝

6、術中心，已成為悉尼市的標 志性建筑，該歌劇院1973年正式落成，該劇院設計者為丹 麥設計師約恩烏松。悉尼歌劇院坐落在悉尼港便利朗角， 其特有的帆造型，加上悉尼港灣大橋，與周圍景物相映成趣 ,悉尼歌劇院不僅是悉尼藝術文化的殿堂，更是悉尼的魂魄，清晨、黃昏或星空，不論徒步緩行或由海遨游，悉尼歌 劇院隨時為游客展現(xiàn)不同多樣的迷人風采。從遠處看，悉尼 歌劇院就好像一艘正要起航的帆船，帶著所有人的音樂夢想， 駛向蔚藍的海洋。從近處看，它就像一個陳放著貝殼的大展 臺，貝克也爭先恐后地向著太陽立正看起。悉尼歌劇院的外觀為三組巨大的殼片，聳立在一南北米的現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構的基 97米、東西最寬處為186長 座

7、上。第一組殼片在地段西側，四對殼片成串排列，三對朝北， 一對朝南，內(nèi)部是大音樂廳。第二組在地段東側，與第一組 大致平行，形式相同而規(guī)模略小，內(nèi)部是歌劇廳。第三組在它們的西南方，規(guī)模最小，由兩對殼片組成，里面是餐廳。其他房間都巧妙地布置在基座內(nèi)。整個建筑群的入口在南端，有寬97米的大臺階。車輛入口和停車場設在大臺階下面。悉尼歌劇院主體部分采用的是鋼筋混凝土結構，但屋頂部分還是采用的薄殼結構。悉尼歌劇院在外觀整體上看，有 由十對殼體組成的3組白色殼狀屋頂，兩個劇院占用兩組大 的殼體，另外一組小殼體為餐廳，其中歌劇廳、音樂廳與休 息廳并排而立，各由四塊巨大的殼狀屋頂覆蓋，這些殼狀屋 頂依次排列，前三

8、個一個蓋著一個，面向海灣依抱，最后一 個則背向海灣侍立。悉尼歌劇院采用薄殼結構，形成了獨特 的建筑外形一一組泊港的白帆，成為遠近馳名的建筑。 國家大劇院？中國國家大劇院高 46.68米。.由法國建筑師保羅安德魯主持設計，設計方為法國巴黎機 場公司。是亞洲最大的劇院綜合體。國家大劇院外部為鋼結構殼體呈半橢球形，平面投影東西方 向長軸長度為212.20米，南北方向短軸長度為143.64米,建筑物高度為46.285米，比人民大會堂略低 3.32米，基礎 最深部分達到-32.5米，有10層樓那么高。國家大劇院殼體 由18000多塊鈦金屬板拼接而成，面積超過30000平方米，18000多塊鈦金屬板中，只

9、有 4塊形狀完全一樣。鈦金屬板 經(jīng)過特殊氧化處理，具表面金屬光澤極具質(zhì)感，且 15年不 變顏色。中部為漸開式玻璃幕墻，由 1200多塊超白玻璃巧 妙拼接而成。橢球殼體外環(huán)繞人工湖，湖面面積達3.55萬平方米，各種通道和入口都設在水面下。行人需從一條 80 米長的水下 通道進入演由大廳。.國家大劇院造型新穎、前衛(wèi)，構思獨特，是傳統(tǒng)與現(xiàn)代、浪 漫與現(xiàn)實的結合。這座“城市中的劇院、劇院中的城市”以 一顆獻給新世紀的超越想象的“湖中明珠”悄然亮相。國家大劇院中心建筑為半橢球形鋼結構殼體，東西長軸212.2米，南北短軸143.64米，高46.68米，地下最深32.50 米，周長達600余米。整個殼體風格簡約大氣，具表面由18000多塊鈦金屬板和1200余塊超白透明玻璃共同組成， 兩種材質(zhì)經(jīng)巧妙拼接呈現(xiàn) 由唯美的.曲線，營造由舞臺帷幕徐徐拉開的視覺效果。每當夜幕降臨，透過漸開的“帷幕”，金碧輝煌的歌劇院盡收眼底。殼體表面上星星點點、錯落有致的“蘑菇燈”，如同撲朔迷離的點點繁星，與遠處的夜空遙相呼應，使大劇院 充滿了含蓄而別致的韻味與美感。殼體上均勻布置了 92個電動啟動的排煙窗，既解決了消防排煙又能