建筑專業(yè)-設(shè)計(jì)理念與技術(shù)策略

本項(xiàng)目三個(gè)建筑造型緣起于“梅花”，每個(gè)單體由“梅花”的花瓣衍生而來。大劇場(chǎng)為四片花瓣，藝術(shù)館為三片花瓣，小劇場(chǎng)為一片花瓣，高高低低地散落在梅溪湖畔。三個(gè)抽象的造型均為行云流水般的流線型設(shè)計(jì)，主體均為(鋼)框架-鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)體系，屋蓋均為單層鋼網(wǎng)格結(jié)構(gòu)體系。

1、外立面及屋蓋鋼結(jié)構(gòu)均跟隨外墻形體的走向設(shè)計(jì)，空間曲折多變. 整體結(jié)構(gòu)外形尺寸較大且無結(jié)構(gòu)縫，鋼結(jié)構(gòu)造型采用了雙曲單層網(wǎng)殼，空間變化多

2、大劇場(chǎng)前廳入口傾斜式豎向承重雙曲單層網(wǎng)殼，南北長(zhǎng)58m，東西寬 43m，最大傾斜角度超過 40 度

3、本工程外幕墻造型奇特，猶如綻放的“芙蓉花”，完全由大小不一、曲率不同的 1.1 萬余塊 GRC 拼接而成，每塊 GRC 與主體結(jié)構(gòu)的連接角度不盡相同

設(shè)計(jì)過程中采用BIM協(xié)同優(yōu)化各專業(yè)設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)更加合理；施工階段全過程采用BIM協(xié)同管理多個(gè)不同的施工單位，避免多個(gè)專業(yè)在各自施工中出現(xiàn)混亂交叉返工等影響工期及損耗經(jīng)濟(jì)效益事宜。

本工程主體結(jié)構(gòu)與外幕墻理論空間只有 1m，其中包含了防水保溫、天溝、虹吸、通風(fēng)、避雷、泛光照明等系統(tǒng)，空間狹窄，日后如何保證定期進(jìn)行屋面穿透管線、防水層檢修維護(hù)，一旦局部出現(xiàn)雨水滲漏時(shí)能及時(shí)有效的進(jìn)行板塊拆卸，對(duì)于滲漏點(diǎn)進(jìn)行排查搶修，并能快速恢復(fù)尤為重要。

GRC 連接節(jié)點(diǎn)設(shè)置成一端為插入端，另一端為閉合端的連接形式，后期人員只需通過簡(jiǎn)易的龍門架便可進(jìn)行板塊的拆除，有效解決了后期維護(hù)及檢修問題。

結(jié)構(gòu)專業(yè)-設(shè)計(jì)特點(diǎn)

本工程地下一層，地上含三個(gè)單體，分別為 1800 座大劇場(chǎng)、藝術(shù)館及小劇場(chǎng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上地下整體不分縫。 

大劇場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，結(jié)構(gòu)體系為框架-剪力墻+外鋼框架網(wǎng)格屋蓋結(jié)構(gòu)。周邊傾斜鋼框架主要是結(jié)合建筑外皮隨形布置。傾斜鋼框架柱除了承受幕墻及其上的屋頂荷載外，還作為各層樓面（前廳連廊、兩側(cè)舞臺(tái)、后舞臺(tái)）的邊支承柱。整個(gè)周邊框架主要由落地框架柱、樓面（檐口、墻面）環(huán)梁、封閉支撐框架及四個(gè)周邊功能區(qū)凹角連接體組成。從前述剖面圖可知，傾斜鋼框架柱與水平面的夾角達(dá)到了 37 度左右（Ⅲ、Ⅴ兩側(cè)舞臺(tái)及 Ⅱ區(qū)前廳蜂窩處），Ⅳ區(qū)鋼框柱傾角較小，與水平地面的夾角均在 78 度以上。結(jié)合建筑四周成空間橢圓放射外凸的特點(diǎn)，環(huán)梁是確保傾斜框架成為穩(wěn)定受力結(jié)構(gòu)和具有豎向荷載承載剛度的重要構(gòu)件，設(shè)計(jì)中環(huán)梁盡量封閉貫通或以支撐框架為邊界設(shè)置，設(shè)計(jì)中要求環(huán)梁與鋼框柱剛接，保證整個(gè)傾斜框架結(jié)構(gòu)具有較高的冗余度和拉結(jié)性，使得整個(gè)傾斜框架具有較好的抗連續(xù)倒塌性能。

由于建筑造型和外觀要求，入口前廳采用雙曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，本報(bào)告中下面簡(jiǎn)稱為蜂窩（網(wǎng)格）結(jié)構(gòu)。前廳蜂窩結(jié)構(gòu)落地支承于-1.1m 樓面，其余傾斜框架柱支承于-4m或-5m 樓面，框架柱與樓面托梁采用鉸接連接。斜柱對(duì)落地點(diǎn)樓面將產(chǎn)生較大的水平作用，設(shè)計(jì)分析中將予以了充分的分析考慮。

通過前廳連廊、左、右側(cè)舞臺(tái)區(qū)各層樓蓋及屋蓋鋼結(jié)構(gòu)等平面構(gòu)件將周邊傾斜鋼框架與內(nèi)部框架-剪力墻連為一體，兩者協(xié)同工作，形成有效的豎向承載和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。傾斜框架在重力荷載下產(chǎn)生的傾覆彎矩，通過各層樓面梁板的拉壓傳遞至內(nèi)部抗側(cè)結(jié)構(gòu)。

前廳蜂窩結(jié)構(gòu)是整個(gè)周邊傾斜鋼框架的組成部分，其結(jié)構(gòu)是結(jié)合建筑師的造型要求和結(jié)構(gòu)受力合理性融合而成的，其總體結(jié)構(gòu)可以理解為雙曲面單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，桿件采用的基本斷面為箱型截面，隨空間中心曲線成彎扭。網(wǎng)格頂上部設(shè)置的貫通封閉鋼梁、利用露臺(tái)及樓面設(shè)置的水平環(huán)箍構(gòu)件和網(wǎng)格蜂窩結(jié)構(gòu)三者構(gòu)成了自身穩(wěn)定的具有豎向承載和水平抗側(cè)能力的豎向構(gòu)件結(jié)構(gòu)。蜂窩頂貫通環(huán)梁不僅起到將蜂窩網(wǎng)格整體化、形成整體剛度的作用，同時(shí)作為上下不同豎向構(gòu)件形式的過渡連接構(gòu)件。前廳蜂窩結(jié)構(gòu)共計(jì) 15個(gè)落地點(diǎn)，落地點(diǎn)之間采用箱型鋼環(huán)梁協(xié)調(diào)以平衡部分環(huán)向水平力，底部設(shè)置抗震球形鉸接鋼支座。

前廳+11.0m 連廊最大跨度約 35m，擬采用鋼箱梁截面，兩端支承于蜂窩頂結(jié)構(gòu)和前廳樓面上，兩側(cè)連廊采用外側(cè)鋼柱上懸挑鋼梁支承牛腿，懸挑跨度約 5.0m。連廊結(jié)構(gòu)、前廳電梯核心筒剪力墻、樓面系統(tǒng)、屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及蜂窩結(jié)構(gòu)共同拉結(jié)組成一個(gè)穩(wěn)定的空間受力結(jié)構(gòu)，在豎向荷載作用下，連廊結(jié)構(gòu)將承受較大的拉力，為蜂窩提供水平向支撐作用，設(shè)計(jì)中對(duì)于連廊拉力在平面構(gòu)件（梁板）中的傳遞和連廊的舒適度將于以了分析。

針對(duì)大劇場(chǎng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)前廳蜂窩結(jié)構(gòu)及其底部支承框支柱、鋼連廊、薄弱連接部位樓蓋、樓座懸挑支承柱、短柱等關(guān)鍵構(gòu)件，進(jìn)行抗震性能化設(shè)計(jì)；同時(shí)對(duì)斜折柱的受力特點(diǎn)、計(jì)算長(zhǎng)度等進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)前庭大跨連廊、懸挑樓座等舒適度進(jìn)行了充分了論證。采用 Perform 3D 對(duì)結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的性態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析，表明結(jié)構(gòu)在罕遇地震下能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

藝術(shù)館在結(jié)構(gòu)組成部分上主要包括：周邊局部帶支撐的傾斜鋼框架、內(nèi)部鋼框架、剪力墻、中庭空間拱、空間鋼屋蓋及各層樓蓋結(jié)構(gòu)。

結(jié)合建筑功能分布、建筑平面、空間造型及建筑功能大空間要求，本工程豎向承載和抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)體系采用（鋼）框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，框架包含周邊傾斜鋼框架及內(nèi)部鋼框架。在主要豎向構(gòu)件的布置上，將豎向承載和抗側(cè)力體系結(jié)合起來考慮，實(shí)現(xiàn)構(gòu)件的豎向承載和抗側(cè)要求相協(xié)調(diào)。根據(jù)展廳的大空間、展覽功能要求，并結(jié)合建筑的功能房布置，利用展廳周邊墻體、樓梯、電梯、風(fēng)井等適當(dāng)布置剪力墻；同時(shí)，為了給鋼框架提供必要的支撐，也設(shè)置了部分墻體，從而就形成三個(gè)區(qū)域較為均勻、豎向承載和抗側(cè)能力的較強(qiáng)剪力墻及筒體布置?？紤]到本單體呈“品”字形平面，單向長(zhǎng)度在數(shù)字軸和字母軸方向分別達(dá)到了 176m 和 90m，在抗震上屬于凹凸不規(guī)則平面，因此在三個(gè)展廳區(qū)分別利用建筑豎向電梯交通井及建筑墻體布置適量的剪力墻體、筒體，且每個(gè)區(qū)域的剪力墻布置較為獨(dú)立、完整，組成藝術(shù)館的第一道抗側(cè)力防線。結(jié)合建筑各層平面功能布置，在適當(dāng)區(qū)域布置鋼管混凝土柱或鋼框架柱，共同組成整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系。為確保三個(gè)展區(qū)結(jié)構(gòu)的可靠連接，協(xié)同工作，利用中庭豎向電梯，設(shè)置支承柱，通過加強(qiáng)各層水平交通樓面保證各部分協(xié)同工作。

框架柱主要截面形式為圓管和方鋼管，框架梁采用 H 形截面?？蚣苤c建筑樓面梁組成鋼框架結(jié)構(gòu)，并通過樓面水平構(gòu)件，將外圍鋼框架和剪力墻、筒體連為一體，確保整個(gè)結(jié)構(gòu)豎向承載能力和抗側(cè)能力。鋼框架柱除部分（14 根）直接生根于基礎(chǔ)，其它在承受豎向荷載和水平荷載方面均僅起輔助作用的周邊幕墻鋼柱（主要為周邊外墻斜柱），采用鉸接支承于地下室頂部混凝土梁、地下室柱、側(cè)壁及周邊混凝土梁上。內(nèi)框架柱主要作為樓層、環(huán)廊的支承柱，與混凝土剪力墻共同組成豎向及抗側(cè)力體系。

周邊傾斜鋼框架布置原則主要是結(jié)合建筑外皮隨形布置。周邊傾斜鋼柱與水平面的夾角達(dá)到 59 度左右（Ⅲ區(qū)右側(cè)）。整個(gè)周邊框架主要由落地框架柱、樓面（檐口、墻面）環(huán)梁、樓層梁（屋面整體結(jié)構(gòu)）及兩個(gè)周邊功能區(qū)凹角連接部組成。環(huán)梁為傾斜框架承受豎向荷載穩(wěn)定性的重要構(gòu)件，設(shè)計(jì)中環(huán)梁盡量封閉貫通或以支撐框架為邊界。周邊設(shè)置傾斜鋼框架柱，除部分斜柱（Ⅱ、Ⅲ區(qū)）需支撐樓層、露臺(tái)、走廊，作為框架結(jié)構(gòu)的重要組成外，其它斜柱大多用于支撐周邊外皮內(nèi)的鋼框架，輔助主框架實(shí)行建筑的功能及造型要求。

連接部主要是結(jié)合建筑造型，采用了單層空間管網(wǎng)結(jié)構(gòu)，其整體造型下端支承于二層結(jié)構(gòu)，上部通過撐桿支承于中庭結(jié)構(gòu)拱及屋蓋，中部局部與 5.9m 及 13.55m 樓層連接部處桁架連接。

在Ⅱ區(qū)大盒子展覽區(qū)，由于建筑要求在首層 38m 進(jìn)深范圍內(nèi)不能有豎向支承結(jié)構(gòu)，為承托上部各層結(jié)構(gòu)，并結(jié)合建筑的功能需求，在 C-5 軸 X 軸 C-G~C-K 之間，利用二層（5.900m）及二層夾層（10.650m）樓面設(shè)置轉(zhuǎn)換桁架托柱，桁架高度 4.75m，桁架支承于兩側(cè)鋼管柱上。

針對(duì)藝術(shù)館的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)斜折柱的受力特點(diǎn)、計(jì)算長(zhǎng)度等進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對(duì)大跨展廳等舒適度進(jìn)行了充分了論證。采用 Perform 3D 對(duì)結(jié)構(gòu)在罕遇地震下的性態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)分析，表明結(jié)構(gòu)在罕遇地震下能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。

電氣專業(yè)-綜合效益

1、舞臺(tái)工藝專業(yè)包括機(jī)械、燈光、音響及各類特效的設(shè)備，用電總量大，使演出和非演出時(shí)段變壓器的負(fù)荷率差異很大，核算變壓器容量時(shí)根據(jù)實(shí)際使用情況、過往的經(jīng)驗(yàn)，合理壓低同時(shí)系數(shù)，以優(yōu)化設(shè)計(jì)、減少造價(jià)。

2、通過節(jié)能手段達(dá)到綠建二星標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源優(yōu)化利用等都有積極作用。

3、本項(xiàng)目含甲等劇場(chǎng)、省級(jí)藝術(shù)館，采用高設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，能促進(jìn)人們的鑒賞能力，豐富當(dāng)?shù)氐奈幕顒?dòng)。