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1、Colorful YunnanThe Cultural Tourism City of Ancient Dian Kingdom七彩云南 古滇王国文化旅游名城古滇王国大剧院（结构篇）汇报日期：2013-06-21建筑意向篇结构方案02工程概况结构设计依据及参数结构方案对比结论建筑意向篇工程概况古滇剧院工程概况古滇剧院工程概况古滇剧院工程概况 古滇大剧院位于云南省昆明市，剧院总建筑面积约53961平方米，地下建筑面积约29932平方米。剧院屋面为空间曲面，形态较为复杂，剧院造型见右图。屋面根据建筑效果需要布置为屋顶花园，荷载较大；剧院内部存在有较大的空旷空间，大剧院设地下室一层 (舞台部分根据表
2、演及设备要求最大深度约-20.0m），最大结构高度约39.5m。结构地下部分为一整体，不设缝，地面以上部分于合适位置设后浇带。结合剧院建筑布置特点，本剧院拟下部采用混凝土框架-剪力墙结构，以保证结构有较大的侧向刚度，上部钢屋盖采用跨越能力较大的空间桁架结构；上部钢屋盖支承在下部混凝土柱顶。 剧院座位数不少于1200座，属于大型剧院，按建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008），其抗震设防类别为重点设防类（乙类）。古滇剧院工程概况古滇剧院长轴约：117.6m 短轴约：82.4m 最大悬挑约：39.0m工程概况古滇剧院工程概况古滇剧院 建筑高度和屋面结构布置如下图所示 注：粗线为屋面钢结
3、构支座连线工程概况古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院结构设计依据及参数设计规范、标准及规程工程结构可靠性设计统一标准GB 50153-2008建筑工程抗震设防分类标准GB 50223-2008建筑结构荷载规范GB 50009-2012建筑抗震设计规范GB 50011-2010混凝土结构设计规范GB 50010-2010高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2010钢结构设计规范GB 50017-2003地下工程防水技术规范GB 50108-2008建筑地基基础设计规范GB 50007-2011预应力混凝土结构抗震设计规程JGJ 140-200
4、4大直径扩底灌注桩技术规程JGJ T225-2010建筑结构用钢板GB/T 19879-2005空间网格结构技术规程JGJ 7-2010依据文件 相关建筑条件图。地质报告（待提供）古滇剧院结构设计依据及参数结构设计使用年限结构设计使用年限 结构的设计使用年限在承载力及正常使用情况下为50年。建筑安全等级建筑安全等级 建筑安全等级为二级，重要性系数1.0。抗震设计参数抗震设计参数 按照建筑抗震设计规范（GB50011-2010），工程所在地建筑抗震设防：8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第三组。场地类别暂定为类，特征周期0.45s(最终根据地质报告确定)，结构抗震设防类别定为
5、乙类。古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院结构设计依据及参数抗震等级抗震等级 根据高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2010中关于A级高度的高层建筑结构抗震等级规定，并考虑乙类建筑抗震措施提高一级，确定框架的抗震等级为一级，剪力墙的抗震等级为特一级，根据建筑抗震设计规范GB 50011-2010，关于钢结构房屋的抗震等级的规定，确定屋盖结构的抗震等级为二级。古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院结构设计依据及参数地基基础设计等级地基基础设计等级 地基基础设计等级为甲级，基础设计安全等级为二级，基础设计重要性系数1.0。整体侧移控制标准整体侧移控制标准 为满足规范对楼层位移角的要求，结构整体分析结
6、构变形时，按照框架剪力墙结构层间位移角1/800控制。屋盖竖向控制标准屋盖竖向控制标准 为满足规范对屋盖竖向变形的要求；屋盖跨中变形不大于相应跨度的1/250，悬挑部分不大于悬挑跨度的1/125。古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院结构材料混凝土混凝土 各部位结构构件所采用的混凝土等级如下表：各部位混凝土强度等级结构构件混凝土强度等级框架柱C60C40剪力墙C60C40梁板C35基础C35钢筋钢筋 普通钢筋采用HPB300钢（fy=270N/mm2）和HRB335钢（fy=300N/mm2）及HRB400钢（fy=360N/mm2），为节省钢材，降低结构配筋量，尽量采用HRB500钢（fy=抗拉
7、435/抗压410/抗剪360N/mm2），高强度钢筋。钢材钢材钢构件主要采用Q235、Q345，部分采用Q460等级的结构钢材，其质量标准应符合现行中国标准碳素结构钢（GB/T700-2006）和低合金高强度结构钢（GB/T1590-2008）的规定。古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院荷载取值与荷载组合古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院荷载取值与荷载组合竖向荷载水平地震作用竖向地震作用风荷载雪荷载温度作用荷载组合古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院（1 1） 恒载恒载 恒载根据建筑结构和装修面层等截面参数和使用材料确定。 填充墙采用砂加气混凝土砌块或其它轻质隔墙材料（容重不大于8kN/m3），
8、以减轻结构自重，减少梁、柱、墙、基础构件截面。 考虑屋面做法及覆土，取11.2kN/m2 。竖向荷载古滇剧院结构设计依据及参数普通覆土方案重度厚度荷载kN/m2植物普通覆土厚度300（按景观设计要求）170.35.1 土工布滤水层（200g/m2）一层0.0 塑料排水板，支点高度400.50.040.0 40厚C20细石混凝土刚性保护层( (内配6200双向),6000设分格缝并用密封材料嵌填250.041.0 聚酯无纺布隔离层0.0 4.0厚SBS改性沥青耐根穿刺防水卷材0.0040.1 1.5厚合成高分子防水卷材,专用胶粘贴 0.00150.0 20厚1:3水泥砂浆找平层,6000设分格缝
9、并用密封材料嵌填200.020.4 100厚泡沫玻璃板，干密度150kg/m31.50.10.2 1厚涂膜胶隔汽层0.0 20厚1:3水泥砂浆找平200.020.4 120厚（折算厚度）压型钢板现浇钢筋混凝土屋面250.123.0 附属结构层（支撑屋面板的主次梁层）0.38 吊顶和吊挂0.5 合计11.08 11.08 古滇剧院竖向荷载古滇剧院结构设计依据及参数舞台表演区栅顶设备合计总垂直荷载：101.1T舞台侧台栅顶两侧垂直荷载均为：39T观众区栅顶荷载： 59.83T（1 1） 恒载恒载 观众区栅顶及结构自重荷载： 0.5kN/m2古滇剧院（2 2）活载（）活载（KN/mKN/m2 2）屋
10、顶花园活荷载3有固定座位的看台3前厅,休息厅,走廊(人员可能密集)2.5(3.5)卫生间2.5设备用房7.0或按实际消防疏散楼梯3.5办公室、会议室2楼梯3.5展览厅3.5储藏5青铜历史观赏长廊5马道3或5餐厅2.5舞台4舞台设备及吊挂按实际电梯机房7.0或按实际竖向荷载古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院（2 2）舞台机械提供的活荷载（）舞台机械提供的活荷载（KN/mKN/m2 2）竖向荷载古滇剧院结构设计依据及参数舞台区一层天桥荷载3.0kN/m观众区一层天桥荷载5.0kN/m古滇剧院（2 2）舞台机械提供的活荷载（）舞台机械提供的活荷载（KN/mKN/m2 2）竖向荷载古滇剧院结构设计依据
11、及参数二层马道荷载3.0kN/m二层天桥荷载7.5kN/吊点单个机组荷载6.0kN局部飞人、旋转升降大鼓等活荷载0.32kN/m古滇剧院（3 3）风荷载）风荷载 根据建筑结构荷规范（GB 50009-2012），钢结构屋盖风荷载体型系数取0.6，基本风压0.30kN/m2，地面粗糙度为B类。（4 4）雪荷载）雪荷载 根据建筑结构荷规范（GB 50009-2012），0.3kN/m2 。风荷载、雪荷载古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院抗震设防烈度：8度；多遇地震水平地震影响系数最大值：0.16竖向地震作用参数按规范要求根据水平地震作用参数相应确定。暂定 ：(设计地震分组：三组；场地类别二类，特征
12、周期：0.45s；）阻尼比：0.03（空间网格结构技术规程JGJ72010）地震作用抗震设计参数抗震设计参数古滇剧院结构设计依据及参数温度作用温度作用荷载规范：-1 28 ；考虑3 温度变化，合拢温度取13.5 3 ，升降温差考虑为 18。 古滇剧院荷载组合主要荷载组合(1). 1.35DL + 0.7*1.4LL 0.6*1.4T(2). 1.2DL + 1.4LL 0.6*1.4T(3). 1.0DL + 1.4LL 0.6*1.4T(4). 1.2DL 1.4W 0.6*1.4T(5). 1.0DL 1.4W 0.6*1.4T(6). 1.2DL + 1.4LL 0.6*1.4W 0.6
13、*1.4T(7). 1.0DL + 1.4LL 0.6*1.4W 0.6*1.4T(8). 1.2DL + 0.7*1.4LL 1.4W 0.6*1.4T(9). 1.0DL + 0.7*1.4LL 1.4W 0.6*1.4T(10). 1.2DL + 0.6LL 0.2*1.4W 1.3Eh 0.5Ev(11). 1.0DL + 0.5LL 0.2*1.4W 1.3Eh 0.5Ev(10). 1.2DL + 0.6LL 0.2*1.4W 0.5Eh 1.3Ev(11). 1.0DL + 0.5LL 0.2*1.4W 0.5Eh 1.3EvDL：恒荷载LL：活荷载W：风荷载Eh：水平地震作用E
14、v ：竖向荷载作用T ：温度作用古滇剧院结构设计依据及参数古滇剧院古滇剧院结构方案对比结构方案对比结构方案对比古滇剧院结构布置古滇剧院剧院的结构形式 目前，大跨越结构主要通过空间钢结构形式实现，主要的空间结构形式有：网架、网壳、立体桁架、张弦结构、斜拉网格结构等。各地剧院的结构概况东莞大剧院：钢桁架,最大跨度53m合肥大剧院：钢桁架,最大跨度55m青岛大剧院：非等高双向正交桁架体系,跨度85 m琴台大剧院：钢箱型截面空间桁架，最大跨度112m河南艺术中心大剧院:钢桁架,平面长轴108m、短轴81m国家大剧院：网壳，长轴212.20m，短轴143.64m广州歌剧院：空间折板式三向斜交单层网格结构
15、 结构选型古滇剧院古滇剧院结构方案对比屋盖结构方案对比屋盖结构方案对比古滇剧院辐射布置布置正交布置荷载通过径向及部分环向桁架传至混凝土支座，多向受力，中部环向杆件连成封闭圆环，拉压作用时构成自平衡体系；桁架正交布置，双向受力 结构体系的选择需满足建筑外观、功能、结构跨度、荷载、施工可行性的要求，并具有良好的经济技术性能。 综合考虑本项目的情况，拟采用桁架为主受力体系，经多结构方案筛选后，主要考虑以下两种结构布置方案。屋盖结构方案对比屋盖结构方案对比古滇剧院结构方案对比正交方案空间三维视图古滇剧院辐射布置辐射布置辐射方案空间三维视图古滇剧院结构方案对比结构参数优化设计结构参数优化设计 为了结构具
16、有良好的经济技术性能，对结构参数进行优化设计。一，确定平面划分方案，根据建筑体型，及可能的支座布置位置，对屋盖进行了划分；二，根据结构平面划分，建立三维结构模型，模型采用结构等厚模型；三，经过计算，得到结构受力分布情况；四，根据结构整体受力情况，结构厚度参数与杆件受力大小建立联系，以此为依据，同时结合建筑外形的要求，合理确定结构每一处的厚度，并将结构模型修正为变厚度的三维模型；古滇剧院五、对结构进行设计计算，采用结构变高及管径相同、壁厚不同的方式对结构整体及单个构件进行优化，最终确定结构整体布置及构件截面，优化过程中同时考虑建筑净高要求。古滇剧院结构方案对比古滇剧院六：经过结构参数优化的设计方法，相对于传统屋盖结构设计，在本项目具有以下优势：1、经过结构参数优化，桁架间距与结构跨度、悬挑距离、荷载大小等建立联系，相比于传统等间距桁架受力、选材更合理。2、经过结构参数优化，桁架厚度与结构跨度、悬挑距离、荷载大小、建筑空间要求建立联系，相比传统等厚度桁架，桁架厚度与建筑空间结合更好，可创造更多的使用空间，结构也减少了不必要的厚度，节约钢材。3、经过结构参数优化，可获得更合理的杆件直径、壁厚
