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1、公共建筑设计原理 -悉尼歌剧院悉尼歌剧院（Sydney Opera House）位于澳大利亚悉尼市贝尼朗岬角。整个建筑占地1.84公顷，长183米，宽118米，高67米，相称于20层楼的高度由丹麦设计师约恩伍重（Jorn Utzon）设计。这座综合性的艺术中心，在现代建筑史上被觉得是巨型雕塑式的典型作品，也是澳大利亚的象征性标志，被联合国教科文组织列入世界文化遗产名录。悉尼歌剧院不仅是悉尼艺术文化的殿堂，更是悉尼的灵魂，清晨、傍晚或星空，不管徒步缓行或出海遨游，悉尼歌剧院随时为游客呈现不同多样的迷人风采。悉尼歌剧院的外型犹如即将乘风出海的白色风帆，与周边景色相映成趣。悉尼歌剧院是从20世纪50
2、年代开始构思兴建，1955年起公开徵求世界各地的设计作品，至1956年共有32个国家233个作品参选。建设从1959年3月开始，直至1973年10月竣工，斥资1亿零200万澳大利亚元完毕建造，为了筹措经费，除了募集基金外，澳大利亚政府还曾於1959年发行悉尼歌剧院彩券。每年在悉尼歌剧院举办的表演大概3000场，约二百万观众前去共襄盛举，是全界最大的表演艺术中心之一。歌剧院白色屋顶是由一百多万片瑞典陶瓦铺成，并通过特殊解决，因此不怕海风的侵袭，屋顶下方就是悉尼歌剧院的两大表演场合音乐厅(Concert Hall)和歌剧院(Opera Theater)。音乐厅是悉尼歌剧院最大的厅堂，共可容纳267
3、9名观众，一般用於举办交响乐、室内乐、歌剧、舞蹈、合唱、流行乐、爵士乐等多种表演。此音乐厅最特别之处，就是位於音乐厅正前方，由澳大利亚艺术家Ronald Sharp所设计建造的大管风琴(Grand Organ)，号称是全世界最大的机械木连杆风琴(Mechanical tracker action organ)，由10,500个风管构成，此外，整个音乐厅建材使用均为澳大利亚木材，忠实呈现澳州自有的风格。一.公共建筑的总体环境布局总体环境布局的空间与环境在设计设计公共建筑时，应和其她类型的建筑同样，其空间组合不能脱离总体环境孤立地进行，应把她放在特定的环境之中，去考虑单体建筑与环境之间的关系，即考
4、虑与自然与人造的环境特点相结合，才有也许将建筑融于环境之中，做到两者水乳交融，互相储存，凝结成为不可分割的完美整体。悉尼歌剧院是20世纪最有特色的建筑之一是座综合性的艺术中心。在现代建筑史上被觉得是巨型雕筑式的典型作品。同步也是世界出名的艺术表演中心。6月28日被联合国教科文组织评为世界文化遗产。歌剧院位于悉尼湾的南部一种人造小半岛上，其总面积为2.2公顷，由588个沉降于海平面如下25米得混凝土墩支撑。其中长183米，宽120米的建筑群占据了1.8公顷。整栋建筑建造在一块混凝土基座上，其入口开向南边，以97米宽的台阶同路面相连。这个建筑群可大体分为三个部分：最大的两组风帆沿南北方向排列，以略
5、呈V字形的方式在南部收拢。它们分别以三面风帆面向北部的海湾，另一面则面向南面迎接观众和游客，风帆张开的“嘴”上则覆盖着茶色的玻璃幕墙。另一对小风帆位于它们的西南处，位于其中的乃是贝尼朗餐厅。整个建筑最高处为西面大厅的顶点，它距离海平面67米。实践证明，只有充足考虑环境的特色，才干解决好室外的空间关系。这是由于合理的空间布局，是获得紧凑的空间组合，良好的通风采光，合适的日照朝向以及以便的交通联系等的必要基本。此外合理的总体布局可以使建筑与周边环境之间做到因地制宜，关系紧凑，从而具有一定的经济意义。再者，合理的总体布局，可以比较妥善的解决个体与整体在体量、空间、造型等方面的良好关系，使建筑与周边环
6、境之间互相协调，既能为建筑发明优美的氛围，还能起到美化与丰富都市面貌的作用，这在建筑环境艺术问题上，也是不容忽视的。公共建筑室外空间环境设计，概括起来有三个方面，即运用环境、改造环境与发明环境。固然这三个方面不一定单独浮现，也不一定同步浮现，而应视具体状况而定。有的运用原有环境多某些，有的则需要更多地对原有的环境进行改造，也有的对原有的环境即运用又改造，甚至为了使总体布局更加完整，还需要发明环境。总之，无论出于哪种状况，都需要把建筑与与周边的空间环境设计成为一种统一的整体，使之尽量完美。根据构思意图发明环境公共建筑室外空间的环境设计，应运用环境中的有利因素，并充足发挥其中固有的景观特色，服从创
7、意构思的需要，通过加工改造，使环境的意趣能为总体布局的设计意图服务，这在室外空间组合中，是一项极为重要的工作，但是往往本来固有的环境条件存在这一定的局限性，或多或少的与设计意图相矛盾，甚至有时环境现状与设计意图存在着极大地矛盾，这时就应强调在保存有利因素的基本上，着力改造原有环境中的不利因素，以适应环境设计的需要。悉尼歌剧院，是澳大利亚表演艺术中心，又称海中歌剧院，坐落于悉尼湾的一种突出部，东、西、北三面环水，南面对着植物园。是一座构思独特，设计超群的建筑物，那些濒临水面的巨大的白色壳片群，与周边环境融为一体。从远处望去，它宛如从蔚蓝海面上缓缓回来的一簇白帆；又如一簇簇盛开的花朵，在蓝天、碧海
8、、绿树的衬映下，婀娜多姿，轻盈皎洁；而在近处看，它又像被海浪涌上岸的一只只贝壳，斜竖在海边。无论从陆地、海洋、或者天空的角度看上去均有美的感受。悉尼歌剧院整个建筑占地公顷，南北长，东西宽，高，相称于一座层楼的大厦。总建筑面积，涉及一种有座的大音乐厅，一种有座的歌剧厅，一种可容多人的剧场和一种小音乐厅。此外，还设有排演厅、接待厅、展览厅、录音厅以及戏剧图书馆和多种附属用房（如餐厅、小卖部等）共多种房间，同步可容多人在其中活动。整个建筑群的入口在南端，有宽的桃红色花岗岩铺面大台阶。车辆入口和停车场设在大台阶下面。悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片，矗立在巨型现浇钢筋混凝土构造、表面覆盖着花岗岩的基座
9、上。组白色的帆状屋顶由块大“海贝”构成。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，与第一组大体平行，形式相似而规模略小，内部是歌剧厅。第三组在它们的西南方，规模最小，由两对壳片构成，里面是餐厅。其她房间都巧妙地布置在基座内。主体建筑由块每块重.吨曲形混凝土预制件拼成块贝形尖顶壳。香港建筑风水规划设计院贾哲蘅最后总结说：悉尼歌剧院的整体造型设计就象归海之螺，剧院按照自己所处位置的特点而进行选址，这是古代风水形法之核心。 剧院的这些“贝壳”依次排列，前三个一种盖着一种，面向海湾依抱，最后一种则背向海湾侍立，该建筑在风水形法中又称“母子群”，互相照
10、应、互有关爱。高下不一的尖顶壳远远望去，既象竖立着的贝壳，又象两艘白色帆船飘扬在海面上。整体建筑神似河螺归海，河螺在海岸边进退自如，因此悉尼在国际上声望很高总之，建筑室外的具体环境条件，既有制约的一面，又有可运用的一面，也有通过加工改造可兹创新的一面。在具体设计时，应对周边环境的基本条件做周密的调查与研究，从整体布局出发，充足运用环境的有利因素，排除其不利因素，根据需要改造环境，甚至发明环境，以满足设计创意的需求，使室外空间环境 更加臻于完美。二.公共建筑的功能关系与空间组合功能分区与设备技术 悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片，矗立在一南北长186米、东西最宽处为97米的现浇钢筋混凝土构造的基
11、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，与第一组大体平行,形式相似而规模略小，内部是歌剧厅。第三组在它们的西南方，规模最小，由两对壳片构成,里面是餐厅。其她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。车辆入口和停车场设在大台阶下面。 歌剧院整个分为三个部分，歌剧厅、音乐厅和贝尼朗餐厅。歌剧厅、音乐厅及休息厅并排而立，建在巨型花岗岩石基座上，各由4块巍峨的大壳顶构成。这些“贝壳”依次排列，前三个一种盖着一种，面向海湾依抱，最后一种则背向海湾侍立，看上去很象是两组打开盖倒放着的蚌。高下不一的尖顶壳，外表用白格子釉
12、磁铺盖，在阳光照映下，远远望去，既象竖立着的贝壳，又象两艘巨型白色帆船，飘扬在蔚蓝色的海面上，故有“船帆屋顶剧院”之称。那贝壳形尖屋顶，是由2194块每块重15.3吨的弯曲形混凝土预制件，用钢缆拉紧拼成的，外表覆盖着105万块白色或奶油色的瓷砖。歌剧厅较音乐厅为小，拥有1547个座位，重要用于歌剧、芭蕾舞和舞蹈表演。内部陈设新颖、华丽、讲究。为了避免在表演时墙壁反光，墙壁一律用暗光的夹板镶成。地板和天花板用本地出产的黄杨木和桦木制成，弹簧椅蒙上红色光滑的皮套。采用这样的装置，表演时可以有圆润的音响效果。舞台面积440平方米，有转台和升降台。舞台配有两幅法国织造的毛料华丽幕布。一幅图案用红、黄、
13、粉红3色构成，犹如道道霞光普照大地，叫“日幕”。另一幅用深蓝色、绿色、棕色构成，仿佛一弯新月隐挂云端，称“月幕”。舞台灯光有200回路，由计算机控制。还装有闭路电视，使舞台监督对台上、台下状况一目了然 。音乐厅是悉尼歌剧院最大的厅堂，共可容纳2679名观众，一般用于举办交响乐、室内乐、歌剧、舞蹈、合唱、流行乐、爵士乐等多种表演。此音乐厅最特别之处，就是位于音乐厅正前方，由澳洲艺术家Ronald Sharp所设计建造的大管风琴(Grand Organ)，号称是全世界最大的机械木连杆风琴(Mechanical tracker action organ)，由10,500个风管构成 。 壳体开口处旁边
14、另立的两块倾斜的小壳顶，形成一种大型的公共餐厅，名为贝尼朗餐厅。每天晚上接纳6000人以上。其他多种活动场合设在底层基座之上。剧院有话剧厅、电影厅、大型陈列厅和接待厅、5个排列厅、65个化妆室、图书馆、展览馆、演员食堂、咖啡馆、酒吧间等大小厅室900多间。休息室设在壳体开口处，配有大片玻璃墙面，由多块高4米，宽2.5米的法国制造的玻璃板镶成，临墙眺望，白天绚丽的悉尼湾风光一览无遗，夜晚市内的万家灯火，尽收眼底。构造技术分析1、无法实现的设计构造方案壳体构造的优越性体目前重力作用下, 可通过自身的薄膜应力来抵御外荷载, 当受风力作用时,壳体所受的向上风吸力, 只要不不小于壳体自重即可, 此时壳构
15、造产生的内应力大部分是压应力, 当壳体凸面向上平放时, 对混凝土这种耐压性能好的材料, 采用壳体构造型式是十分合适的. 然而, 悉尼歌剧院的屋顶壳体构造并非是凸面向上平放, 而是斜向悬挑, 在重力作用下, 屋顶内应力已不是薄膜压应力,当受风力作用时, 风力施加于壳体凸面, 反而在与壳体自重联合伙用下, 增长了壳体的倾覆倾向, 这违背了壳体的基本受力状况, 因此约翰伍重最初设计屋顶时考虑的壳顶厚度100 mm, 壳底厚度500 mm 的壳构造是无法实现的。2、最后定案的拱肋构造组合体悉尼歌剧院在外观整体上看, 有由十对壳体构成的3 组白色壳状屋顶, 两个剧院占用两组大的壳体, 此外一组小壳体为餐厅, 其中歌剧厅、音乐厅与休息厅并排而立, 各由四块巨大的壳状屋顶覆盖, 这些壳状屋顶依次排列, 前三个一种盖着一种, 面向海湾依抱, 最后一种则背向海湾侍立. 可以觉得, 单个壳体之间的组合是其屋顶的基本构成成分. 与巨大的壳形屋顶相协调的是底部高达19 m 的基座, 这为屋顶构造提供了一种有效地抗侧推力的手段( 图7) . 在扇形肋拱间形成的空的部位的构造组合上,采用梁板式构造体系, 以拱肋的主体构造为基本, 于拱肋上搭梁, 并且因交接处应力的集中, 在构造交接处的部位梁截面较厚, 从而形成了这样的一种传力体系, 来自屋面板的压力传递给梁, 再传递给作为主体构造的拱
