1 工程概况

珠海歌剧院由体型相似的大剧院和小剧院组成，“日月贝”建筑方案取自“珠生于贝，贝生于海”，诠释的是珠海在中国大陆率先拥抱海洋文明、率先接受西方文明洗礼的富有历史文化沉淀的城市精神特质。

项目总建筑面积59313m2，其中歌剧院主体建筑面积为48500m2，配套建筑面积10500m2。最大平面轮廓尺寸为210m×220m，分为大剧场和小剧场、突出造型的贝壳部分、车库以及大小剧场之间共享大堂（大天窗）及入口。大剧场由混凝土主体及具有标志性造型的贝壳构成，主体采用框架–剪力墙结构体系，贝壳采用空间网格钢结构体系，包裹剧场核心区，为剧场提供竖向交通及配套功能用房。紧贴钢结构的是玻璃幕墙及格栅铝板。剧场主体高40m，贝壳高度90m。剧场结构平面不规则且局部框支，观众厅外轮廓为空间弧形壳体，受力复杂；同时工程地处海岛边沿，形体较高，属于典型的风荷载控制结构。

歌剧院平面布置图

2 结构体系

大剧场结构由主体混凝土结构与外围的贝壳钢结构组成，主体混凝土结构主要分为主台、侧台、后台及观众厅部分，均开大洞，且局部有框支结构。贝壳钢结构位于主体结构两侧包合住大剧场主体，其基座部分落在主体侧台顶及后台墙顶，其余均落在底板上，贝壳钢结构最高点为90m。

(a)平面图

（b）剖面图

歌剧院结构平剖面

剧场纵剖面

观众厅结构空间

观众厅结构横剖图

贝壳钢结构纵剖及与主体观众厅顶的连接

3 结构设计难点

（1）主体结构平面存在多处开大洞，导致地震力传递不均匀。

（2）主体结构在侧台台口处有局部框支结构，导致侧向刚度不规则，尤其是Y向抗侧刚度削弱很大。

（3）观众厅内楼座承重弧形墙上下错开，采用斜柱转换，底部承重墙开大洞。

（4）主体结构附属大跨度空间结构，计算复杂，尤其是两种结构之间连接处，受力大且复杂。

（5）由于场地地层除花岗岩外，主要为人工填土及第四系海陆交互相沉积地层，在7度地震作用下会产生严重液化现象。

4 主要分析结果

（1）针对剧场主体结构平面不规则及局部框支结构，分别对关键构件制定了较高抗震性能的目标，进行了多种软件的计算比较，对层间位移角的计算进行详细分析，最大层间位移角为1/850，满足要求。

（2）风荷载取值的可靠性及合理性是本工程的关键，本文采用数值风洞模拟与风洞试验结果互相审核，结果表明总体上CFD数值模拟结果与风洞试验结果基本一致，但也存在个别区域体型系数变化趋势不一致，结构设计中采用CFD数值模拟与风洞试验结果的包络值。

图11 CFD数值风洞模型

（3）对结构进行静力和动力分析，分析结果表明，与风荷载相比，屋盖结构在多遇地震作用下的结构响应要小很多，对大部分构件不起控制作用。进一步分析表明，在罕遇地震作用下，屋盖接结构的响应（内力与变形）与最不利风向风荷载作用下相当。

第一模态云图

第二模态云图

（4）对整体屋盖结构进行恒+活及恒+风两种荷载模式进行稳定分析，结构极限承载力系数K分别为5.0，3.5，极限状态最大变形为968，2063mm。分析结果表明，结构在考虑双重非线性及初始缺陷情况下，极限承载力系数均满足规范要求，结构整体稳定性较好。

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关于本文的更多详情请关注《转自：建筑结构-公众号》期刊2013年17期（9月上）——北京市建筑设计研究院有限公司专刊本文作者：束伟农，陈林，卜龙瑰，宋玲。

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