水之靈舞臺(tái)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

徐元強(qiáng)

浙江省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，浙江 杭州 310000

水之靈舞臺(tái)工程位于浙江省杭州市淳安縣千島湖文化綜合體地塊，地上5層，地下1層，為多層公共建筑，如圖1所示?？偨ㄖ娣e為25900m2，其中地下建筑面積為15400m2，地上建筑面積為10500m2。該建筑地上設(shè)計(jì)為劇院、化妝、辦公及商業(yè)，地下設(shè)計(jì)為汽車庫、設(shè)備用房及化妝間，地下夾層為自行車庫及設(shè)備用房。劇院總座位1462個(gè)，建筑性質(zhì)為觀演類建筑，劇場(chǎng)演出部分為乙等劇場(chǎng)，規(guī)模為大型。

圖1 水之靈舞臺(tái)工程設(shè)計(jì)圖

1 劇場(chǎng)平面布置

1.1 主門廳與出入口

一層主門廳是劇場(chǎng)區(qū)的標(biāo)志性空間，也是人流集散的主空間，門廳部分抽柱形成18m大跨，三層通高。門廳周邊布置配套商場(chǎng)與休息廳，供劇場(chǎng)使用。

1.2 觀眾廳與舞臺(tái)

劇場(chǎng)功能兼綜藝演出與會(huì)議。觀眾廳池座寬度為34m，深度為33m，面積約988m2；樓座深度為8.13m，面積約266m2，觀眾廳合計(jì)面積為933m2。觀眾廳總座位1466個(gè)。池座1019個(gè)，其中無障礙座席3個(gè)，位于南側(cè)中間靠近疏散出口處，貴賓座席45個(gè)，樓座447個(gè)。舞臺(tái)臺(tái)口寬18m，高12m，舞臺(tái)深25m。舞臺(tái)內(nèi)布置20m×12.8m×4m（長(zhǎng)×寬×高）水舞臺(tái)，水舞臺(tái)內(nèi)布置4塊尺寸為18m×3.2m的升降臺(tái)。水舞臺(tái)后布置2塊尺寸為18m×3.2m的升降臺(tái)。舞臺(tái)上空高30.5m，上敷設(shè)三道天橋一層?xùn)彭?。樂池?nèi)布置3塊升降臺(tái)，樂池臺(tái)板和欄桿均可升降。

1.3 后臺(tái)與辦公室

后臺(tái)地下室夾層至二層布置大、中、小化妝室、搶妝室、服裝室、道具室、候場(chǎng)、跑場(chǎng)道等，分三層布置。劇場(chǎng)辦公區(qū)位于后臺(tái)的三層，舞臺(tái)后部四層布置排練廳。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 上部結(jié)構(gòu)

該工程上部主要功能為演藝中心，具有跨度大，懸挑多、標(biāo)高復(fù)雜、圓弧多等技術(shù)難點(diǎn)。

門廳部分三層通高，且抽柱形成18m大跨，該工程屋頂正對(duì)千島湖鯉魚廣場(chǎng)，具有較好的視野，因此建筑師要在門廳屋頂設(shè)置屋頂花園，要求功能布置靈活，另外裝修要求門廳頂部懸掛大型的造型燈，造型燈以千島湖為主題，采用大量水晶管拼出千島湖地圖，荷載較重，分布范圍較大，這些都對(duì)屋頂梁板承載力提出了較高的要求?？紤]到門廳屋頂屬于大面積屋面，且千島湖屬于南方雨水較多的地區(qū)，如果采用建筑找坡，會(huì)帶來找坡層偏厚、附加荷載較大及容易引起屋頂積水等問題，從而造成滲漏，因此在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，屋頂結(jié)構(gòu)找坡，并采用單向梁板結(jié)構(gòu)，這樣既能夠滿足建筑及裝修的要求，最大限度地增加門廳的高度，又可以減輕結(jié)構(gòu)自重。

演藝中心采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑主體屋面高23.5m，舞臺(tái)頂高32.5m，舞臺(tái)臺(tái)口寬度為18m，高度為12m，臺(tái)口梁跨度較大。根據(jù)舞臺(tái)工藝等要求，臺(tái)口梁采用壁式框架；演藝區(qū)設(shè)置升降舞臺(tái)及升降樂池，升降舞臺(tái)臺(tái)倉挖深約12m。由于后期演出時(shí)需要豐富水元素效果，舞臺(tái)下面設(shè)置4m深的水舞臺(tái)，同時(shí)配置升降臺(tái)；觀眾廳座席約1300個(gè)，二層樓座看臺(tái)懸挑約9m，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用空腹式混凝土桁架結(jié)構(gòu)，如圖2所示，這樣既方便設(shè)備管線從桁架腹部穿越，又減輕了懸挑結(jié)構(gòu)自重。由于樓座懸挑尺寸較大，且因?yàn)殚T廳大開洞的原因，懸挑部分的配重較小，為了增加樓座抗傾覆安全度，在樓座與走廊交界處設(shè)置混凝土墻，如圖3所示，解決了該工程較為空曠，抗側(cè)力差的問題。樓座梁使用北京構(gòu)力科技有限公司PKPM軟件PK模塊進(jìn)行計(jì)算，并采用Midas軟件進(jìn)行復(fù)核分析，經(jīng)過計(jì)算樓座梁的內(nèi)力、撓度均能滿足規(guī)范要求,如圖4、圖5所示。

圖2 樓座梁剖面圖

圖3 樓座梁平面布置圖

圖4 樓座梁撓度計(jì)算（單位：mm）

圖5 樓座梁內(nèi)力計(jì)算（單位：kN·m）

演藝區(qū)及觀眾廳屋頂跨度較大，且含有舞臺(tái)機(jī)械、馬道、面光、演出懸吊及舞臺(tái)機(jī)械等荷載，尤其是舞臺(tái)機(jī)械部分，荷載較重，且情況較為復(fù)雜，因此結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)屋頂采用鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架屋頂，并根據(jù)不同的情況分別布置荷載單元，以達(dá)到精細(xì)化設(shè)計(jì)的目的。

2.2 基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

該工程地面以下設(shè)置一層地下室，由于地下室平面尺寸較大，其中東西最長(zhǎng)約為94.8m，南北最長(zhǎng)約為75m，屬于結(jié)構(gòu)超長(zhǎng)，不設(shè)置永久性沉降縫，混凝土收縮、溫度應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的影響不容忽視。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采取以下技術(shù)措施以保證工程質(zhì)量：設(shè)置施工后澆帶；采用低水化熱的水泥配置混凝土，并適量加入粉煤灰；采用碎石骨料配置混凝土；在混凝土外墻板、頂板中摻入高強(qiáng)纖維；在混凝土中摻入微膨脹劑；適當(dāng)增加墻板配筋率以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗力。

根據(jù)地勘報(bào)告，該工程基巖起伏相當(dāng)大，北側(cè)基巖埋深較淺，部分區(qū)域需要開挖巖石，南側(cè)有深厚回填土，最深處將近25m。因此基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，為避免不均勻沉降，基礎(chǔ)采用獨(dú)立基礎(chǔ)結(jié)合樁基礎(chǔ)的方案，持力層統(tǒng)一落到中風(fēng)化砂巖。

3 結(jié)束語

文章主要選取了水之靈舞臺(tái)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)大懸挑樓座梁、觀眾廳網(wǎng)架及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等重點(diǎn)問題進(jìn)行分析，在滿足結(jié)構(gòu)安全的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)，充分保障了建筑及裝修的要求，項(xiàng)目建成2年多以來，各項(xiàng)功能使用情況良好，為類似建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。