工程概況

哈爾濱大劇院依水而建，與哈爾濱文化島的設(shè)計風(fēng)格和定位相一致，體現(xiàn)出北國風(fēng)光大

地景觀的設(shè)計理念。外形采用流線型飄帶外形，自然融入周圍的濕地環(huán)境。大劇院內(nèi)部樓座

采用浮島式設(shè)計。該項目包括大劇場（1564座）、小劇場（414座）、地下車庫及附屬

配套用房等。飄帶形的造型由多種形式的鋼結(jié)構(gòu)組成，包括單層網(wǎng)殼、雙層網(wǎng)殼、折梁結(jié)構(gòu),

內(nèi)部異形樓梯為鋼結(jié)構(gòu)。

大劇場地上8層，地下1層（主舞臺臺倉及樂池部分為地下2層），建筑高度地上56.4

8m,地下6.5m（臺倉局部15m）。小劇場地上3層，地下1層（舞臺臺倉地下2層），建筑

高度地上25.75%地下6.5m（局部9.5m）。地下車庫地下1層，高度6.6m。

大劇場縱向剖面

小劇場縱向剖面

二、結(jié)構(gòu)布置

根據(jù)建筑體型與功能分區(qū)，將整個建筑劃分為10個結(jié)構(gòu)單元，包括大劇場、小劇場、6

個車庫單元與2個水池橋單元。各結(jié)構(gòu)單元之間的防震縫寬度為100mm,滿足中震不碰撞

的要求。

(a)結(jié)構(gòu)單元劃分示意圖

防震縫

)或二:冰售票廳

大劇場<'■■■......4鋼結(jié)構(gòu)落地點

(b)Bl頂板結(jié)構(gòu)平面

大劇場/、

后區(qū)鋼結(jié)構(gòu)支點

(c)F1頂板結(jié)構(gòu)平面

(d)F4頂板結(jié)構(gòu)平面

,側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)支點

]—./側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)支點

側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)支點

側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)支點

(e)F6頂板結(jié)構(gòu)平面

大劇場

側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)支點

后區(qū)鋼結(jié)構(gòu)支點頂部鋼結(jié)構(gòu)支點

(f)F7頂板結(jié)構(gòu)平面

結(jié)構(gòu)平面簡圖

大劇場與小劇場采用鋼筋混凝土框架剪刀墻結(jié)構(gòu)，外殼及異形樓梯采用鋼結(jié)構(gòu)。大劇

場鋼結(jié)構(gòu)由后區(qū)鋼結(jié)構(gòu)、玻璃頂、側(cè)面鋼結(jié)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)樓梯四部分組成。小劇場鋼結(jié)構(gòu)包括五

個部分：后區(qū)恩挑端、后區(qū)側(cè)面、后區(qū)劇場頂部、公共空間落地雙層網(wǎng)殼、玻璃頂單層網(wǎng)殼。

大劇場鋼結(jié)構(gòu)各部分俯視圖

小劇場鋼結(jié)構(gòu)各部分俯視圖

三、結(jié)構(gòu)基本計算結(jié)果

由于鋼結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜，采用MIDASGENV7.30軟件建立整體模型，同時采用PKPM

2008中的SATWE軟件建立整體簡化模型，將異形鋼結(jié)構(gòu)的荷載加到支座處。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件

設(shè)計主要采用MIDAS的結(jié)果，混凝土構(gòu)件的設(shè)計主要采用SATWE的結(jié)果，與鋼結(jié)構(gòu)相連

的混凝土構(gòu)件參考MIDAS的結(jié)果。文中給出了大劇場和小劇場的周期與振型、地震剪力與

位移、彈性時程分析主要結(jié)果（時程分析結(jié)果與反應(yīng)譜分析結(jié)果基本相符，可以采用反應(yīng)譜

分析的結(jié)果進行設(shè)計）。

⑶第1振型（0.787s.玻璃頂豎向）

（b）第2振型（0.782s,后區(qū)鋼結(jié)構(gòu)V向）

(c)第3振型(0.757s,頂部鋼結(jié)構(gòu)X向)

大劇場前3階振型(MIDAS)

四、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果

主要分析了鋼結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力比、舒適度驗算(大劇場鋼結(jié)構(gòu)有兩處可能存在舒適度問

題：后區(qū)鋼梁人行步道與旋轉(zhuǎn)樓梯。經(jīng)驗算滿足相關(guān)規(guī)范對人行步道結(jié)構(gòu)舒適度的控制要

求)。

10

09

08

07

m06

N-5

0

冏4

03

0

02

01

0

構(gòu)件

)0(a)大劇場

0?9

0?8

0?7

0?6

0?5

0?4

0?3

0?2

0?1

?0

構(gòu)件

(b)小劇場

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力比示意圖

五、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析結(jié)果

工程鋼結(jié)構(gòu)屋蓋跨度大、體型復(fù)雜，重點研究了其整體穩(wěn)定性。采用ANSYS12.0軟件

進行了屋蓋鋼結(jié)構(gòu)特征值屈曲分析、屋蓋鋼結(jié)構(gòu)考慮大變形的幾何非線性的穩(wěn)定分析利屋蓋

鋼結(jié)構(gòu)考慮幾何和材料雙重非線性的穩(wěn)定分析.

位移/mm

雙重非線性穩(wěn)定曲線

六、大震彈塑性分析

大震彈塑性分析表明，罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)層間位移角遠遠小于規(guī)范限值，剪力墻混

凝土基本完好，鋼結(jié)構(gòu)部分桿件進入塑性階段，其塑性應(yīng)變遠小于鋼材極限應(yīng)變，大部分鋼

筋混凝土梁柱構(gòu)件未進入屈服階段，整體結(jié)構(gòu)強度退化不大。結(jié)構(gòu)滿足罕遇地震作用下的性

能要求。

y為摘入主方向

罕遇地震卜.大劇場剪力墻受壓損傷因子分布

(a)X為輸入主方向

Z

(b)v為輸入主方向

罕遇地震作用下大劇場鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性應(yīng)變分布(人工波)

七、鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點有限元分析

結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)型式復(fù)雜，節(jié)點種類多。對于部分復(fù)雜節(jié)點，采用有限元分析的方法對

應(yīng)力進行了校核。文中選取了兩個節(jié)點：大劇場玻璃頂與雙層網(wǎng)殼轉(zhuǎn)換節(jié)點、小劇場后區(qū)懸

挑桁架的相貫節(jié)點。并針對分析結(jié)果對節(jié)點進行局部加強。結(jié)果表明，節(jié)點承載力滿足要求。

⑶整體模型中的位置

玻璃頂與雙層網(wǎng)殼轉(zhuǎn)換典型節(jié)點

294.0

267.3

240.6

213.9

187.1

160.4

133.7

107.0

80.3

53.5

26.8

().1

(b)節(jié)點區(qū)域應(yīng)力/MPa(組合75)

小劇場后區(qū)典型節(jié)點應(yīng)力/MPa

八、地基基礎(chǔ)設(shè)計

大、小劇場基礎(chǔ)均采用樁筏基礎(chǔ)，車庫采用樁基礎(chǔ)、柱下獨立承臺。考慮墻柱沖切與鋼

結(jié)構(gòu)落地點傳遞水平力的要求，基礎(chǔ)筏板厚度取為1m（小劇場區(qū)域）與l（5m（大劇場區(qū)域）。

樁基采用鉆孔壓灌超流態(tài)混凝土樁。

樁位圖

九、庫溫度作用分析與設(shè)計

車庫與室外直接連通，冬季不采曖，夏季無空調(diào)，溫差變化劇烈，并且建筑周圍有通長

擋土墻，對樓板溫度伸縮的約束作用很強，因此需對溫度應(yīng)力進行專門分析。

車庫內(nèi)墻面貼保溫板，車庫內(nèi)地面有厚14m的填土，車庫外沿墻全高填土?？紤]填土

與保溫板的保溫作用，擋土墻溫度沿高度為漸變，因此考慮溫差變化自上而下依次遞減。

5.49

4.551

3.612

2.674

1.735