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    長沙梅溪湖國際文化藝術中心

    項目圖冊
    • 設計結束時間

      2011年04月09日

    • 竣工時間

      2018年02月15日

    • 境內、外合作設計單位

      Zaha Hadid Architects

    • 建筑功能(地上,地下)

      劇場及配套用房,設備用房、地下車庫

    • 用地性質

      文化用地

    • 設計使用年限

      50年

    • 建設用地面積

      8.8080㎡

    • 總建筑面積

      126012.59㎡

    • 地上面積

      74799.59㎡

    • 地下面積

      51213㎡

    長沙梅溪湖國際文化藝術中心由三個相對獨立的單體組成,包括一個 1800 座的大劇場、一個 500 座的小劇場(多功能廳)、一個當代藝術館;以及為整個項目配套的零售,餐廳和咖啡廳,以及為以上公共設施配套的設備用房、劇務用房、演出用房、行政用房、停車場等。


    扎哈·哈迪德建筑師事務所為文化藝術中心提出的概念是一個城市性的,由不同場所圍繞“中心廣場”所構成的網絡。這些場所是:大劇場,藝術館,小劇場(多功能劇場)和商業設施。文化藝術中心的設計結合了不同的層次,建立起一個鮮明的個性,避免建筑設計過于單一或者視覺混亂。三個主要的建筑組成一個相輔相成的一個家族。各個建筑單體的形態與功能相呼應。這種獨立有個性的形式強烈地散發著城市的易讀性及參觀方向的清晰性。多變性與連貫性的結合,是建立強烈城市感的最好途徑。


    長沙梅溪湖國際文化藝術中心的總體布局功能分區明確,各部分相對獨立又有緊密的聯系。地下室中的停車庫是共享的,各單體的地下區域既獨立又有聯系。到地上部分,三個單體相對獨立,各據基地一角,大劇場位于東面,小劇場位于西南面,藝術館位于西北面。三個單體的主入口均面向中心廣場,位于不同的標高,方便大量人流集散又利于廣場空間與大堂空間之間的連續貫通。各單體的后勤辦公,貨運通道,設備區域均位于相對面向中心廣場的前廳而言的后區,位置相對安靜,流線清晰獨立,避免大量人流的干擾。


    建筑造型緣起于“芙蓉花”,每個單體由“芙蓉花”的花瓣衍生而來。大劇場為四片花瓣,藝術館為三片花瓣,小劇場為一片花瓣,高高低低地散落在梅溪湖畔。

    選擇恰當的外幕墻材料會更加突出建筑物的三維形態。三個單體建筑外幕墻材料為 GRC 玻璃纖維加強混凝土板與玻璃的組合,大劇場與藝術館屋面較為平整的區域采用鋁單板屋面系統。

    建筑物的表皮根據建筑立面的朝向而做出不同的選擇。

    建筑專業-設計理念與技術策略

    本項目三個建筑造型緣起于“梅花”,每個單體由“梅花”的花瓣衍生而來。大劇場為四片花瓣,藝術館為三片花瓣,小劇場為一片花瓣,高高低低地散落在梅溪湖畔。三個抽象的造型均為行云流水般的流線型設計,主體均為(鋼)框架-鋼筋混凝土剪力墻結構體系,屋蓋均為單層鋼網格結構體系。


    1、外立面及屋蓋鋼結構均跟隨外墻形體的走向設計,空間曲折多變. 整體結構外形尺寸較大且無結構縫,鋼結構造型采用了雙曲單層網殼,空間變化多

    2、大劇場前廳入口傾斜式豎向承重雙曲單層網殼,南北長58m,東西寬 43m,最大傾斜角度超過 40 度

    3、本工程外幕墻造型奇特,猶如綻放的“芙蓉花”,完全由大小不一、曲率不同的 1.1 萬余塊 GRC 拼接而成,每塊 GRC 與主體結構的連接角度不盡相同


    設計過程中采用BIM協同優化各專業設計,使設計更加合理;施工階段全過程采用BIM協同管理多個不同的施工單位,避免多個專業在各自施工中出現混亂交叉返工等影響工期及損耗經濟效益事宜。


    本工程主體結構與外幕墻理論空間只有 1m,其中包含了防水保溫、天溝、虹吸、通風、避雷、泛光照明等系統,空間狹窄,日后如何保證定期進行屋面穿透管線、防水層檢修維護,一旦局部出現雨水滲漏時能及時有效的進行板塊拆卸,對于滲漏點進行排查搶修,并能快速恢復尤為重要。

    GRC 連接節點設置成一端為插入端,另一端為閉合端的連接形式,后期人員只需通過簡易的龍門架便可進行板塊的拆除,有效解決了后期維護及檢修問題。



    結構專業-設計特點

    本工程地下一層,地上含三個單體,分別為 1800 座大劇場、藝術館及小劇場,結構設計上地下整體不分縫。 


    大劇場結構設計方面,結構體系為框架-剪力墻+外鋼框架網格屋蓋結構。周邊傾斜鋼框架主要是結合建筑外皮隨形布置。傾斜鋼框架柱除了承受幕墻及其上的屋頂荷載外,還作為各層樓面(前廳連廊、兩側舞臺、后舞臺)的邊支承柱。整個周邊框架主要由落地框架柱、樓面(檐口、墻面)環梁、封閉支撐框架及四個周邊功能區凹角連接體組成。從前述剖面圖可知,傾斜鋼框架柱與水平面的夾角達到了 37 度左右(Ⅲ、Ⅴ兩側舞臺及 Ⅱ區前廳蜂窩處),Ⅳ區鋼框柱傾角較小,與水平地面的夾角均在 78 度以上。結合建筑四周成空間橢圓放射外凸的特點,環梁是確保傾斜框架成為穩定受力結構和具有豎向荷載承載剛度的重要構件,設計中環梁盡量封閉貫通或以支撐框架為邊界設置,設計中要求環梁與鋼框柱剛接,保證整個傾斜框架結構具有較高的冗余度和拉結性,使得整個傾斜框架具有較好的抗連續倒塌性能。


    由于建筑造型和外觀要求,入口前廳采用雙曲面單層網殼結構,本報告中下面簡稱為蜂窩(網格)結構。前廳蜂窩結構落地支承于-1.1m 樓面,其余傾斜框架柱支承于-4m或-5m 樓面,框架柱與樓面托梁采用鉸接連接。斜柱對落地點樓面將產生較大的水平作用,設計分析中將予以了充分的分析考慮。


    通過前廳連廊、左、右側舞臺區各層樓蓋及屋蓋鋼結構等平面構件將周邊傾斜鋼框架與內部框架-剪力墻連為一體,兩者協同工作,形成有效的豎向承載和抗側力結構體系。傾斜框架在重力荷載下產生的傾覆彎矩,通過各層樓面梁板的拉壓傳遞至內部抗側結構。


    前廳蜂窩結構是整個周邊傾斜鋼框架的組成部分,其結構是結合建筑師的造型要求和結構受力合理性融合而成的,其總體結構可以理解為雙曲面單層網殼結構,桿件采用的基本斷面為箱型截面,隨空間中心曲線成彎扭。網格頂上部設置的貫通封閉鋼梁、利用露臺及樓面設置的水平環箍構件和網格蜂窩結構三者構成了自身穩定的具有豎向承載和水平抗側能力的豎向構件結構。蜂窩頂貫通環梁不僅起到將蜂窩網格整體化、形成整體剛度的作用,同時作為上下不同豎向構件形式的過渡連接構件。前廳蜂窩結構共計 15個落地點,落地點之間采用箱型鋼環梁協調以平衡部分環向水平力,底部設置抗震球形鉸接鋼支座。


    前廳+11.0m 連廊最大跨度約 35m,擬采用鋼箱梁截面,兩端支承于蜂窩頂結構和前廳樓面上,兩側連廊采用外側鋼柱上懸挑鋼梁支承牛腿,懸挑跨度約 5.0m。連廊結構、前廳電梯核心筒剪力墻、樓面系統、屋蓋鋼結構及蜂窩結構共同拉結組成一個穩定的空間受力結構,在豎向荷載作用下,連廊結構將承受較大的拉力,為蜂窩提供水平向支撐作用,設計中對于連廊拉力在平面構件(梁板)中的傳遞和連廊的舒適度將于以了分析。


    針對大劇場的結構特點,對前廳蜂窩結構及其底部支承框支柱、鋼連廊、薄弱連接部位樓蓋、樓座懸挑支承柱、短柱等關鍵構件,進行抗震性能化設計;同時對斜折柱的受力特點、計算長度等進行了詳細的分析,對前庭大跨連廊、懸挑樓座等舒適度進行了充分了論證。采用 Perform 3D 對結構在罕遇地震下的性態進行了詳細分析,表明結構在罕遇地震下能夠達到設計目標。

    藝術館在結構組成部分上主要包括:周邊局部帶支撐的傾斜鋼框架、內部鋼框架、剪力墻、中庭空間拱、空間鋼屋蓋及各層樓蓋結構。


    結合建筑功能分布、建筑平面、空間造型及建筑功能大空間要求,本工程豎向承載和抗側力的結構體系采用(鋼)框架-剪力墻結構,框架包含周邊傾斜鋼框架及內部鋼框架。在主要豎向構件的布置上,將豎向承載和抗側力體系結合起來考慮,實現構件的豎向承載和抗側要求相協調。根據展廳的大空間、展覽功能要求,并結合建筑的功能房布置,利用展廳周邊墻體、樓梯、電梯、風井等適當布置剪力墻;同時,為了給鋼框架提供必要的支撐,也設置了部分墻體,從而就形成三個區域較為均勻、豎向承載和抗側能力的較強剪力墻及筒體布置??紤]到本單體呈“品”字形平面,單向長度在數字軸和字母軸方向分別達到了 176m 和 90m,在抗震上屬于凹凸不規則平面,因此在三個展廳區分別利用建筑豎向電梯交通井及建筑墻體布置適量的剪力墻體、筒體,且每個區域的剪力墻布置較為獨立、完整,組成藝術館的第一道抗側力防線。結合建筑各層平面功能布置,在適當區域布置鋼管混凝土柱或鋼框架柱,共同組成整個結構的抗側力體系。為確保三個展區結構的可靠連接,協同工作,利用中庭豎向電梯,設置支承柱,通過加強各層水平交通樓面保證各部分協同工作。


    框架柱主要截面形式為圓管和方鋼管,框架梁采用 H 形截面??蚣苤c建筑樓面梁組成鋼框架結構,并通過樓面水平構件,將外圍鋼框架和剪力墻、筒體連為一體,確保整個結構豎向承載能力和抗側能力。鋼框架柱除部分(14 根)直接生根于基礎,其它在承受豎向荷載和水平荷載方面均僅起輔助作用的周邊幕墻鋼柱(主要為周邊外墻斜柱),采用鉸接支承于地下室頂部混凝土梁、地下室柱、側壁及周邊混凝土梁上。內框架柱主要作為樓層、環廊的支承柱,與混凝土剪力墻共同組成豎向及抗側力體系。


    周邊傾斜鋼框架布置原則主要是結合建筑外皮隨形布置。周邊傾斜鋼柱與水平面的夾角達到 59 度左右(Ⅲ區右側)。整個周邊框架主要由落地框架柱、樓面(檐口、墻面)環梁、樓層梁(屋面整體結構)及兩個周邊功能區凹角連接部組成。環梁為傾斜框架承受豎向荷載穩定性的重要構件,設計中環梁盡量封閉貫通或以支撐框架為邊界。周邊設置傾斜鋼框架柱,除部分斜柱(Ⅱ、Ⅲ區)需支撐樓層、露臺、走廊,作為框架結構的重要組成外,其它斜柱大多用于支撐周邊外皮內的鋼框架,輔助主框架實行建筑的功能及造型要求。


    連接部主要是結合建筑造型,采用了單層空間管網結構,其整體造型下端支承于二層結構,上部通過撐桿支承于中庭結構拱及屋蓋,中部局部與 5.9m 及 13.55m 樓層連接部處桁架連接。

    在Ⅱ區大盒子展覽區,由于建筑要求在首層 38m 進深范圍內不能有豎向支承結構,為承托上部各層結構,并結合建筑的功能需求,在 C-5 軸 X 軸 C-G~C-K 之間,利用二層(5.900m)及二層夾層(10.650m)樓面設置轉換桁架托柱,桁架高度 4.75m,桁架支承于兩側鋼管柱上。


    針對藝術館的結構特點,對斜折柱的受力特點、計算長度等進行了詳細的分析,對大跨展廳等舒適度進行了充分了論證。采用 Perform 3D 對結構在罕遇地震下的性態進行了詳細分析,表明結構在罕遇地震下能夠達到設計目標。



    電氣專業-綜合效益

    1、舞臺工藝專業包括機械、燈光、音響及各類特效的設備,用電總量大,使演出和非演出時段變壓器的負荷率差異很大,核算變壓器容量時根據實際使用情況、過往的經驗,合理壓低同時系數,以優化設計、減少造價。


    2、通過節能手段達到綠建二星標準,對環境保護、資源優化利用等都有積極作用。


    3、本項目含甲等劇場、省級藝術館,采用高設計標準,能促進人們的鑒賞能力,豐富當地的文化活動。


    主要設計成員

    建筑-負責人

    教授級高級工程師:黃捷


    高級工程師:張桂玲、趙亮星


    建筑一所所長:黃皓山


    工程師:林哲

    結構-負責人

    教授級高級工程師:黃泰赟

    主任工程師:莊信

    高級工程師:邊建烽、杜元增、符景明、何銘基

    設備-負責人

    高級工程師:張慎、羅志焱,葉軍,胡雪利

    電氣-負責人

    高級工程師:丘星宇


    所獲獎項

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