异型模板及支撑体系技术研究

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1、国家大剧院结构工程异型模板及支撑体系技术研究鉴定材料之五⑴国家大剧院结构工程异型模板及支撑体系技术研究北京城建集团有限责任公司1国家大剧院结构工程异型模板及支撑体系技术研究目录1前言12工程概况及特点、难点分析12.1曲线混凝土构件概述12.2特点及难点分析33项目研究思路43.1项目研究的主要内容43.2模板设计计划达到的技术经济指标43.3项目研究的技术路线54项目研究的主要内容54.1弧墙曲率段划分及不同弧段模板方案的设计研究54.2可调曲率弧形模板背部紧伸器设计研究74.3弧墙模板体系活

2、动角模设计研究74.4弧墙曲率调节及现场检测控制方法84.5可调曲率弧形模板受力分析95弧形墙体模板设计方案125.1曲率半径R≥25m的弧形墙体125.2曲率半径3m≤R<25m的弧形墙体135.3曲率半径R<3m的弧形墙体136其他曲线模板设计方案146.1内置型钢圆柱模板146.2异形椭圆柱模板166.3双曲面楼板模板166.4曲线楼梯模板187方案实施效果198技术经济和社会效益分析208.1经济效益分析208.2社会效益分析2021国家大剧院结构工程异型模板及支撑体系技术研究异型模板及

3、支撑体系技术研究1前言随着国民经济的稳健发展，展现个性化、风格化造型设计的大型公共建筑与日俱增，其中尤以大型剧场、体育馆、展览馆居多。为保证建筑物使用功能及满足视觉、听觉效果要求，其构件设计呈由方形向圆弧形、异形曲线形发展趋势。国家大剧院建筑设计具有显著的上述特征，其竖向构件以曲率多变的弧形墙体、圆柱、异形柱为主；水平结构大量采用双曲面楼板、弧形梁板、弧形楼梯等。在结构施工中，工程技术人员多方比选、认真研究，针对不同曲率弧形构件设计出适应的模板施工方案，为完美实现国家大剧院工程设计意图打下了坚实

4、的基础。2工程概况及特点、难点分析2.1曲线混凝土构件概述国家大剧院工程是国内唯一的集歌剧院、戏剧院、音乐厅于一体的综合剧院，建成后将是我国重要标志性建筑。该工程是国家重点工程，质量目标为结构长城杯、鲁班奖。由于其结构体型复杂，施工难度大，结构施工工期紧，质量要求高，因此也是代表我国最高建筑施工技术水平的形象工程。为保证建筑物的使用功能和视听效果，国家大剧院工程结构形体设计丰富多样，曲线构件很多，主要由以下几部分组成：1、竖向结构以弧形墙体为主，总面积达107400m2，约占墙体总面积的56.3

5、%左右，单层墙体最大浇筑高度9.42m；各弧形墙体曲率呈连续变化趋势，部分弧墙轴线为非常罕见的超级椭圆，部分为连续组拼的圆弧；各段弧墙曲率半径在0.12m~90.35m间变化，幅度很大；弧形墙体夹角以非直角居多，各剧场、各楼层差异很大，角度主要在43~135°间变化。21国家大剧院结构工程异型模板及支撑体系技术研究⑴各剧场弧形墙体曲线代表方程NO歌剧院音乐厅戏剧院曲线一（x-105.9625）2＋（y-6.037）2＝50.9242（x+55.363）2＋（y-24.651）2＝54.5032曲

6、线二（x-74.97）2＋（y+15.118）2＝15.1152（x+73.255）2＋（y-12.723）2＝9.1542曲线三（x-77.9911）2＋（y-29.745）.2＝2.61152（x+59.1128）2＋（y+21.118）2＝0.8752⑵不同曲率半径弧形墙体统计表曲率半径歌剧院音乐厅戏剧院总长度百分比R<3m245m623m747m1615m6.2%3m≤R<25m2401m3286m2675m8362m32.1%R≥25m7280m4366m4427m16073m61.7

7、%⑶各剧场墙体夹角统计表(不含直角)夹角角度歌剧院音乐厅戏剧院总数量百分比43~75°398588736172222.4%75~105°82418601644432856.3%105~135°367575696163821.3%2、舞台、乐池、观众休息厅及主入口通道处共设计有78根内置H型钢的劲性圆柱，直径700~2400mm，柱高2.5~9.42m。3、音乐厅观众厅设计有22根高10.22m~12.158m的异形椭圆柱，其组成圆弧半径分别为2.08m、0.98m。4、各剧场不同楼层观众席下部楼

8、板多为双曲面构件，面积总计为1690m2、曲率参数差异较大。5、各剧场主要入口均布置有弧形楼梯，楼梯侧面及底面均呈弧形。曲线构件分布情况如下图所示：21国家大剧院结构工程异型模板及支撑体系技术研究2.2特点及难点分析1、本工程弧形墙体具有体量巨大；曲率半径连续多变、幅度大；相交墙体夹角复杂等特点。针对不同曲率半径弧形墙体选择最佳的模板施工体系，保证不同体系弧墙模板有机、平滑顺接，异形墙体夹角准确是本工程一项重要研究课题。2、本工程圆柱最大直径2.4m，最大浇筑高度达9.42m，内部多置有大断面工