水之靈舞臺建筑結構設計研究

徐元強

浙江省城鄉規劃設計研究院，浙江 杭州 310000

水之靈舞臺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。總建筑面積為25900m2，其中地下建筑面積為15400m2，地上建筑面積為10500m2。該建筑地上設計為劇院、化妝、辦公及商業，地下設計為汽車庫、設備用房及化妝間，地下夾層為自行車庫及設備用房。劇院總座位1462個，建筑性質為觀演類建筑，劇場演出部分為乙等劇場，規模為大型。

圖1 水之靈舞臺工程設計圖

1 劇場平面布置

1.1 主門廳與出入口

一層主門廳是劇場區的標志性空間，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與休息廳，供劇場使用。

1.2 觀眾廳與舞臺

劇場功能兼綜藝演出與會議。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，觀眾廳合計面積為933m2。觀眾廳總座位1466個。池座1019個，其中無障礙座席3個，位于南側中間靠近疏散出口處，貴賓座席45個，樓座447個。舞臺臺口寬18m，高12m，舞臺深25m。舞臺內布置20m×12.8m×4m（長×寬×高）水舞臺，水舞臺內布置4塊尺寸為18m×3.2m的升降臺。水舞臺后布置2塊尺寸為18m×3.2m的升降臺。舞臺上空高30.5m，上敷設三道天橋一層柵頂。樂池內布置3塊升降臺，樂池臺板和欄桿均可升降。

1.3 后臺與辦公室

后臺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、跑場道等，分三層布置。劇場辦公區位于后臺的三層，舞臺后部四層布置排練廳。

2 建筑結構設計

2.1 上部結構

該工程上部主要功能為演藝中心，具有跨度大，懸挑多、標高復雜、圓弧多等技術難點。

門廳部分三層通高，且抽柱形成18m大跨，該工程屋頂正對千島湖鯉魚廣場，具有較好的視野，因此建筑師要在門廳屋頂設置屋頂花園，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，這些都對屋頂梁板承載力提出了較高的要求。考慮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，如果采用建筑找坡，會帶來找坡層偏厚、附加荷載較大及容易引起屋頂積水等問題，從而造成滲漏，因此在進行結構設計時，屋頂結構找坡，并采用單向梁板結構，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，又可以減輕結構自重。

演藝中心采用現澆鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，建筑主體屋面高23.5m，舞臺頂高32.5m，舞臺臺口寬度為18m，高度為12m，臺口梁跨度較大。根據舞臺工藝等要求，臺口梁采用壁式框架；演藝區設置升降舞臺及升降樂池，升降舞臺臺倉挖深約12m。由于后期演出時需要豐富水元素效果，舞臺下面設置4m深的水舞臺，同時配置升降臺；觀眾廳座席約1300個，二層樓座看臺懸挑約9m，結構設計采用空腹式混凝土桁架結構，如圖2所示，這樣既方便設備管線從桁架腹部穿越，又減輕了懸挑結構自重。由于樓座懸挑尺寸較大，且因為門廳大開洞的原因，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置混凝土墻，如圖3所示，解決了該工程較為空曠，抗側力差的問題。樓座梁使用北京構力科技有限公司PKPM軟件PK模塊進行計算，并采用Midas軟件進行復核分析，經過計算樓座梁的內力、撓度均能滿足規范要求,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 樓座梁撓度計算（單位：mm）

圖5 樓座梁內力計算（單位：kN·m）

演藝區及觀眾廳屋頂跨度較大，且含有舞臺機械、馬道、面光、演出懸吊及舞臺機械等荷載，尤其是舞臺機械部分，荷載較重，且情況較為復雜，因此結構設計時屋頂采用鋼結構網架屋頂，并根據不同的情況分別布置荷載單元，以達到精細化設計的目的。

2.2 基礎設計

該工程地面以下設置一層地下室，由于地下室平面尺寸較大，其中東西最長約為94.8m，南北最長約為75m，屬于結構超長，不設置永久性沉降縫，混凝土收縮、溫度應力對結構的影響不容忽視。

結構設計采取以下技術措施以保證工程質量：設置施工后澆帶；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、頂板中摻入高強纖維；在混凝土中摻入微膨脹劑；適當增加墻板配筋率以加強結構本身的抗力。

根據地勘報告，該工程基巖起伏相當大，北側基巖埋深較淺，部分區域需要開挖巖石，南側有深厚回填土，最深處將近25m。因此基礎設計時，為避免不均勻沉降，基礎采用獨立基礎結合樁基礎的方案，持力層統一落到中風化砂巖。

3 結束語

文章主要選取了水之靈舞臺的結構設計中，對大懸挑樓座梁、觀眾廳網架及基礎設計等重點問題進行分析，在滿足結構安全的基礎上，精心設計，充分保障了建筑及裝修的要求，項目建成2年多以來，各項功能使用情況良好，為類似建筑工程結構設計積累了寶貴經驗。