1 前言

　　廣州歌劇院的主承重結構體系為采用箱形截面構件的空間折面網格結構（詞條“網格結構”由行業大百科提供），焊接相貫節點（詞條“節點”由行業大百科提供），圍護結構采用玻璃和石材形成的帷幕體系。玻璃帷幕直接支承在T形截面構件組成的網格結構，而石材部分帷幕下面則采用了主次檁網格支撐的無穿透金屬屋面體系。由于主體結構和圍護結構幾何形狀的不規則性、連接構造的復雜性，給圍護結構的抗風、抗震設計、溫度作用分析和連接節點的受力安全性能提出了更高的要求，有必要進行深入的分析和試驗研究，發展和改進分析計算方法，為廣州歌劇院的設計和施工可行性、主體結構和圍護結構的安全性與耐久性提供可靠依據，同時也給類似工程項目的分析與設計提供技術基礎，以及行業標準制訂積累技術儲備。

　　廣州歌劇院是廣東省第一座大型的音樂劇場，其外形就像是珠江水沖刷后的鵝卵石，沒有棱角，圓潤而富有光澤。其復雜的造型在以往的建筑結構中是沒有出現過的，設計和施工的難度是空前的。在保證結構強度的條件下，還要考慮不能改變其外形、影響美觀。因而需要一種的新的連接方法來滿足本工程的需要。

　　2 主要條件分析和基本方案的確定

　　2.1 施工條件分析及存在的難點

　　(1)本工程的單元幕墻是由多個不規則的折面組成，每個折面又分成一個個的小三角形板塊，每個支點的六條橫桿角度不同，造成角度控制困難，施工難度大。

　　(2)每個支點的六條橫桿中心線相交不在一點上，使現場焊接難度增大，焊接質量難以控制。

　　(3)每個支點不同，不能夠大批量生產，每個節點若單個獨立加工生產則成本過高。

　　2.2 基本方案的確定

　　從設計要求和現場的施工條件等各種因素分析，可基本確定在六條橫桿相交的位置需設計一個連接件。

　　本工程采用的鑄鋼件連接接頭，不但能滿足設計的連接要求，使現場施工方便，提高焊接質量，還可以批量生產，降低生產成本。

　　3 新型鑄鋼件接頭的設計

　　一般工程中不采用接頭的形式，大多數都是鋼件直接焊接或者栓接，偶爾會用到芯套。但本工程考慮到六條桿件相交連接、角度不同且六點不共面等因素的影響，工程中常用的連接方式無法滿足本工程的需求，所以本工程組織專業人員設計新方案，通過比選和試驗，最終確定使用鑄鋼件接頭。下圖為鑄鋼件接頭的實物照片。

　　3.1 鑄鋼件接頭的計算分析

　　設計中選取了“面1”進行分析，因“面1”面積最大，而且分布規律，具有典型的代表性，所以取“面1”的鋼接節點應力對節點進行計算分析，選用有限元分析軟件進行分析。

　　(1)“面1”應力分析，取風荷載為1.7kN/m2，找出最大應力連接節點：

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　　上圖為應力最大的剛接節點，圖中節點523與2145、3278與519、2831與515、3148與535、531與2015、527與2482六對節點之間相互耦合六個自由度，使其可以查到桿端反力。

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