悉尼歌剧院

悉尼歌剧院坐落在悉尼港，三面临水，环境开阔，以特色的建筑设计闻名于世。悉尼歌剧院的外观为三组巨大的壳片，耸立在南北长186m、东西最宽为97m的现浇钢筋混凝土结构的基座上（图1.21）。整个建筑群的入口在南端，有宽97m的大台阶，车辆入口和停车场设在大台阶下面。[通用技术网]

图1.21　悉尼歌剧院

通过对悉尼歌剧院的结构分析，可以知道歌剧院总体上属于拱的大跨度结构体系，而非表面上所显示的壳结构体系，且这一拱结构体系有如下几个特点：

（1）小的圆脊和大的拱肋。

（2）现场预制加强型钢筋混凝土。

（3）共有2194个预制钢筋混凝土切片作为它的屋顶。[通用技术网]

（4）共使用了350km长的钢绳索来固定这些混凝土切片。

（5）歌剧院重达161100t，由深入海平面25m以下的580根混凝土桥墩支撑。

（6）歌剧院屋顶自身重27230t，每一个混凝土切片自身重达15.5t混凝土自身的重量，减小了屋顶拱向外的推力，同时屋顶由32根2.5m见方的混凝土支柱支撑，共同抵抗侧向推力。[通用技术网]

据资料记载，壳体的工程建造曾经遇到了巨大的困难，设计队伍反复尝试了12种不同的建造“壳”的方法（包括抛物线结构、圆形肋骨和椭圆体）。并在“壳”的概念设计阶段就利用各种方法分析结构的稳定性和安全性。结构工程师最终找到了一个解决办法：从一个共同的球体上剥离大小不同的小“壳”片，重新拼接成圆拱，然后将若干有着相似长度的圆拱段放在一起形成一个球形的剖面，如图1.22所示。

图1.22 屋顶壳体的生成过程

港珠澳大桥工程设计中的文化元素

1．青州航道桥景观设计

青州航道桥景观设计是港珠澳大桥最具特色的部分，其桥塔顶结型撑采用了“中国结”的元素（图1.23），将最初的直角、直线型造型“曲线化”，注入文化内涵，提升景观层次，使中国结更显纤巧、灵动、精致、优雅，与附近连接隧道的东西人工岛形成“珠联璧合”的总体造型理念。

图1.23 青州航道桥景观设计

2．江海直达船航道桥景观设计

江海直达船航道桥主塔塔冠造型取自白海豚元素（图1.24），与该区域海豚保护区的海洋文化相吻合，造型独具特色。

图1.24 航道桥主塔造型

3．九洲航道桥景观设计

九洲航道桥主塔造型取自风帆，寓意“扬帆起航”，与江海直达船航道塔身形成序列化造型效果，桥塔整体造型优美、亲和力强，具有强烈的地标韵味。

对经典结构设计的赏析，我们要看它们是如何既实现结构的功能，又巧妙地解决受力问题，并且如何在结构中体现、渗透技术文化，又如何将解决受力与艺术美结合起来，使学生对中国的古代、现代建筑工匠的智慧和建筑结构的精美产生自豪感与民族自信心。

（三）课堂练习

1．多媒体展示

用多媒体课件展示出悉尼歌剧院和港珠澳大桥的相关图片，引导学生观察、讲解：

（1）地理条件和建设过程，重点介绍技术难度和结构特色。

（2）中外建筑史上拥有的地位，对我国工程建设有着如何的技术影响价值。

（3）请学生说出文化特色和美学感受。[通用技术网]

思考：教材中“应县木塔”“悉尼歌剧院”“港珠澳大桥”这些古今中外的设计给我们怎样的启示？你熟悉的与此相似的结构有哪些？（请同学们分小组讨论思考后回答）

2．欣赏：中国民间建筑（结合多媒体图片或视频讲解）

（1）永定客家土楼——大多采用了圆形的几何形状，厚实的夯土外墙和木结构为主要内部结构，土楼对外不开窗，体现了客家人具有强烈的家族观念和安全意识。

（2）贵州吊脚楼——苗族、水族、侗族、瑶族、土族等少数民族居住的干栏式建筑。这种楼房往往依山傍水而建，体现人与自然的和谐。

（3）江苏水乡民居——江苏气候温和湿润、水域丰富，城镇及乡村民居大都利用地形，自由灵活地散列在流水萦环的隙地上，临河依水而建或跨溪而筑。住房布局紧凑，一般为2层楼房，并建有楼阁，形成独特的水乡人家。

（4）陕西窑洞——典型西北黄土高原、黄河上游地区、少雨地带的民居。夏季室温比室外低约10℃，冬季比室外高约15℃。温度比较稳定，可谓冬暖夏凉。

（5）北京四合院——中国北方的传统民居，总特点是以院落（或天井）为核心，以外实内虚的原则和中轴对称的格局，规整地布置各种用房。它表现出中国人对家族和谐完整的追求，以及抵御外来势力的强烈意识。

（6）泉州骑楼街（中山路）——曾获得联合国教科文组织“2001年亚太地区遗产保护优秀奖”。它是20世纪20年代初爱国华侨黄仲训自越南携巨资回国建设的。中山路长达2km多，路两边的连排式骑楼建筑，蕴含着丰富的建筑文化，既结合泉州民居的传统特色，又融入海外文化的建筑精华，是历史上中西合璧的成功范例，具有很高的艺术价值。它也是全国仅有的、保存最完整、最长的连排式骑楼建筑商业街，已成为泉州历史文化名城的重要组成部分，是泉州从古代向现代转折过渡的历史见证。