德国德累斯顿剧院 – 舞台屋盖结构重建和整修工程

客户项目

2017年12月12日

Germany RSTAB 钢结构 建筑结构

结构设计 KREBS+KIEFER Ingenieure GmbH
德国
www.kuk.de
建筑设计 Architekturbüro Wagner
Dresden, Germany
www.ab-wagner.de
Investor Saxonian Real Estate and Construction Management
德国,德累斯顿
www.sib.sachsen.de

在 1911-1913 年建造的德国德累斯顿剧院饱受历史沧桑。该剧院建筑在 1945 年二战空袭中毁坏,在战后得以重建。2002 年 8 月份再次受洪水破坏。德累斯顿剧院关闭商业演出并经过 18 周时间的修缮和装修后再次向公众开放演出。

由于工期非常紧张,施工现场采用 3 班制共计 230 名技术工人进行施工。工程项目包括整个舞台结构屋顶的新建和安装改建舞台设备等新设施。德国 KREBS+KIEFER 工程公司使用 RSTAB 软件计算舞台屋顶结构的静力计算,并根据结构承载力要求确定加固位置和各项措施。

剧院舞台大厅建筑的屋盖结构

剧院舞台大厅的舞台地面距离屋顶最高处的总高度为 38 米。其主体结构主要由5个平行的钢结构桁架主梁构成。钢结构桁架主梁由混凝土柱支承,主梁高度 4.1 米,跨度 32.2 米。外部钢结构横梁上弦杆部分节点有支承在墙体上的斜杆件支撑。通过在 RSTAB 中进行三维建模,可以考虑垂直于横梁方向上的杆件在承受非一般情况的荷载传递状态下的计算。

重新验算

位于钢结构桁架横梁的下弦杆平面位置需要新建剧场舞台设备平台,该平台上设置 12 座舞台提升机设备,自重为 4.0 kN。通过拉索结构提升的设备有例如舞台背景图、装饰、灯光照明系统等,荷载最高达到 5.0 kN。此外考虑到机械设备的更新、更换等移动荷载的作用,建模时考虑添加了更大的活荷载进行计算。

建立计算模型之后,首先在当前实际状态下使用较大的内力计算结构构件和连接节点。然后再重新建立新的结构模型中使用全新的结构构件替换原有结构构件,并且使用新添加的恒荷载和活荷载进行计算。通过超级荷载组合选项可以将相应的内力叠加并进行承载能力极限状态的计算。

结构验算表明在新建舞台技术设备平台等结构之后的最终结构状态中,各个主要承重结构构件将会不满足承载力的要求。因此需要选择不同的加固措施。例如为了降低传递到最外层钢结构桁架结构横梁的荷载, 在相应的桁架梁的横向方向添加腹杆。除了上述外,例如还需要设置较厚钢板加固大量的安装接头位置和节点区域,使用高强螺栓替换原有的铆钉连接等措施。

该工程项目的造价费用为 11,0 Mio 欧元,2016年10月29日整个工程完工后,剧场演出了莎士比亚的戏剧奥赛罗 Othello。

参考资料
[1]   Stroetmann, R., Fuchs, A., & Oertel, R. (2017). Schauspielhaus Dresden - Revitalisierung und Ausbau der Tragkonstruktionen des Bühnendaches. Stahlbau, 86(11), 972‑985.

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