theatre怎么读

第２４卷第４期

２００８年１２月

北京建筑工程学院学报

Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ

Ｖ０１．２４ ＮＯ．４

Ｄｅｃ．２００８

文章编号：１００４—６０１１（２００８）０４—００１３—０５

悉尼歌剧院解读

陈健斌

（北京建筑工程学院建筑与城市规划学院，北京１０００４４）

摘 要：从建设澳洲悉尼歌剧院的背景出发，详细探讨了歌剧院的拱结构理念的产生过程、基本原

理、受力特点与整体结构的特性，并进一步深入分析了构成拱结构的拱肋结构单体的组成与特征，

同时对歌剧院形式与结构功能的关系辩证看待，深化对建筑的认识．

关键词：悉尼歌剧院；拱结构；拱肋；形式与结构

中图分类号：ＴＵ２０１ 文献标志码：Ａ

Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ Ｓｙｄｎｅｙ Ｏｐｅｒａ Ｈｏｕｓｅ

Ｃｈｅｎ Ｊｉａｎｂｉｎ

（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｉｔｙ Ｐｌａｎｎｉｎｇ，ＢＵＣＥＡ Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４４）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｙｄｎｅｙ Ｏｐｅｒａ Ｈｏｕｓｅ ｉｎ Ａｕｓｔｒａｌｉａ，ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｃｒｅａｔｉｏｎ，

ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｓｔｒｅｓｓ ｆｅａｔｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ—ａｒｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ａｒｅ ａｎａｌｙｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ．Ｉｔ

ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｅｓ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ａｒｃｈ ｒｉｂ．Ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ａ ｄｉａｌｅｃｔｉｃ ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ

ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｆｏｒｍ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｆｒｏｍ ｔｈｉｓ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ｔｏ

ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｉｓ ｄｅｅｐｅｎｅｄ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｙｄｎｅｙ Ｏｐｅｒａ Ｈｏｕｓｅ；ｃａｂｌｅ—ａｒｃｈ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ；ａｒｃｈ ｒｉｂ；ｆｏｒｍ ａｎｄ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

“伟大的简单布局，统一的结构表现，惊人的建

筑构图”［ ］

——澳洲悉尼歌剧院评委们对Ｊｏｒｎ Ｕｔｚｏｎ

的设计草图的评价

悉尼歌剧院项目背景

１．１两个影响歌剧院建设的重要人物

尤金・古森斯（Ｅｕｇｅｎｅ Ｇｏｏｓｓｅｎｓ）是澳大利亚悉

尼交响乐团的常任指挥和乐团总监，他提议在悉尼

建造一个专供交响乐团使用的音乐厅，并为此想法

不断努力，终于得到与澳大利亚总理约翰・约瑟夫・

卡西尔（Ｊｏｈｎ Ｊｏｓｅｐｈ Ｃａｈｉｌ１）见面的机会，后者对在悉

尼建设歌剧院的提案非常感兴趣，最后两人达成一

致．１９５４年９月，卡西尔总理召集会议任命了一个

委员会来帮助政府建立一个歌剧院，并最终选定在

悉尼市的贝尼郎岬岛角（Ｂｅｎｎｅｌｏｎｇ Ｐｏｉｎｔ）作为歌剧

院建设用地．

图１贝尼郎岬岛角

１．２悉尼歌剧院项目概况

悉尼歌剧院于１９５９年３月在澳大利亚新南威

尔士州首府悉尼市贝尼郎岬岛角破土动工，歌剧院

收稿日期：２００８—１０—０２

作者简介：陈健斌（１９８４一），男，硕士研究生，研究方向：建筑设计及其理论

１４ 北京建筑工程学院学报 ２００８正

三面环水，其西边是Ｈａｒｂｏｕｒ Ｂｒｉｄｇｅ，南边是市植物

园与政府大厦．整个建筑花费１．２亿美元与１４年

的时间，于１９７３年１０月落成．

剧院占地１．８４公顷，总建筑面积为８８ ２５８ ｍ ，

坐落在距海平面１９ ｍ高的花岗岩台阶上，长１８３

ｍ，宽１１８ ｍ，高６７ ｍ．建筑造型犹如一组扬帆出海

的船队，也像一枚枚屹立在海难上的洁白大贝壳，为

悉尼的标志．

图２悉尼歌剧院俯视图

１．３建筑设计师与结构工程师

歌剧院建筑的中标者为当年３８岁的丹麦年轻

建筑师约翰・伍重（Ｊｏｒｎ Ｕｔｚｏｎ）提交的方案，在全世

界２３３份建筑设计方案中，他做的壳形方案被当时

的评委会主席艾罗・萨里宁（Ｅｅｒｏ Ｓａａｒｉｎｅｎ）所欣赏

并采用．

１歌剧院舞台下部２．排练厅／录音室

３．话剧院舞台４电影院／室内小剧场

５停车场

图３设计师Ｊｏｒｎ Ｕｔｚｏｎ

结构工程师为世界极顶尖结构大师阿鲁普

（Ａｒｕｐ）及其领导的阿鲁普结构研究所（Ｏｖｅ Ａｒｕｐ

ａｎｄ Ｐａｒｔｎｅｒｓ），可以说，没有这一世界顶尖结构工程

公司的鼎力协助，约翰・伍重设计的歌剧院可能会成

为“纸上谈兵”．

２悉尼歌剧院结构体系分析

２．１悉尼歌剧院的平面功能布置

歌剧院有一个音乐厅（２ ７００座），一个歌剧院

（１ ５５０座），一个话剧院（５５０座），一个兼放电影用

的室内小剧场，一个大展览厅，以及录音兼排练室、

餐厅及各种辅助用房（图４）．

１．门厅２展览厅３合唱乐队化妆室

４排练厅上部５排练厅６电影院

７．歌剧院摆台下部

ｌ音乐厅２音乐厅休息厅３歌剧院 １．音乐厅２．音乐厅休息厅３．歌剧院

休息厅４舞台５．休息廊６餐厅 ４歌剧院休息厅５．餐厅

图４悉尼歌剧院的各层平面布置图

第４期 陈健斌：悉尼歌剧院解读 １５

２．２歌剧院结构理念形成过程

２．２．１无法实现的设计结构方案

壳体结构的优越性体现在重力作用下，可通过

自身的薄膜压应力来抵抗外荷载，当受风力作用时，

壳体所受的向上风吸力，只要小于壳体自重即可，此

时壳结构产生的内应力大部分是压应力，当壳体凸

面向上平放时，对混凝土这种耐压性能好的材料，采

用壳体结构型式是十分合适的．然而，悉尼歌剧院

的屋顶壳体结构并非是凸面向上平放，而是斜向悬

挑，在重力作用下，屋顶内应力已不是薄膜压应力，

当受风力作用时，风力施加于壳体凸面，反而在与壳

体自重联合作用下，增加了壳体的倾覆倾向，这违背

了壳体的基本受力状况，所以约翰・伍重最初设计屋

顶时考虑的壳顶厚度１００ ｍｍ，壳底厚度５００ ｍｍ的

壳结构是无法实现的．

图５约翰・伍重的设计草图

２．２．２ １９５７－－１９６１年间的结构方案

１９５７年，悉尼歌剧院屋顶由设在伦敦的世界顶

尖的结构工程公司Ｏｒｅ Ａｒｕｐ ａｎｄ Ｐａｒｔｎｅｒｓ从事结构

设计，他们做了两个屋顶模型，经过了３年的试验与

计算，得出一个结论：歌剧院屋顶要用现浇钢筋混凝

土做成椭圆形的双层薄壳，中间有一个空气层，但是

这种做法需要庞大的模板与复杂的支架体系．

２．２．３ １９６１～１９６５年间的结构方案

由于壳结构无法实现屋顶的结构与施工，在这

一阶段屋顶的结构设计理念发生了变化，约翰・伍重

与阿鲁普决定采用预制混凝土拱券来设计屋顶结

构．具体说，构成歌剧院屋顶的大大小小的三角形

壳片都从球的壳面割取（图６），使每条拱券具有相

同的曲率半径，解决施工上的模板难题，经过细致研

究，约翰・伍重与工程师们确定球的半径为７６．３ ｍ，

这些三角形的球面壳片可以划分成许多细肋。这些

肋类似于中国竹子折扇的扉骨，再用钢绳索将他们

图６从球面中切取曲面体

固结成一片．同时，这些肋还可以分成小段，用钢筋

混凝土在地面上预制，再吊装拼合，组成歌剧院屋

顶．１９６２年开始，屋顶采用预制混凝土拱券结构

方案．

２．２．４最终定案的拱肋结构组合体

悉尼歌剧院在外观整体上看，有由十对壳体组

成的３组白色壳状屋顶，两个剧院占用两组大的壳

体，另外一组小壳体为餐厅，其中歌剧厅、音乐厅与

休息厅并排而立，各由四块巨大的壳状屋顶覆盖，这

些壳状屋顶依次排列，前三个一个盖着一个，面向海

湾依抱，最后一个则背向海湾侍立．可以认为，单个

壳体之间的组合是其屋顶的基本组成成分．与巨大

的壳形屋顶相协调的是底部高达１９ ｒｎ的基座，这为

屋顶结构提供了一个有效地抗侧推力的手段（图

７）．在扇形肋拱间形成的空的部位的结构组合上，

采用梁板式结构体系，以拱肋的主体结构为基础，于

拱肋上搭梁，并且因交接处应力的集中，在结构交接

处的部位梁截面较厚，从而形成了这样的一个传力

体系，来自屋面板的压力传递给梁，再传递给作为主

体结构的拱肋，最后传至大石座基础（图８、图９）．

图７壳顶组合示意图

图９屋顶连接部位受力分析图

１６ 北京建筑工程学院学报 ２００８焦

２．２．５定案后的拱肋结构单体方案

拱肋单体采用预制的Ｙ形与Ｔ形截面钢筋混

凝土落地三铰拱肋的结构方案，挺立的拱肋由大到

小顺序成对并列拼接呈壳状，就位成型后用后张法

施加预应力，使之形成整体，又能防止受拉开裂．由

于壳体的造型从下而上逐渐张开，肋拱的断面从下

至上分成数个Ｙ形断面，高大的壳顶，肋更长，段更

多，张开越大，而矮小的壳顶则肋短，段少，张开小，

只重复大壳的下面部分的结构（图ｌｏ）．

２．３对悉尼歌剧院结构的总体认识

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：

图１０壳形外壳（实际为拱）生成透视图

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２ １９４个预制钢筋混凝土切片作为它的

屋顶；

４）共使用了３５０ ｋｍ长的钢绳索来固定这些混

凝土切片；

５）歌剧院重达１６１ １００ ｔ，由深入海平面２５ １ＴＩ以

下的５８０根混凝土桥墩支撑；

６）歌剧院屋顶自身重２７ ２３０ ｔ，每一个混凝土切

片自身重达１５．５ ｔ，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２．５ ｍ 见方的混

凝土柱支撑，共同抵抗侧推力（图１１）．

图ｌｌ歌剧院结构透视图

３建筑形式与结构功能的辨证关系

３．１贝壳与白帆的喻意

悉尼歌剧院就像一组洁白的雕塑，如同海边礁

石上巨大的贝壳，又像是一组迎风扬帆的船队，与海

湾中的片片白帆相互掩映，富有诗意，充满浪漫的色

彩，这是每一个去过悉尼歌剧院或者见过悉尼歌剧

院照片的人都会有的联想，其它的方面不想作过多

的阐述，这里仅从建筑师自身的角度来看，约翰・伍

重的想法十分独到，这一想法便是“第五立面”，即在

满足东、南、西、北四个立面需要漂亮的基础上，还应

当有一个从上面看下来也十分优美的“第五立面”

（图１２）．于是约翰・伍重按照这一理念设计了壳形

的屋顶与巨大的基座，在设计之初，约翰・伍重是考

虑了屋顶的结构问题，按照其原始想法，屋顶厚度当

在１００ ｍｍ－－５００ ｍｍ之间，在班尼朗岬这个三面环

海的狭长基地上，通过薄壳结构形成的贝壳或者帆

状的屋顶表达了建筑师对于这一基地的特殊理解与

感受力，尽管后来由于结构上的原因，将壳结构改为

拱体结构，但依然表达了设计将形式与结构相统一

的设计理念．

图１２第五立面

３．２建筑师自我评判

约翰・伍重关于悉尼歌剧院曾经说过这样一句

话：“如果你在想一个哥特式的教堂，那么你就很接

第４期 陈健斌：悉尼歌剧院解读 １７

近我的想法了．”［ ］用另外一些建筑师的话来说，可

以这么解释这句话的含义，即“约翰・伍重以巨大的

空间想象力源于他深厚的几何知识，他用哲学的精

神来解决技术的问题，探索现代主义建筑运动的新

方向和新的建筑涵义．”关于建筑师自我评判的话

语，我的理解是约翰・伍重原本是想将悉尼歌剧院建

成如哥特式的教堂一般的经典建筑，从各个角度看

都会有不一样的感受，甚至会产生第五立面，而后来

他自身在壳结构无法满足的条件下又自己提出用

“桔皮原理”的拱结构想法来解决形式与结构、结构

与施工的统一问题，这或许是那个混凝土兴起时代

所造就的．

３．３建筑的巨人与结构的侏儒

亦有不少建筑评论家对悉尼歌剧院持有异议，

造价高、工期长暂且不议，仅说结构，他们认为歌剧

院的屋顶结构是一个凑合的结构体系，从建筑最开

始就选错了结构型式，违背了结构的力学原理，认为

建筑不能仅是考虑外在形式，不应当勉强地用高昂

的结构代价去实现建筑的外在形式，所以对悉尼歌

剧院的结构体系嗤之以鼻．１３ ２

３．４形式与结构的辩证关系

自古以来，建筑的形式与结构就是一对孪生兄

弟，外在形式的实现离不开结构体系的支撑，结构体

系的外在表现就是建筑的外在形式．

对于悉尼歌剧院的形式与结构的关系问题，我

认为要解决一个斜向悬挑的壳结构，在目前的曲面

结构体系中，绝大多数为拱、索、壳三种结构体系，除

去壳结构无法实现之外，索结构亦改变了歌剧院的

外在表现形式，只有拱结构能较好地实现这一方案，

虽然外在与结构似乎有所冲突，但从整个大的曲面

体系来说，用拱结构的方案来实现壳形屋顶又何尝

不可呢．实际上，悉尼歌剧院是在形式、功能与结构

并重的情况下解决结构的种种矛盾与困难的，过程

虽然艰辛，代价虽然巨大，但成果确实惊人．

从建筑本身来说，巨大的基座托着上面的十对

壳形屋顶，建筑的比例比较协调，这有赖于结构的支

撑，同时拱结构本身带来的形式也带来了不一样的

建筑感染力，如在拱脚处不易放置檩条或屋面板处

不作外墙，让其在室内与室外露明，这些虚的部位安

装上玻璃后，使歌剧院内部与外部就形成了情景的

交融与对话，这对于悉尼歌剧院来说，公共性与景观

性得到了更大程度上的发挥，这亦是拱结构体系的

功劳．

４结论

悉尼歌剧院是一座带着假面的建筑，它拥有壳

形的外表皮，内在的拱结构．建筑方案设计经历了

从最初优美的壳形但却无法实现的结构到经过几年

艰辛的探索最终采用拱结构来表达建筑师的设计理

念的过程，反映了建筑师追求建筑形式与建筑结构

的辨证统一，同时建筑结构亦成为了建筑设计欲表

达寓意的丰富因子之一．

参考文献：

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ｙａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ．ｃｏｍ／ＲＯＣ／ＱＵＡ０１．ｈ

［责任编辑：牛志霖］