甘肃科技馆球幕影院结构设计

江重阳，张举涛，王 栋，姚佩歆

(甘肃省建筑设计研究院有限公司， 兰州 730030)

0 概述

甘肃科技馆球幕影院位于科技馆西南侧，球体北侧局部切削后与主体结构紧邻，球体顶部嵌入主体结构4～5层悬挑结构下表皮，使球体造型与主体结构融为一体，寓意“科技之眼”。总体结构由外层的造型球面壳(简称外壳)、内层作为悬挂隔音吸音材料的球面壳(简称内壳)及下部看台底座组成，其中外壳直径33.000m，壳顶标高26.415m，壳底标高±0.000m，为3/4切削球面网壳；内壳直径27.700m，为完整半球面，壳底最低点标高3.272m，呈23°角倾斜放置于下部钢筋混凝土看台。

看台结构共两层，总体呈椭圆柱体，外围柱网长轴23.300m，短轴21.472m，1层为平层，层高3.30m(局部2.78m)，2层为斜看台层，顶板最高处标高9.000m。建筑效果见图1，球幕影院结构整体模型见图2。

图1 甘肃科技馆全貌

图2 球幕影院结构整体模型

1 结构选型

由于建筑功能的原因，内、外壳球心在竖直方向上不同心，两球面壳的球心在竖直方向存在1.223m的距离，该不同心导致内、外壳之间的距离不均等，最大距离为4.353m，最小距离为2.356m。

因内、外壳之间在底部附近存在人员通行的功能，即在该处不能有杆件连接内、外壳。再加之内、外壳之间距离渐变，内壳局部凸出外壳，外壳支座水平布置、内壳支座倾斜布置。基于上述几种原因，内、外壳间几何位置关系复杂，并不适合设计成双层网壳，故最终将内、外壳设计成相互独立的单层网壳，见图3、图4。

图3 内、外壳几何位置示意

图4 内、外壳与下部混凝土结构整体关系……