上海天文馆 | 项目人物李亚明专访

上海天文馆项目人物专访——华建集团上海建筑设计研究院结构总工程师、空间结构院院长李亚明

即将于2021年7月18日正式向公众开放的上海天文馆（上海科技馆分馆）位于上海浦东新区临港新城，总建筑面积约38000平方米，其主体建筑被上海市民亲切地称为“蝴蝶酥”，是临港新城最具标志性的建筑之一。然而，有多少人知道这座造型独特的建筑因为结构极其复杂曾遇到“落地”的难题？而解决这一难题的正是华建集团上海建筑设计研究院的结构工程师们。今天，我们有幸邀请到华建集团上海建筑设计研究院结构总工程师、空间结构院院长李亚明，就上海天文馆的技术难点探讨看法，畅谈项目的结构特点。

李院长，您好！从结构专业的角度来看，上海天文馆项目的难度真的很大吗？

李亚明：上海天文馆的主体建筑由两个椭圆形相互交叠错开而成，形似上海市民钟爱的“蝴蝶酥”。从空中俯瞰建筑，天文馆由3大圆形建筑构成，象征了我们熟悉的三体——太阳、地球和月亮。由此产生三个主要区域：（1）大厅及观星平台；（2）球幕影院；（3）圆洞天窗。这类形体极为不规则的建筑，且跨度大和悬挑大，在设计上如何选择结构体系、结构材料都给结构工程师们带来极大的挑战。

上海天文馆的结构设计非常有特点，其中，“蝴蝶酥”造型里的圆洞天窗部分是大跨度大悬挑，如此大跨度的悬挑如何保证安全性？采用了哪些技术？

李亚明：建筑师设计了“圆洞”悬挂在天文馆主入口上方，阳光通过它而到达入口广场的太阳光环显示时间的推移。这个带有圆洞天窗悬挑部分，是展馆的主入口上方二层展厅。从结构形式上讲，是复杂空间结构，有大悬挑弧形空间桁架结构构成了建筑入口上方悬空的无柱空间，大约60多米跨度X38米悬挑，这是主要的展厅。由于大跨度大悬挑，要满足舒适度要求须加强结构刚度，或采取减振措施。我们结构设计采用了质量调谐阻尼器方法进行减振，确保展厅使用的舒适性。

进入主体建筑，首先映入眼帘的是带有三个倾斜巨柱的中庭和顶部的倒置穹顶，这部分结构有何特别之处？

李亚明：天文馆的结构设计是非常有特点的，包含多种不同材料构成的结构体系，如钢筋混凝土结构、钢结构、铝合金结构等。

建筑师为创建新的地平线，顶部设计了一个倒置穹顶作为观测天体的观景台。我们结构设计了3个巨型混凝土柱，倒锥形布置，在椎体顶部和中部设置两道环梁，形成了一个稳定的倒锥台，再在顶部设置一个倒置的铝合金网壳穹顶结构。

悬浮的球幕影院也是上海天文馆的一大亮点，在这个的实现过程中，结构方面都做了哪些技术支撑？

李亚明：为了体现建筑师构想，将球幕影院表现为悬浮空中的球体，我们将球体设计为钢网壳。在球体水平位置通过6个支撑点支撑混凝土壳体上方，形成球体与周边建筑脱开，在视觉上使人在球体下方有一种失重感。而球体与壳体之间，形成了一道透光圆环，日光可以从圆环处洒向室内，在室内的地面上形成“日蚀”。随着太阳位置的变化，光影也随之改变，从完整的圆环变换到新月形。身处其中，如同置身于天体之中，充满了戏剧性和神秘感。