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钢结构在机场航站楼工程中的应用

'钢结构在机场航站楼工程中的应用'
36 施工技术 CONSTRUCTION TECHNOLOGY 2011 年 1 月 第 40 卷第 1 期 钢结构在机场航站楼工程中的应用 束伟农, 朱忠义 ( 北京市建筑设计研究院, 北京100045) [ 摘要]机场航站楼钢结构工程具有成型复杂、 结构超长、 结构选型复杂、 支座和节点复杂等特点。结合实际工程, 介绍了航站楼的屋顶成型、 屋盖支撑体系、 抗震性能化设计原则、 温度内力和特殊节点设计。针对不同的问题, 采 取了相应的解决措施。对钢彩带结构中的彩带计算长度系数、 非线性稳定和内力传递进行了分析。 [ 关键词]航站楼;钢彩带;网壳结构;钢桁架;摇摆柱 [ 中图分类号]TU391[ 文献标识码]A[ 文章编号]1002- 8498( 2011) 01- 0036- 05 Application of Steel Structure in Airport Terminal Building Shu Weinong,Zhu Zhongyi ( Beijing Institute of Architectural Design,Beijing100045, China) Abstract: Steel structure engineering of airport building has characters as complex forming,super long structure,complex structure selection,support and joint. Based on practical engineering,roof forming, supporting system of roof,earthquake resistance ability design principle,temperature stress and special joint design of terminal building are introduced. According to different problems,corresponding measures are adopted. Furthermore,effective length factor,nonlinear stability and internal force transmission of steel ribbon are analyzed. Key words: terminal building;steel ribbon;reticulated shell;steel truss;sway column [ 收稿日期]2010- 12- 01 [作者简介]束伟农, 北京市建筑设计研究院结构副总工程师, 教授 级高 级 工 程 师, 北 京 市 南 礼 士 路 62 号100045, 电 话: ( 010 ) 88043008, E-mail: shuweinong2@ vip. sina. com 航站楼具有柱网较大、 高大空间较多、 屋顶造型 较复杂, 跨度较大、 建筑使用功能要求较高、 需要适 应灵活多变的建筑要求等特点。本文结合实际工 程, 介绍钢结构在机场航站楼工程中的应用情况。 1航站楼工程钢结构的特点 1. 1规模大 航站楼一般规模宏大, 属于超大型工程。 北京首都国际机场 T3 航站楼由 T3A, T3B, T3C 和交通中心 GTC 组成, 建筑面积约 120 万 m2, 如图 1 所示。 图 1北京首都国际机场 T3 航站楼 Fig. 1Beijing Capital International Airport Terminal 3 昆明新机场航站楼南北长约 850m, 东西宽约 1 120m, 总建筑面积约 54. 83 万 m2, 如图 2 所示。 图 2昆明新机场航站楼 Fig. 2Kunming New Airport Terminal Building 深圳宝安国际机场 T3 航站楼南北长1 128m, 东西宽 640m, 建筑面积达 45 万 m2, 如图 3 所示。 1. 2结构找形 1. 2. 1首都国际机场航站楼 T3A 屋顶成型方式 首都国际机场 T3A 屋顶网壳为双曲面形式, 通 过上弦高度放样曲线、 下弦高度放样曲线和边节点 高度放样曲线确定整个屋顶曲面。3 条放样曲线分 2011 No. 1束伟农等: 钢结构在机场航站楼工程中的应用37 图 3深圳宝安国际机场 T3 航站楼 Fig. 3Shenzhen Baoan International Airport Terminal 3 别确定屋顶沿南北对称轴的高度曲线, 这 3 条曲线 都是分段连续光滑的圆弧线。对任意沿东西方向的 横切面, 根据这 3 条南北向的放样曲线, 由 3 点圆弧 可以定出网壳结构的上、 下弦表面, 形成沿南北和东 西方向均为变厚度的网壳结构, 如图 4 所示。 图 4 T3A 网壳成型方法 Fig. 4Forming method of T3A latticed shell 1. 2. 2首都国际机场航站楼 GTC 屋顶成型方式 GTC 屋顶成型比较复杂, 通过弧线的简单旋转 形成屋顶的双曲面, 外表皮南北方向轴线是半径为 807. 71m 的圆弧, 东西方向轴线是半径为 91. 95m 的圆弧, 曲面由南北向轴线绕此圆弧段的圆心旋转 而成, 内表皮也按照类似办法成型。根据内外表皮 曲面, 拱由 2 个非同心圆的圆弧相夹形成, 按照二次 曲线变化的拱立面如图 5 所示。 图 5 GTC 屋顶钢结构成型示意 Fig. 5Steel structure forming of GTC roof 1. 2. 3昆明新机场航站楼 屋顶曲面由直线和圆弧线组成光滑连续的母线 沿由直线和圆弧线组成的光滑连续的路径线平移或 者旋转移动得来。核心区( A 段) 屋顶曲面的母线 和路径线如图 6 所示。 图 6核心区( A 段) 屋顶典面示意 Fig. 6Surface of roof in core region ( section A) 1. 3结构形式 目前, 屋盖结构形式主要是桁架结构和网架结 构, 屋盖的支撑结构则需根据建筑使用功能和建筑 造型要求来确定。 1. 3. 1首都国际机场 T3A 航站楼 T3A 屋顶采用变厚度双曲面三角锥网壳结构, 其中大部分为抽空三角锥形网壳, 指廊和主体的翼 部为局部抽空三角锥网壳。为配合周边幕墙的布 置, 在屋顶网壳的边界设置空间桁架, 同时也对网壳 结构起到加强作用。网壳结构为下弦支撑, 支撑在 由楼面挑出或周边向外倾斜的柱顶。支撑柱的柱网 为边长 41. 6m 的正三角形。另外在航站楼最南端 的入口处为 55m 的大悬挑网壳结构, 屋顶支撑结构 采用锥形钢管柱。 1. 3. 2昆明新机场航站楼 采用变厚度双曲面网架结构, 网架上、 下表面均 为空间曲面。采用正放四角锥网架形式, 大部分网 格尺寸为 4. 0m × 4. 0m, 局部区域网格尺寸为 6. 0m × 4. 0m, 在边界部位为不规则网格。在南侧中部悬 挑根部, 网架结构高度
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钢结构 机场 航站 工程 中的 应用
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