工程资讯新郑国际机场T2航站楼结构设
(a)建筑效果图
(b)室内效果图
图1T2航站楼建筑效果图及室内效果图
图2T2航站楼结构剖面
图3T2航站楼主楼屋面钢结构布置
四叉钢斜撑的支座为下部混凝土结构的框架柱,四叉钢斜撑的最大支座间距达90m。屋面网架结构的支座间距为×,×和×,×以及×等,四叉钢斜撑为变截面圆钢管,截面尺寸为Φ(~)×42,最大长度约为32m,其柱脚和柱顶为铸钢件。
网架节点分为焊接球和螺栓球两种。屋面檩条通过檩托连接在网架节点上,檩托同网架一起完成加工和安装。为便于吊顶施工,网架下弦球节点预留吊顶连接件。网架使用的材料:直径大于或等于mm的钢管为QB,直径小于mm的钢管为QB,杆件截面尺寸范围为Φ88.5×4~Φ×16。
T2航站楼的指廊部分为3层混凝土框架结构。指廊基本柱网尺寸约为9m×9m,楼面采用井字梁结构,主梁截面尺寸为×,次梁为×。指廊屋面结构采用实腹H型钢梁结构,梁高为~mm,材质为QB,支承指廊屋盖的基本柱网尺寸为18m×40m。
2结构设计的特点和难点
(1)平面尺寸巨大,左右(南北)向的混凝土结构长度达到m,上下(东西)向混凝土结构的最远点距离为m,主楼中间最窄部分的宽度也达到了m。T2航站楼结构分缝示意图如图4所示。
图4T2航站楼结构分缝示意图
(2)地面不做现浇混凝土梁板结构。本工程主楼的很大一部分位于原平庄水库的上方,水库的最大深度约14m。同时,整个T2航站楼场地范围均需填方约2m厚,回填土处理好坏是以后能否较好地控制地面沉降的关键。
(3)基础选型的特殊性。T2航站楼的地下有城际铁路、市内地铁及城市下穿路通过,如图5所示。它们的存在既影响了结构柱位,也影响了结构的桩基选型。
图5影响T2航站楼地下基础选型的位置示意
受城铁隧道的影响,主楼建筑正中位置间距为18m的两排柱子无法直接支承在基础上,为此在其两侧各9m的位置处做桩基础进行转换,并使其形成三跨连续梁,跨度分别为9,36,9m,如图6所示。转换梁高度为mm,为防止梁身裂缝、减少竖向变形,在梁内按构造设置预应力筋。
图6城铁上方转换梁设计简图
(4)工期极短。本工程于年9月开始基础施工,年底候机楼必须投入使用。因此设计采用的技术越简单越成熟就越有利于保证工期。本工程为典型的“三边”工程,后期的局部调整和修改不可避免。综合考虑决定采用普通混凝土结构、放弃施加预应力的技术措施。
(5)支承钢屋盖的四叉钢斜撑采用了变截面锥形管,变截面计算时存在以下难点:首先是其在软件中的参数化描述,其次是其稳定承载力的分析。
3重要构件及节点的设计与分析
3.1四叉钢斜撑截面形式选择
从直观概念而言,四叉钢斜撑截面形式选为矩形(图7(a))应合理,但分析结果表明,图7(b)椭圆形组合截面能够减小板件的厚度,但由于组成截面的板件向组合截面的中心集中,组合截面的回转半径减小,对杆件的稳定承载力损失较大。另外,局部稳定对壁厚的要求较低,因此,最终选择截面形式为圆形变截面(图7(c))锥形圆管。
图7四叉钢斜撑杆件截面形式
3.2四叉钢斜撑两端节点的设计处理
四叉钢斜撑的下节点在造型上追求一种力量效果,经过几个方案的比对,最终选择了图8(a)所示的“在用力的肘关节”节点。为达到此效果,铸钢节点是不二之选。与此相对,四叉钢斜撑的顶点为图8(b)所示的铸钢节点。
图8铸钢节点
铸钢节点在1倍设计荷载下的最大vonMises应力集中在节点球位置,为.11MPa,如图9(a),(b)所示。铸钢节点在3倍设计荷载下的最大应力为.75MPa,稍超屈服强度,大部分位置应力均小于MPa,铸钢节点满足设计要求,如图9(c)所示。
图9节点vonMises应力/MPa
3.3四叉钢斜撑支承柱的设计
四叉钢斜撑处支承柱设计时采用了钢骨混凝土柱,柱底节点的力通过钢骨直接下传,同时增强了其抗剪能力和结构的延性,钢骨柱节点见图10。
图10钢骨柱节点
4部分施工现场图及建成后实景
(来源:建筑结构)
转载请注明:http://www.xinzhengzx.com/xzxw/1331.html