广州新白云机场航站楼钢结构设计

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广州新白云国际机场航站楼结构设计

广州新白云国际机场航站楼结构设计

大跨空间结构作业广州新白云国际机场航站楼屋盖结构设计分析姓名:李兴盛学号:04S033111哈尔滨工业大学2004.6.30一.工程概况主航站楼平面由两片75m×289m圆弧形带成纵轴对称布置而成,屋面外形为双向弯曲弧形,整个屋面以水平及竖向二根中心 75.9m,桁架矢高为5m ,顶面宽度在内侧为6.25m,在外侧为3.8m,下弦曲率半径570.75m,柱距18m。

内侧与膜支承桁架相接,外侧为悬臂构。

东西连接楼平面投影尺寸为64m×462m的圆弧形带,柱距18m。

屋面压形钢板和张拉膜支撑在弯曲落地式主桁架上。

指廊共四条,东一和西一指廊平面尺寸为39m×360m,东二和西二指廊平面投影尺寸为39m× 252m,柱距12m。

主航站楼东西两端各有两条高架连廊连接主航站楼和连接楼。

二.结构分析(一)结构体系主楼长325M,宽235M,其中平面又二片反向的圆弧形带组成。

主楼南北两侧钢无该的支承构件是一排由3Φ273×16圆钢管组成的三角形变截面人字形组合柱,人字形柱的两端铰接,使柱的受力最小,以期取得修长轻巧的建筑效果。

人字形柱的柱顶高度从东西二端的14.7M升高到中间的35.7M,由里向外倾斜。

主楼的内部设置了二排巨形变截面混凝土箱形柱,由于主楼脊骨结构(spine structure)的两侧是刚度及约束都较小的人字形铰接柱,在脊骨结构的内部设计刚度较大的抗侧力柱是必要的。

巨形柱的柱距为18M,在基础处的截面为25 00MM×4500MM,刚接于基础,承受全部水平力。

主楼的屋盖为近似的几何球形,巨形柱的柱顶高度又东西二端的21M上升到中间的41.9M。

主楼采用三角形钢管桁架结构,跨度为76.9M,桁架高度为5M,两端铰接支承在人字形柱及混凝土巨形柱上,主桁架在人字形柱以外的南北方向悬挑7~23M。

主桁架两上弦杆的间距从人字形柱处的 3.8M 变化到巨形柱处的5.25M,弦杆为508×16~25MM,腹杆为Φ245×7.1~12MM。

钢结构安装

钢结构安装

专家论证会
1、施工总体部署

根据本工程的特点,采用高空定点拼装、 对称累计旋转滑移施工工艺;先主后次吊 装、液压卸载的方法,即构件散件进场, 地面拼装为吊装单元,在定点高空拼装位 置对称吊装,待滑移单元组对、焊接完成 后沿逆时针方向旋转滑移22.5°。次结构在 每个主结构单元安装后滑移前安装,临时 固定,待整体卸载完成后次结构最终焊接, 而后再进行马道、膜结构及声学吊挂杆件 等的安装。
专家论证会
滑移轨道以钢屋盖平面中心为圆心,需铺 设3组共4条轨道:外环滑移轨道共1组2条, 轨道半径分别为R1=74.5m和R2=70.5m;内 环滑移轨道共2条,轨道半径分别为R3=41m、 R4=25m 。滑移轨道下面及定点拼装位置共 设置55个高空支撑胎架。 选择240轴线~260轴线间和80~100轴线间 区域作为高空定点拼装场地,在体育馆2轴 线外侧的M线附近对称布置两台200t履带吊, 负责外环钢结构的高空定点拼装;同时在 体育馆内部布置两台80吨汽车吊负责内环钢 结构的高空拼接。
连接耳板 液压爬行器 连接销轴
导向挡块
外环钢滑靴
滑移轨道
首先对外环1A轴两侧滑移支撑上16个支撑点进行荷载转移,使结构荷 载转移到支座砼结构上。 然后,内环滑道及中心圆顶共33个卸载点同 时分级卸载。 1.外环支座卸载 下部球铰支座安装就位后,进行支座与砼基础之间的二次灌浆,待灌 浆砼强度达到要求后,拆除滑移临时支撑,使结构落位在砼结构上, 完成卸载。 2.外环卸载后,中心及内环同步分级卸载,工分6步。首先将顶升 5mm,拆除滑移轨道,然后按卸载步骤分级同步卸载
40mm
40mm
液压滑移实例---五棵松篮球馆
五棵松蓝球馆滑移概述: 1. 由于滑移过程缓慢,可以采用静力分析。 2. 通过计算,认为滑移过程中变形过大,因此增加中间滑道; 3. 采用三滑道六轨道,对滑移过程中的同步性要求较高; 4. 由于桁架下弦标高不一致,因此采用树状支撑进行调平。 5. 爬行器的推力作用于树状支撑底部,因此将前后 支撑连接起来,以保证滑移过程中的平稳性。 分析要点: 1. 爬行器的荷载作用为主动荷载,可以考虑采用杆件的初始应变进行 模拟;当然最好开发一种新单元模拟。 2. 对远离爬行器的位臵施加水平约束。 滑移安装方法的特点: 1. 滑移过程可以通过爬行器推动,也可以通过油缸和钢铰线牵引实现。 2. 滑移安装时要求的作用面较少,较为稳妥,但难以铺开作业; 3. 由于轨道面一般不为结构面,滑移就位后还要进行卸载。

广州新白云国际机场的设计策划与管理

广州新白云国际机场的设计策划与管理

广州新白云国际机场的设计策划与管理2004年8月4日傍晚,广州。

广州白云国际机场周围聚集着观看飞机起降的市民。

至当日零点,广州白云国际机场将结束其70年的光荣历史,搬迁新的机场。

1、工程概况广州新白云国际机场位于广州市北部,白云区人和镇和花都区新华镇交界处,距广州市中心--海珠广场直线距离约28公里。

作为中国三大枢纽机场之一,新白云机场不仅为广州的经济发展注入了新的活力,也成为展示广州现代化大城市形象的重要窗口之一。

机场管理将争取在一至两年内与国际接轨,真正跻身为国际“一流”机场。

广州新白云国际机场作为国家三大枢纽机场之一,总投资达196亿元人民币,第一期工程规模按年旅客吞吐量2700万人次,年货运吞吐量110万吨控制,2010年为设计年限。

作为我国跨世纪的重点建设项目,在我国民用机场布局中占有有重要地位,是国内规模最大、功能最先进、现代化程度最高的国际机场,同时也是我国第一个按中枢机场理念设计、建设和运营的航空港。

一、工程设计策划的方法与实践机场是一个复杂的空中及地面交通运输立体综合体,场内设施功能复杂、部门繁多,许多不同的工程设计、咨询单位将同时为机场服务。

为了保证机场按时、按要求建成通航,确保机场整体规划设计的协调一致,最终能形成一个整体形象完整、功能分区合理、功能设施齐全、人物流程通畅、环境气氛幽雅的21世纪国际航空枢纽,在设计策划中需要建立一些大家共同遵守的设计原则。

1.统一规划、一次征地、分期建设机场建设项目繁多,分别隶属于不同的行政单位。

总平面规划从全局出发,统筹安排各种设施的规模和布局,促进机场的均衡协调发展。

随着航空运输需求的增长,机场需要不断扩建、持续发展。

总平面规划中根据航空业务量预测,合理确定机场分期建设的适当时机,妥善安排各种设施的扩建规模和先后顺序。

规划布局尽量使近期建设相对集中,远期发展成片预留,这样既节约了建设和运行费用,又可以减少未来扩建对机场运行的干扰。

2.采用大手笔、组织大交通、营造大环境机场形态的演化是—个长期的动态过程,规划是引导这一过程合理、有序发展的手段。

航站楼装饰吊顶工程施工要点分析

航站楼装饰吊顶工程施工要点分析

航站楼装饰吊顶工程施工要点分析摘要:本文主要以广州白云国际机场扩建工程二号航站楼为例分析航站楼装饰吊顶工程施工要点,以供同类工程参考与借鉴。

关键词:航站楼;装饰吊顶工程;施工要点1工程概况广州白云国际机场扩建工程二号航站楼位于广东省广州市白云机场2号航站,项目总建筑面积63万平方米,建筑高度44.675m。

本方案施工区域为装修二标段(航站楼东连接楼及东五东六指廊楼)。

本项目指廊及连接楼大吊顶工程量大,铝合金板总面积约37100平米,空间造型新颖,指廊区域吊顶标高变化多,吊顶整体呈不规则曲面构造。

屋顶为球形网架钢结构,大面积跨距为3m,。

根据装饰设计,主要区域装饰为300 mm宽铝合金条形板,中间部分为50*250垂片。

整个吊顶最高处高度为27m,最低点高度为7m。

转换层100mm×50mmC型钢主龙骨,100mm×50mmC型钢付龙骨,龙骨板块约为3000mm×1000mm,吊顶单块主要规格为4000mm×300mm。

转换层龙骨及铝板分单元在地面组装完成后用吊运到下弦杆下沿安装。

2施工要点2.1测量放线大网架的天花施工采用全站仪准备测量每个球点的位置点,将测出的三维坐标点记录入三维模型中。

然后根据坐标点对网架天花的转换层及铝板天花层进行建模,由建模的数据导出每个构件的加工单,进行工厂加工。

加工完成后的构件根据测量和模型的尺寸进行现场安装及调整。

采用三维建模的方法进行测量下单,对降低物料的损耗及提高安装的精度,保证安装的质量提供了保障。

(1)全站仪三维坐标测量与放样a)全站仪是集测角、测距、记录、计算等功能为一体的全站型电子速测仪,不仅可以克服施工干扰给测量工作带来的困难,还可以提高放样的精度,更重要的是减轻测量人员的劳动强度,提高工作效率,从而满足快速施工放样的要求。

b)原理与精度如图1所示,0为测站点,P为放样点。

全站仪安置在0点,在P点安置反射镜,仪器测定P点相对测站点的斜距D、天顶距Z和水平方向值α。

网架结构大板块幕墙施工吊篮支架系统施工中的应用

网架结构大板块幕墙施工吊篮支架系统施工中的应用

网架结构大板块幕墙施工吊篮支架系统施工中的应用摘要:我司施工的广州新白云机场二号航站楼幕墙工程(2标段),该玻璃幕墙系统横梁为9米到12米的大跨度多腔异型铝合金型材,幕墙玻璃为3000mmX2250mm(高)大尺寸钢化夹胶中空玻璃,最大玻璃540kg重,同时此项目的土建结构为网架结构,幕墙支撑结构为水平钢梁,无法直接安装吊篮标准载重支架和配重块,常规吊篮载重支架在特殊大跨度网架钢结构屋面的情况下无法满足安全、运输等吊装。

为此我司在项目实施过程中通过研究和实践,创新的采用了“网架结构大板块幕墙施工吊篮支架系统”,利用n型固定装置与悬挑吊臂组成支架系统,附着安装在钢横梁上,而后直接将吊篮动力系统钢丝绳的主、附绳固定在支架吊点上,用轧扣锁紧,结构简单、可靠,支架系统与吊篮相结合来实现大跨度铝钢横梁、板块的安装。

解决了在特殊网架钢结构屋面进行大跨度玻璃幕墙施工的情况下,常规吊篮载重支架无法满足安全、运输等吊装的技术问题。

目前该吊篮支架系统已全面在我司大型项目上进行推广和应用,并已获得中华人民共和国国家知识产权局实用新型专利(专利号:ZL201820078698.2)。

在此基础上,本文以我亲身参与的广州新白云机场二号航站楼幕墙工程(2标段)项目为背景,将“吊篮支架系统”从项目复杂多样的系统结构中剥离出来,作为独立视点,进行阐述。

关键词:网架结构;大板块幕墙;支架系统;幕墙施工;吊篮1 工程概况广州白云国际机场扩建工程二号航站楼为大型枢纽机场公共交通建筑,由主楼、北指廊、东西四条指廊及连接廊组成,地上三层结构局部四层。

建设以能满足2020年旅客吞吐量4500万人次的使用需求为目标。

总建筑面积约63万m2主航站楼平面外轮廓尺寸643m*295m,建筑高度约46m。

指廊建筑高度约27m。

二标段施工范围包括二号航站楼东五东六指廊及相关连接楼(含固定端),玻璃幕墙面积约为50000m2、铝板幕墙面积约为40000平方米,幕墙总面积约90000m2。

广州新白云国际机场航站楼结构设计

广州新白云国际机场航站楼结构设计

广州新白云国际机场航站楼结构设计李桢章伍国华(广东省建筑设计研究院,广州510010)摘要本文介绍了广州新白云国际机场航站楼的结构设计.航站楼的基础采用嵌岩桩,楼盖为预应里混凝土结构,屋盖为相贯焊接空心管桁架结构.广州新白云国际机场航站楼是中国目前在岩溶地区兴建的规模最大的公共民用建筑,也是中国目前规模最大的相贯焊接空心管结构工程,其中16米~37米搞的三角形变截面人字形柱、12米及14米跨度的屋面箱形压型钢板是首次在中国应用。

关键词岩溶地区预应力混凝土相贯焊缝钢管桁架人字形柱压型钢板一、总述广州新白云国际机场是国家重点工程,首期建设规模为年旅客吞吐量2500万人次,航站楼首期工程的建筑面积约35万M2。

场区的基本风压为0.45KN/M2,基本设防烈度为6度,抗震措施设防烈度为7度。

航站楼建设方案及初步设计由美国PARSONS公司和URS Greiner公司设计,施工图设计又广东省建筑设计研究院完成.航站楼建筑群由伸缩缝自然分成四部分:主楼、东西共两栋连接楼、东西共四条指廊、东西共四条高架连廊,航站楼总平面图见图1。

二、基础工程概况1、基础工程概况广州新白云国际机场位于广州市白云去人和镇与花都区花东镇之间,距广州市中心海珠广场的直线距离为28 千米,地处珠江三角洲北部,为亚热带复盖型岩溶地区,水文地质条件极为复杂。

混凝土楼盖的柱网为18M× 18M,主楼钢桁架的跨度为76.9m,单柱的最大轴力约25000KN。

在设计阶段完成了1052个地质勘察钻探孔,在施工阶段完成了3146个超前钻探孔及施工检验孔根据地质资料揭示自上而下的土(岩)层为:(1)松散杂填土、耕土;(2)可塑粉质粘土;(3)松散粗沙;(4)可塑――软塑粉质粘土;(5)松散砾砂;(6)软塑――流塑粉质粘土;(7)灰岩。

约有1/4的钻孔发现有土洞、溶洞或溶沟、溶槽越深,软土堆积约厚。

场区内最高的土洞高29米,最高的溶洞高22米,基岩的埋深为15~60米,大部分基岩的埋深为25~35米,基岩为微风化石灰岩,岩石单轴饱和和抗压强度为26~178Mpa。

广州新白云国际机场航站楼钢结构工程先进施工技术的应用

广州新白云国际机场航站楼钢结构工程先进施工技术的应用

加 工 制 作 单 位 对 跨 度 1 m的 压 型 钢 板 做 了 3组 共 9个 4
试件 的荷载破坏试验 ,跨 度 1m的压型钢板做 了 2组共 6 2 个 试件 的荷载破坏试验 。试验研 究总结出了这种压型钢板的破 坏规律 ,解决了组合箱形截 面承 载能力 ( 刚度、弹性 模量、
截面 抵 抗 矩 、稳 定 性) 的确 定 问题 。 对 组 合箱 形压 型钢 板 的 连接 设 计 ( 向、侧 向、支 座 处) 竖 以及 厚 钢 板 的 轧制 技 术 、 开 洞处 的 防 腐处 理 作 了研 究 ,设 计 、施 工 单 位解 决 了压 型 钢板
图 1 广州新白云机场航站楼钢结构总体乌嫩图
用厚板焊接的 H型钢柱上。高架连廊 的高度高 ,跨 度大,宽 度窄 ,对抗力 水平非常不利。
主楼地 上三层 ,地下局部二 层,内部设置 了二 排 巨形 截面混凝土箱形柱,由于主楼脊骨结构的两侧是刚度及约束 都较小的人字形铰接柱 ,因此在脊骨结构的内部设置 了刚度 较大的钢筋混凝土抗侧力柱。主桁架两上弦杆 的间距从人字
变形 。并容易引起在焊接过中母材产生层状撒裂 。为保证厚
钢 板 焊 接 的 成 功 ,我 们和 制 作 单 位 共 同研 究 新 的 焊接 工 艺 ,
在安装中产生的难题 ,确保了屋面板的安装质量 ,积累了宝 贵的施工经验 。这种大跨度的屋面组合箱形压型钢板 已达成 熟应用阶段,其设计及应用已达到国内领先水平。
形 柱 处 的 3 8 变 化 到 巨 形 柱 处 的 5 2m 弦 杆 为 直 径 .m .5 ,
2 先 进技 术的试验 和研 究
新机场航站楼钢 结构为 中国 目前 规模最大 的变截面空 心管结构工程——该工程全 部采用 了相贯焊接的圆管及方管 圆弧形钢 桁架结构 ,屋 面采用组合箱形压型钢板 ,钢 管桁架 结构节点复杂 。大跨度屋面箱形压型钢板、变截面三角形人

机场航站楼扩建土建工程施工组织设计

机场航站楼扩建土建工程施工组织设计

机场航站楼扩建土建工程施工组织设计目录第一章土建工程概况............................................... 2-7附录一土建主要工程实物量 ............................................................................ 2-8 第二章土建施工组织及施工部署 ..................................... 2-92.1土建施工组织体系 ............................................ 2-92.2土建工程施工进度计划 ....................................... 2-10土建工程施工进度计划图 .................................................................................. 2-102.3施工分段及施工顺序 ......................................... 2-112.3.1.施工分段 ..................................................................................................... 2-112.3.2施工顺序 ...................................................................................................... 2-122.4劳动力和周转工具计划 ....................................... 2-132.5施工机械的选择............................................. 2-142.5.1垂直运输机械 .............................................................................................. 2-142.5.2混凝土拌制与输送机械 .............................................................................. 2-142.5.3土方机械选择 .............................................................................................. 2-14 第三章施工准备.................................................. 2-153.1现场临时机电设施 ........................................... 2-153.1.1.管理方案 ..................................................................................................... 2-153.1.2临时供电 ...................................................................................................... 2-173.1.3现场临时用水 .............................................................................................. 2-213.3技术准备................................................... 2-233.4临时设施................................................... 2-23 第四章主要分部分项工程施工方法 .................................. 2-254.1土方工程................................................... 2-254.1.1 土方的开挖 .............................................................................................. 2-254.1.2 基坑排水 .................................................................................................. 2-254.1.3 土方的回填 .............................................................................................. 2-26 4.2卷材防水工程............................................... 2-26 4.3模板工程................................................... 2-274.3.1 支模前的准备工作 .................................................................................. 2-274.3.2 柱模支法 .................................................................................................. 2-284.3.3 墙模支法 .................................................................................................. 2-294.3.4 梁模支法 .................................................................................................. 2-324.3.5 地下室地梁模板的施工 .......................................................................... 2-324.3.6 模板的拆除 .............................................................................................. 2-334.3.7 施工缝处理 ............................................................................................ 2-344.3.8 模板施工注意事项 ................................................................................ 2-34 4.4钢筋工程................................................... 2-354.4.1 原材料要求 .............................................................................................. 2-354.4.2 钢筋的储存 .............................................................................................. 2-354.4.3 钢筋的接长 .............................................................................................. 2-354.4.4 钢筋的下料绑扎 ...................................................................................... 2-364.4.5 钢筋工程施工工序 .................................................................................. 2-374.4.6 钢筋验收 ................................................................................................ 2-38 4.5砼工程..................................................... 2-394.5.1 原材料的要求 .......................................................................................... 2-394.5.2 砼浇筑前的准备工作 .............................................................................. 2-394.5.3 泵管铺设 .................................................................................................. 2-404.5.4 砼工程的施工 .......................................................................................... 2-404.5.5 砼的养护 .................................................................................................. 2-434.5.6 试块留置原则 .......................................................................................... 2-43 4.6底板大体积砼工程施工........................................ 2-434.6.1 砼拌制和原材料要求 ................................................................................ 2-444.6.2 砼浇筑顺序和方法 .................................................................................... 2-454.6.3砼运送和现场输送 ...................................................................................... 2-464.6.4 砼振捣 ........................................................................................................ 2-474.6.5底板大体积砼的温差控制 .......................................................................... 2-484.6.6底板砼的封闭养护 ...................................................................................... 2-52 4.7地下室墙板的施工 ........................................... 2-53 4.8预应力施工技术方案 ......................................... 2-554.8.1工程概况 ...................................................................................................... 2-554.8.2方案编制依据 .............................................................................................. 2-554.8.3施工准备 ...................................................................................................... 2-564.8.4预应力施工方法 .......................................................................................... 2-574.8.5张拉应力实验 .............................................................................................. 2-644.8.6技术保证措施 .............................................................................................. 2-64 4.9砌筑工程................................................... 2-664.9.1 砌筑技术措施 .......................................................................................... 2-664.9.2 施工要点 .................................................................................................. 2-66 4.10脚手架工程................................................ 2-674.10.1 搭设方法 ................................................................................................ 2-674.10.2 搭设注意事项 ........................................................................................ 2-67 4.11施工测量.................................................. 2-684.11.1 平面控制网的布设 ................................................................................ 2-684.11.2 高程测量 ................................................................................................ 2-694.11.3 误差要求 ................................................................................................ 2-694.11.4 使用仪器 ................................................................................................ 2-69 4.12粗装修工程................................................. 2-704.12.1 抹灰工程 ................................................................................................ 2-704.12.2 室内地砖、瓷砖镶贴工程 .................................................................... 2-714.12.3 木门制安工程 ........................................................................................ 2-724.12.4 涂层施工 ................................................................................................ 2-73 第五章施工技术组织措施.......................................... 2-745.1质量保证措施............................................... 2-745.1.1质量总目标“创鲁班” .............................................................................. 2-745.1.2质量管理方针 .............................................................................................. 2-745.1.3质量控制体系 .............................................................................................. 2-745.1.4质量保证体系 .............................................................................................. 2-755.1.5工程施工依据 .............................................................................................. 2-755.1.6质量评定标准 .............................................................................................. 2-755.1.7保证工程质量主要措施 .............................................................................. 2-755.1.8项目质量保证计划编写大纲 ...................................................................... 2-77附录二沈阳桃仙国际机场航站楼土建工程质量保证体系图 ...................... 2-79 附录三沈阳桃仙国际机场航站楼土建工程质量控制要点一览表 .............. 2-80 附录四沈阳桃仙国际机场航站楼土建工程分部分项工程质量创优计划表 2-835.2工期保证措施............................................... 2-855.2.1合理的施工方案 .......................................................................................... 2-855.2.2严格的管理与控制 ...................................................................................... 2-855.3施工安全技术措施 ........................................... 2-86附录五沈阳桃仙国际机场航站楼扩建工程安全施工保证体系图 ............ 2-885.4冬雨季施工措施............................................. 2-895.4.1冬季施工措施 .............................................................................................. 2-895.4.2雨季施工措施。

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广州新白云国际机场航站楼钢结构设计1、钢结构工程概况主楼长325M,宽235M,其中平面又二片反向的圆弧形带组成,见图9。

主楼南北两侧钢无该的支承构件是一排由3Φ273×16圆钢管组成的三角形变截面人字形组合柱,人字形柱的两端铰接,使柱的受力最小,以期取得修长轻巧的建筑效果。

人字形柱的柱顶高度从东西二端的14.7M升高到中间的35.7M,由里向外倾斜。

主楼的内部设置了二排巨形变截面混凝土箱形柱,由于主楼脊骨结构(spine structure)的两侧是刚度及约束都较小的人字形铰接柱,在脊骨结构的内部设计刚度较大的抗侧力柱是必要的。

巨形柱的柱距为18M,在基础处的截面为25 00MM×4500MM,刚接于基础,承受全部水平力。

主楼的屋盖为近似的几何球形,巨形柱的柱顶高度又东西二端的 21M上升到中间的41.9M。

主楼采用三角形钢管桁架结构,跨度为76.9M,桁架高度为5M,两端铰接支承在人字形柱及混凝土巨形柱上,主桁架在人字形柱以外的南北方向悬挑7~23M。

主桁架两上弦杆的间距从人字形柱处的 3.8M变化到巨形柱处的5.25M,弦杆为508×16~25MM,腹杆为Φ245×7.1~12MM。

腹杆在下弦杆交汇点的间距为6.35M。

主桁架之间的屋面结构是14M跨度的箱形压型钢板,主楼屋盖共设置了二道伸缩缝,伸缩缝采用悬挑结构,这时箱形屋面压型钢板悬挑7M,这种箱形压型钢板除了作为结构板外还兼作屋盖支撑,整个屋面简洁美观。

为了增加建筑外观的造型变化以及满足采光要求,主桁架在巨形柱处上升为一个拱型桁架采光带,采光带的宽度由中间的20M变化到东西二端约50M,采光带是玻璃纤维张拉膜结构。

主楼的屋盖透视图见图10。

连接楼分为东西连接楼,每翼连接楼的平面为450×62M,地上三层,用三道伸缩缝将混凝土楼盖分为四段,用二到伸缩缝将屋面分为三段。

连接楼的柱距为18M,典型的钢桁架见图11。

三角形圆管桁架的弦杆为3 Φ245×12~16MM,腹杆为Φ127×6~12MM,桁架的高度2.8M,上弦杆的间距为3M。

主桁架一端落地,另一端支承在由3Φ168×12.5MM的钢管组成的变截面人字形组合柱上,与主楼人字形柱子不同的是,连接楼的人字形柱是从外向里倾斜的。

主桁架在跨中位置支承于1M直径的钢筋混凝土圆柱上,从落地端到混凝土柱的跨度约25M,从混凝土柱到人字形柱的跨度约30M,再悬挑约7M。

连接楼的屋面是有檩体系。

屋面板是层压型钢板,部分屋面为玻璃纤维张拉膜。

整个屋面沿纵向设置了5道次桁架,次桁架即支承檩条也是屋盖的支撑,在屋盖伸缩缝处设有X形的支撑。

东一西一指廊的平面为360mX38.8m,东二及西二指廊的平面为252mX38.8m。

指廊为三层建筑,柱距为 12m。

混凝土楼盖的伸缩缝间距为96m。

钢屋盖的伸缩缝间距为126m。

与主楼相同,屋盖伸缩缝采用悬挑结构,在伸缩处悬挑6m指廊屋盖钢桁架采用方钢管平面桁架,主桁架跨度24m,支承于钢筋混凝土柱子上,两端各悬挑7.4m。

混凝土柱的高度为23.6~12.6m。

主桁架高2.2m,弦杆为口250X12~16mm,腹杆为口160~180 X6~8mm,屋面为1.6mm及2.0mm 厚和箱形压型钢板。

指廊屋盖在混凝土柱顶设有2道纵向支撑。

东西高架连廊为二层钢结构,连接主航站楼和连接楼。

高架连廊的宽度为13~16m,跨度为54m,两端带有4.5m~7.0m的悬挑,屋面标高为20~40m,屋面为玻璃纤维张拉膜,楼盖为型钢梁及压型钢板――混凝土纵使组合楼板。

高架连廊为口400mm及口500mm的方管钢桁架,支承于1078X461X70X125mm的焊接H型钢柱上。

高架连廊的高度高,跨度大,宽度窄,对抗水平力非常不利,在航站楼的四建筑物的单位用钢量中,高架连廊的用钢量最大。

高架连廊典型桁架见图12。

2、屋盖的结构分析与荷载大跨度的屋盖自重较轻,本工程为6度设防,结构分析中不考虑地震作用,屋盖的最主要荷载是风荷载。

风荷载按中国规范取值,最大风压的重现期取100年。

主桁架的计算考虑风振系数,风振系数由水平风力和竖向风力作用下结构动力计算得到。

屋面板的计算考虑正风压的峰值及负风压,风压的峰值及风荷载的内压力、内吸力由风洞试验确定。

根据风洞试验结果,中央高四角低的近似几何球形屋面对于抗风较为有利,主楼的四角有长达23m 的悬挑,悬挑部分的负风压是主桁架的控制荷载之一,近似的球形屋面使四个角的负风压最小。

结构的整体计算采用美国结构分析与设计程序STAAD,并用同济大学空间钢结构计算程序3D3S及美国 MARC公司大型通用有限元程序Marc进行验算比较,节点有限元分析及人字形柱的有限元分析采用ANSYS程序。

空间计算模型由Autocad三维模型线框图转换而成。

桁架弦杆、腹杆采用柱单元(考虑轴向、弯曲、剪切和扭转变形),宽翼缘工字钢及角钢采用梁单元(只考虑弯曲和剪切变形),屋面板及人字形柱上钢板采用薄壳单元(只考虑拉伸和剪切变形)。

承载能力的验算满足中国规范及美国规范的要求。

3. 节点设计广州新白云国际机场航站楼的钢管桁架节点形式很多,主楼和连接楼主要是圆管节点,指廊和高架连廊是方管节点,节点分为支座节点及相贯连接节点。

节点的设计及承载力计算主要参考了J.A.Packer、 J.E.Henderson、J.J.Cao(曹俊杰)著《空心管结构连接设计指南》(科学出版社,1997,北京)中所提供的空心管焊接接头方法及计算公式。

相贯连接节点的失效模式有:(1)弦杆表面塑性失效;杆表面冲剪失效;(3)受拉腹杆拉伸破坏;(4)受压腹杆局部屈曲;(5)弦杆在间隙处剪切破坏;(6)在受压腹杆作用下弦杆侧壁局部屈曲;(7)受拉腹杆背面弦杆表面局部屈曲。

承载力的计算应该保证节点不出现上述各种失效模式。

本工程相贯节点主要的构造措施是圆管采用间隙接头,方管采用搭接接头。

采用间隙接头的优点是腹杆与弦杆有全周焊缝,节点的抗剪承载力高;缺点是节点有偏心弯距,降低了弦杆的轴向承载力。

由于圆管为马鞍型坡口,圆管节点需整体安装焊接,如果腹杆搭接,被搭接腹杆相接于弦杆的趾部为隐藏区不能焊接,因此圆管节点应避免全搭接接头,圆管节点也应尽量避免采用KT节点或有较多杆件交于一点的节点。

方管及矩形管为直线坡口,其搭接接头可先焊接一次相贯的全周焊缝,再安装焊接二次相贯的焊缝,这样的搭接接头刚并大,承载力高。

当然,方管及矩形管也可以采用间隙接头,这时施工较为简单。

本工程贺管腹杆在弦杆的交汇处设计有离开弦杆中心线50~70mm的正偏心和沿弦杆方向30mm的偏心,避免了双K节点的腹杆搭接。

高架连廊及指廊的方管KT节点腹杆有部分搭接,施工时先焊接受力较大的斜腹杆,斜腹杆与弦杆相交处为全周焊缝,然后再焊接受力较小的直腹杆,直腹杆焊在弦杆及斜腹杆上。

间隙接头及搭接接头大样见图13。

主楼及连接楼下弦杆两端支座处,部位重要,相交的杆件多,受力大,设置了1m长的实心钢棒。

另外,有个别的空心管接头节点承载力不足,我们分别采用了:(1)在弦杆外焊加强板,施工简单,可用于受拉或受压弦杆,但影响外观;(2)在弦杆内加穿心板,施工复杂,不影响外观,可用于受拉或受压弦杆;(30用混凝土填充节点,施工复杂,不影响外观,可用于受压较大的弦杆。

4、人字形柱的应用与试验人字形柱是由3根圆钢管组砀三角形变截面格构式组合柱。

柱的两端钢管相贯连接,在柱的中部3根钢管换汤不换药成三角形格构式柱,其三角形纵使截面设计成沿长度线性变化,各柱的变化斜率相同,柱的外形呈两头小中间大的榄核形,3根圆钢管由厚度30mm的钢缀板连接。

人字形柱的精确计算很困难,柱的两端钢管截面相贯,截面削弱大,人字形柱是倾斜设置的,自重造成的初始偏心自然存在,人字形柱的长细比一般比较大,加上制作误差等因素,初始偏心对长柱的影响较大。

我们请清华大学结构工程研究所对主楼19m、23m、 29m 三根人字形柱用弹塑性大挠度有限元法Ansys程序分别按无初始偏心及按L/500初始偏心进行计算,并进行足尺模型破坏试验,其结果如下:5、273X16mm人字形柱极限承载力柱长(m)柱中截面处管中距(mm)荷载设计值(KN)不考虑初始偏心的极限承载力计算值(KN)考虑L/500初始偏心极限承载力计算值(KN)足尺试验的极限承载力(KN)足尺试验时制作误差试验与L/500初始偏心计算值的差值29.465 1135 1344 5290 3740 3820 L/1000 2.14%22.922 830 1984 5940 5070 5300 L/1000 4.54%18.985 654 2979 6520 6400 6300 L/190 1.56%初步结论是:(1)初始偏心对短柱的影响小,对长柱的影响大,柱的承载力由整体稳定性控制;(2)不同长度的柱,其破坏形式相似,破坏点约在离两端0.3L处。

柱子两端相贯截面削弱不起控制作用,超过弹性极限后,截面削弱加速承受柱荷载――位移曲线的非线性将就,最后破坏为屈折破坏;(3)按L/500初始偏心计算结果与试验结果吻合;(4)增大人字形柱的钢管中距对改善整体稳定有利,增加横隔板对改善局部稳定有利,增大钢管的外径或壁厚对改善柱子的整体稳定及局部稳定有利;(5)可以考虑根据荷载――位移曲线,取柱的弹性极限承载力为柱承载力设计值。

6、屋面箱形压型钢板的应用与试验钢板为Q235C镀锌钢板,按跨度及风荷载的变化分为1.2mm、1.5mm、1.6mm 1.9mm.、2.0mm 五种。

这种箱形压型钢板是冷弯薄壁结构,首次在我国制造及应用。

压型钢板分上下两种轧制成型,再焊成箱形,在箱形空腔内加保温吸音材料,亦可按需要在空腔内加型钢。

压型钢板的下表面按声学要求开孔,孔径3mm。

开孔率约8%,孔壁复涂冷镀锌防腐。

这种压型钢板集结构承重、屋盖支撑、建筑吸音、吊顶装饰等功能于一身,外观简洁美观,是目前跨度最大的屋面压型钢板。

跨度14m的压型钢板在同济大学做了3组共9个试件的荷载破坏试验,跨度12m 的压型钢板在天津大学做了2组共6个试件的荷载破坏试验,试验结果台下:组合压型钢板荷载试验跨度(m)板厚(mm)换算极限均布荷载(KN/m2)挠度为L/200时换算极限均布荷载(KN/m2)14 1.2 2.64 1.5914 1.55 3.55 1.7514 1.79 5.07 2.2712 1.60 5.08 3.5612 2.0 6.73 4.00结论为:(1)组合压型钢板的破坏形式为跨中上翼缘受压换稳破坏,破坏前刚度呈线性减小,变形增大,破坏时腹板两侧鼓出,最后换稳破坏。

(2)箱形压型钢板的承载力及刚度均超过设计要求,是一种承载力高、刚度大的屋面大跨度结构。

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