昆明新機(jī)場航站樓工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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北京市建筑設(shè)計(jì)研究院:束偉農(nóng)副總工程師
 
束偉農(nóng)：各位來賓、各位專家、早上好，下面由我簡單介紹一下昆明機(jī)場航站樓工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第一個介紹工程概況，這是昆明機(jī)場的一個區(qū)位圖，這是一個總規(guī)圖，是一個新機(jī)場，一個新建的機(jī)場，在一個空地上新建的一個項(xiàng)目，這是十一五的一個重大項(xiàng)目，因?yàn)榈匦伪容^復(fù)雜，因?yàn)樗窃谝粋€丘陵上來建機(jī)場的，航站樓現(xiàn)在的面積是548300平方米，還有一個停車樓90640平方米，還專門預(yù)留輕軌車站18750平方米，這次工程寬度比較寬，南北長是855.1米，東西長1131.8米，停車樓東西長330米，南北長130米，它的高度也是比較高的，達(dá)到7225米，這幾張圖看一下就行了。這是拱門情況，地上三層，局部四層，主要以三層為主。2015年機(jī)位國內(nèi)57、國際8，2020年機(jī)位國內(nèi)78、國際17，2035年機(jī)位國內(nèi)92、國際39，這里面比較特別的地方，它這一塊全部采取的是鋼做成的。這是里面往外看的情況。這是一個效果圖，這是二首層面，這是大廳。大家看一下就行了，這個大廳這個前區(qū)的彩帶一共有上彩帶和下彩帶，這個圖看的比較清楚一點(diǎn)，上面還有一個彩帶，上面彩帶從17米到37米的變化空間的兩個彩帶是中間彩帶。這是地下一層，地下二層，地下二層車庫和航站樓是連通的。地下三層也是通在一起的，這個工程地面以下看不見的地方。它的前期寬度有324米。也是一個效果圖。大家看一下。這個看的比較清楚，它這條因?yàn)槭?條彩帶，一條中間交叉的兩條，前驅(qū)有四條彩帶，后面有三條彩帶，因?yàn)檫@個面積寬度324，從這里到這里256米，這個跨度也比較特別一點(diǎn)，前面的跨度是72米，后面的跨度是60米，其他跨度是24和28米，這個工程比較大，我簡單講一下這個工程的特點(diǎn)，這個項(xiàng)目因?yàn)槭窃谝粋€新建的山地上來建這個機(jī)場，面臨很多的問題，首先是面臨地形崎嶇不平，而且有一個比較突出的地方，因?yàn)樵颇线@個地區(qū)巖溶比較發(fā)育，另外還有多條斷層從場區(qū)穿過。這張圖可以看出來，我們這里是一個斷裂帶，原來航站樓前通區(qū)我們南移了，但是最大的問題這個前驅(qū)的地方也存在一個斷層，地理?xiàng)l件比較復(fù)雜，一個顏色代表一塊情況，你可以看出這個地方是相當(dāng)復(fù)雜的，這個地理是比較復(fù)雜的。
第二個面臨嚴(yán)峻的地震形勢，小江斷裂帶比較活躍，這個地圖上我們可以看出來，我們在這個位置上，這條是汶川地震的位置就在這里，在我箭頭指的地方，可能是這個位置。因?yàn)榈卣鹜炅艘院笠尫懦鰜?，我們的機(jī)場位置在這里。因?yàn)槲覀冊谶@個位置上，這里斷裂帶大家可以看出來。這下面因?yàn)檫@個場地，我們目前的場地在這里，主要是這兩個，這是一個預(yù)測圖，這個預(yù)測圖從云南預(yù)測圖可以看出來，另外一個特點(diǎn)這個工程比較復(fù)雜，屬于超長超大，另外一個造型比較復(fù)雜。第三個房頂支撐結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@個工程從這里長1.1公里，我們肯定要增段，我們按照原則上120米左右，分成4段，因?yàn)樗娘h帶不能跨區(qū)，所以當(dāng)時(shí)就沒有分段，這個位置是300公里，這里是200公里，這里是400公里，我們講的是操控300米的。
第二個建筑造型比較復(fù)雜，一般來說都是比較復(fù)雜的。第三個是彩帶結(jié)構(gòu)，我們從正面看，從側(cè)面看，它這個體系是用腕袋結(jié)構(gòu)，因?yàn)橥蟠Y(jié)構(gòu)比較簡單，比較早，而且它的建筑是上面吊頂，這樣比較簡潔一點(diǎn)這是前期飄帶的情況，這個飄帶最復(fù)雜的是1號飄帶，和4號飄帶之前是空的，有50多米高，這里都是空的。對穩(wěn)定比較重要的問題，這是把那個飄帶拉開的情況。目前飄帶的尺度，一般來說條帶是2米寬，高度75高，然后下面的彩帶是4米到4米5，這個比較大感覺很薄片。下面是索幕墻結(jié)構(gòu)，帶來什么問題，索網(wǎng)結(jié)構(gòu)不規(guī)則，支撐索結(jié)構(gòu)的為鋼彩帶結(jié)構(gòu)，索節(jié)點(diǎn)比較復(fù)雜，這個節(jié)點(diǎn)很復(fù)雜的，這個次彩帶和主彩帶，主彩帶為主，特別是這些角度長度為3米多，從數(shù)據(jù)上是比較復(fù)雜的，對我們這個設(shè)計(jì)還是影響的。平常我們所看到的結(jié)構(gòu)，一個是在外層結(jié)構(gòu)受到一些影響對主題影響比較大，而這個工程結(jié)構(gòu)的影響飄帶影響的問題。我們當(dāng)時(shí)考慮設(shè)計(jì)原則的時(shí)候，我們首先要有一個設(shè)計(jì)原則。456的問題，主要我們需要做水平雙向多點(diǎn)輸入時(shí)程地震反應(yīng)分析。這個項(xiàng)目的重要部件進(jìn)行。
其次是軟件模型和計(jì)算模型，因?yàn)檫@個模型計(jì)算是比較復(fù)雜的，因?yàn)橄旅媸腔炷两Y(jié)構(gòu)，來做一個計(jì)算分析。房屋鋼結(jié)構(gòu)。軟件就不說了，因?yàn)檐浖粫Ｓ玫?。針對性措施，第一個是隔震，這個項(xiàng)目主要采取的是這幾點(diǎn)，因?yàn)槊娣e比較大，目前國內(nèi)最大的，總體思路簡單說一下，當(dāng)時(shí)我們這個針對的目標(biāo)，原來實(shí)際上可以調(diào)整到7度，這個目標(biāo)定到7度，當(dāng)時(shí)因?yàn)楝F(xiàn)場安置高的是8.2到8.5米之間。另外一個就是5.2，因?yàn)樽罡咭髮?shí)際上滿足5.2這個要求，根本滿足不了這個要求，所以這兩個是矛盾的，這5.5基本上匹配了。第二個是采用組合隔震理念。中心區(qū)疊層橡膠隔震支座，外圍采用鉛芯橡膠隔震的組合來提高隔震效率，同時(shí)限制隔震層的偏心率，避免隔震結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。為了解決柱軸力過大，而隔震產(chǎn)品尺寸受限制的問題，采用了在一個柱下并聯(lián)多個隔震支座的做法。另外一個問題，因?yàn)槲覀兒秸緲怯?000噸左右，因?yàn)椴豢赡茏龊艽蟮模@樣會帶來很多問題，我們避免了一個方式，我們最多用6個就是123456，這種方式來做隔震，也可以解決這個問題。但是這個是可以更換的。構(gòu)造問題，大家看一下這個關(guān)系。這個隔震層，我們現(xiàn)在用的是1米的，有651個，阻尼力每秒達(dá)到1500KN，這是它簡單的參數(shù)我就不說了。隔震墊布置示意圖，周邊是布置的情況，這是我們布置的核心，按照兩個方向來布置阻尼器。地震波的輸入方式，地震波的選擇，講一個輸入問題，輸入問題主要是目前的輸入，是單方向水平輸入。按雙向水平輸入，規(guī)范的是0.85：1，我們有三項(xiàng)輸入，我們按照三個輸入方式，1.85：0.6。這個工程通過計(jì)算可以達(dá)到的一個目標(biāo)，因?yàn)檫@個審查也通過很多次，比較特殊的地方，相對混凝土結(jié)構(gòu)比較小，主要是它整個主體的剛度，因?yàn)樾∮谝幻胧窃銎?，我們發(fā)現(xiàn)以后雖然是支撐結(jié)構(gòu)是鋼結(jié)構(gòu)，但是也可以達(dá)到一定的效果。另外一個溫度荷載和風(fēng)荷載下。隔震層的位移均很小。下面簡單介紹一下彩帶鋼構(gòu)情況，當(dāng)時(shí)考慮的情況基本上鋼珠屈服，因?yàn)閯値П容^重要，在第三水準(zhǔn)的時(shí)候，彩帶、鋼管柱、這個標(biāo)準(zhǔn)比較高的。制作構(gòu)建、制作節(jié)點(diǎn)不屈服。其他部位就是構(gòu)建不屈服。因?yàn)槲覀冇泻芏鄥^(qū)，有的區(qū)做了一個目標(biāo)，因?yàn)榍懊娴哪繕?biāo)控制完以后落后一個控制標(biāo)準(zhǔn)的問題。這個標(biāo)準(zhǔn)前面的目標(biāo)，我們舉例彩帶結(jié)構(gòu)，如果這個工程大于0.6，不屈服是可以達(dá)到要求的，實(shí)際上它是大的一個控制目標(biāo)，定完以后具體一個量化的指標(biāo)，這個指標(biāo)經(jīng)過解釋論證，我就不簡單說了?？赡艹Ｒ?guī)規(guī)范要求嚴(yán)格一點(diǎn)。另外一個這個工程里面最大的問題，彩帶結(jié)構(gòu)里面，最大面積結(jié)算問題，因?yàn)檫@個結(jié)構(gòu)體系，彩帶模型局部，平面內(nèi)的我們怎么處理，我們在單面積作用下，考慮模式。然后平面外計(jì)算長度系數(shù)，我們也做了一個分析，這樣結(jié)果出來，通過計(jì)算我們按照模式，我們做平面內(nèi)平面外的計(jì)算長度，我們通過這個方式也可以達(dá)到要求。另外一個彩帶結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析。對曲線是不是敏感，我們也要考慮，因?yàn)榍€敏感也會導(dǎo)致安全問題，我們做了無曲線的和有曲線的來做一個穩(wěn)定性分析。這樣也做了一個穩(wěn)定分析。下面再講一個，因此時(shí)間比較短，我只能簡單介紹一下，航站樓核心區(qū)A區(qū)平面兩個方向的尺寸分別為324m和256m，屬于超長型結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行多點(diǎn)輸入地震反應(yīng)分析。特別是A區(qū)，采用了隔震結(jié)構(gòu)，多點(diǎn)地震輸入對其影響還未見詳細(xì)的研究。多點(diǎn)輸入時(shí)考慮回填區(qū)與非回填區(qū)場地剪切波速的差別，回填區(qū)采用200m/s，非回填區(qū)采用500m/s，對90度、135度、180度和225度四個方向進(jìn)行了計(jì)算。因?yàn)槲覀兪堑谝淮巫?，我們做了一個研究，我們分析的時(shí)候和以往不太一樣的，我們計(jì)算的統(tǒng)一的波數(shù)，而我們這個工程會導(dǎo)致剪切波速的，我們趨于200和500的來做。波數(shù)不太一樣我們從各個方向的來做。這是做輸入的時(shí)候，因?yàn)楦淖兞艘环N方式，因?yàn)檫@個目前怎么做也沒有一個具體的計(jì)算要求，做的情況看一下就行了。另外一個EF區(qū)，因?yàn)槲覀兿旅娼Y(jié)構(gòu)是，這樣的結(jié)構(gòu)我們也做了一個，接近400米長了，因?yàn)樗膶挾缺容^窄，我們按照一個波數(shù)來考慮的。我們講一席它的結(jié)論。通過這個情況分析出來的結(jié)果我們做的分析，由于地震動輸入存在相位差，多點(diǎn)輸入對E、F結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響較大；多點(diǎn)輸入對隔震結(jié)構(gòu)隔震層的位移影響較小，多點(diǎn)輸入的位移較單點(diǎn)輸入的位移稍??；多點(diǎn)輸入對隔震結(jié)構(gòu)的內(nèi)力影響較小，柱的剪力較單點(diǎn)輸入的剪力稍小。對非隔震區(qū)，多點(diǎn)輸入對不同部位柱子的剪力影響不同，在小震承載力設(shè)計(jì)時(shí)，需要對柱的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)檫@個項(xiàng)目，為了工程安全性我們做了實(shí)驗(yàn)，主要是了解一下，通過這個實(shí)驗(yàn)來了解性能，驗(yàn)證一下它的效果，另外一個看整體結(jié)構(gòu)有沒有問題，去年10月份做的實(shí)驗(yàn)，這個模擬是16米，我們這個項(xiàng)目因?yàn)樘L了，300米長，因?yàn)闆]有做成，因?yàn)閷?shí)在是沒有辦法，因?yàn)榕_子有限，做不了大的。通過這個結(jié)論看出來，簡單說一下。下面看一下現(xiàn)場照片，時(shí)間差不多了，這是安裝照片，這是安裝螺栓，我們這次考慮的是抗拉，長度，這是施工完的平臺，這是那個彩帶的制作，這個彩帶目前這兩天要安裝，這是在加工的時(shí)候照的。這下面幾塊板都是混凝土結(jié)構(gòu)高度很高，寬度也很寬。這是目前的施工情況，因?yàn)檫@個工程沒有經(jīng)驗(yàn)的問題，因?yàn)樘钇饋?，這一點(diǎn)負(fù)17米，這個地方負(fù)10米，因?yàn)檫@個場地是填出來的，通過填土以后才能蓋樓，這是工程比較特別的地方。好了，今天我的介紹到這里，謝謝大家。