昆明新機(jī)場(chǎng)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(jiǎn)單介紹一下昆明機(jī)場(chǎng)航站樓工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第一個(gè)介紹工程概況，這是昆明機(jī)場(chǎng)的一個(gè)區(qū)位圖，這是一個(gè)總規(guī)圖，是一個(gè)新機(jī)場(chǎng)，一個(gè)新建的機(jī)場(chǎng)，在一個(gè)空地上新建的一個(gè)項(xiàng)目，這是十一五的一個(gè)重大項(xiàng)目，因?yàn)榈匦伪容^復(fù)雜，因?yàn)樗窃谝粋€(gè)丘陵上來建機(jī)場(chǎng)的，航站樓現(xiàn)在的面積是548300平方米，還有一個(gè)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(zhǎng)是855.1米，東西長(zhǎng)1131.8米，停車樓東西長(zhǎng)330米，南北長(zhǎng)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(guó)內(nèi)57、國(guó)際8，2020年機(jī)位國(guó)內(nèi)78、國(guó)際17，2035年機(jī)位國(guó)內(nèi)92、國(guó)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(gè)效果圖，這是二首層面，這是大廳。大家看一下就行了，這個(gè)大廳這個(gè)前區(qū)的彩帶一共有上彩帶和下彩帶，這個(gè)圖看的比較清楚一點(diǎn)，上面還有一個(gè)彩帶，上面彩帶從17米到37米的變化空間的兩個(gè)彩帶是中間彩帶。這是地下一層，地下二層，地下二層車庫(kù)和航站樓是連通的。地下三層也是通在一起的，這個(gè)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(gè)效果圖。大家看一下。這個(gè)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(gè)面積寬度324，從這里到這里256米，這個(gè)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(gè)工程比較大，我簡(jiǎn)單講一下這個(gè)工程的特點(diǎn)，這個(gè)項(xiàng)目因?yàn)槭窃谝粋€(gè)新建的山地上來建這個(gè)機(jī)場(chǎng)，面臨很多的問題，首先是面臨地形崎嶇不平，而且有一個(gè)比較突出的地方，因?yàn)樵颇线@個(gè)地區(qū)巖溶比較發(fā)育，另外還有多條斷層從場(chǎng)區(qū)穿過。這張圖可以看出來，我們這里是一個(gè)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(gè)前驅(qū)的地方也存在一個(gè)斷層，地理?xiàng)l件比較復(fù)雜，一個(gè)顏色代表一塊情況，你可以看出這個(gè)地方是相當(dāng)復(fù)雜的，這個(gè)地理是比較復(fù)雜的。
第二個(gè)面臨嚴(yán)峻的地震形勢(shì)，小江斷裂帶比較活躍，這個(gè)地圖上我們可以看出來，我們?cè)谶@個(gè)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(gè)位置。因?yàn)榈卣鹜炅艘院笠尫懦鰜?，我們的機(jī)場(chǎng)位置在這里。因?yàn)槲覀冊(cè)谶@個(gè)位置上，這里斷裂帶大家可以看出來。這下面因?yàn)檫@個(gè)場(chǎng)地，我們目前的場(chǎng)地在這里，主要是這兩個(gè)，這是一個(gè)預(yù)測(cè)圖，這個(gè)預(yù)測(cè)圖從云南預(yù)測(cè)圖可以看出來，另外一個(gè)特點(diǎn)這個(gè)工程比較復(fù)雜，屬于超長(zhǎng)超大，另外一個(gè)造型比較復(fù)雜。第三個(gè)房頂支撐結(jié)構(gòu)。因?yàn)檫@個(gè)工程從這里長(zhǎng)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(gè)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(gè)建筑造型比較復(fù)雜，一般來說都是比較復(fù)雜的。第三個(gè)是彩帶結(jié)構(gòu)，我們從正面看，從側(cè)面看，它這個(gè)體系是用腕袋結(jié)構(gòu)，因?yàn)橥蟠Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，比較早，而且它的建筑是上面吊頂，這樣比較簡(jiǎn)潔一點(diǎn)這是前期飄帶的情況，這個(gè)飄帶最復(fù)雜的是1號(hào)飄帶，和4號(hào)飄帶之前是空的，有50多米高，這里都是空的。對(duì)穩(wěn)定比較重要的問題，這是把那個(gè)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(gè)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(gè)節(jié)點(diǎn)很復(fù)雜的，這個(gè)次彩帶和主彩帶，主彩帶為主，特別是這些角度長(zhǎng)度為3米多，從數(shù)據(jù)上是比較復(fù)雜的，對(duì)我們這個(gè)設(shè)計(jì)還是影響的。平常我們所看到的結(jié)構(gòu)，一個(gè)是在外層結(jié)構(gòu)受到一些影響對(duì)主題影響比較大，而這個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(gè)計(jì)算分析。房屋鋼結(jié)構(gòu)。軟件就不說了，因?yàn)檐浖粫?huì)常用到。針對(duì)性措施，第一個(gè)是隔震，這個(gè)項(xiàng)目主要采取的是這幾點(diǎn)，因?yàn)槊娣e比較大，目前國(guó)內(nèi)最大的，總體思路簡(jiǎn)單說一下，當(dāng)時(shí)我們這個(gè)針對(duì)的目標(biāo)，原來實(shí)際上可以調(diào)整到7度，這個(gè)目標(biāo)定到7度，當(dāng)時(shí)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)安置高的是8.2到8.5米之間。另外一個(gè)就是5.2，因?yàn)樽罡咭髮?shí)際上滿足5.2這個(gè)要求，根本滿足不了這個(gè)要求，所以這兩個(gè)是矛盾的，這5.5基本上匹配了。第二個(gè)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(gè)柱下并聯(lián)多個(gè)隔震支座的做法。另外一個(gè)問題，因?yàn)槲覀兒秸緲怯?000噸左右，因?yàn)椴豢赡茏龊艽蟮?，這樣會(huì)帶來很多問題，我們避免了一個(gè)方式，我們最多用6個(gè)就是123456，這種方式來做隔震，也可以解決這個(gè)問題。但是這個(gè)是可以更換的。構(gòu)造問題，大家看一下這個(gè)關(guān)系。這個(gè)隔震層，我們現(xiàn)在用的是1米的，有651個(gè)，阻尼力每秒達(dá)到1500KN，這是它簡(jiǎn)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(gè)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(gè)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(gè)輸入方式，1.85：0.6。這個(gè)工程通過計(jì)算可以達(dá)到的一個(gè)目標(biāo)，因?yàn)檫@個(gè)審查也通過很多次，比較特殊的地方，相對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)比較小，主要是它整個(gè)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(gè)溫度荷載和風(fēng)荷載下。隔震層的位移均很小。下面簡(jiǎn)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(gè)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(gè)目標(biāo)，因?yàn)榍懊娴哪繕?biāo)控制完以后落后一個(gè)控制標(biāo)準(zhǔn)的問題。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)前面的目標(biāo)，我們舉例彩帶結(jié)構(gòu)，如果這個(gè)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(gè)控制目標(biāo)，定完以后具體一個(gè)量化的指標(biāo)，這個(gè)指標(biāo)經(jīng)過解釋論證，我就不簡(jiǎn)單說了。可能常規(guī)規(guī)范要求嚴(yán)格一點(diǎn)。另外一個(gè)這個(gè)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(gè)結(jié)構(gòu)體系，彩帶模型局部，平面內(nèi)的我們?cè)趺刺幚?，我們?cè)趩蚊娣e作用下，考慮模式。然后平面外計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，我們也做了一個(gè)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(zhǎng)度，我們通過這個(gè)方式也可以達(dá)到要求。另外一個(gè)彩帶結(jié)構(gòu)非線性穩(wěn)定分析。對(duì)曲線是不是敏感，我們也要考慮，因?yàn)榍€敏感也會(huì)導(dǎo)致安全問題，我們做了無曲線的和有曲線的來做一個(gè)穩(wěn)定性分析。這樣也做了一個(gè)穩(wěn)定分析。下面再講一個(gè)，因此時(shí)間比較短，我只能簡(jiǎn)單介紹一下，航站樓核心區(qū)A區(qū)平面兩個(gè)方向的尺寸分別為324m和256m，屬于超長(zhǎng)型結(jié)構(gòu)，應(yīng)當(dāng)對(duì)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(duì)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(chǎng)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(duì)90度、135度、180度和225度四個(gè)方向進(jìn)行了計(jì)算。因?yàn)槲覀兪堑谝淮巫觯覀冏隽艘粋€(gè)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(gè)工程會(huì)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(gè)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(gè)目前怎么做也沒有一個(gè)具體的計(jì)算要求，做的情況看一下就行了。另外一個(gè)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(gè)，接近400米長(zhǎng)了，因?yàn)樗膶挾缺容^窄，我們按照一個(gè)波數(shù)來考慮的。我們講一席它的結(jié)論。通過這個(gè)情況分析出來的結(jié)果我們做的分析，由于地震動(dòng)輸入存在相位差，多點(diǎn)輸入對(duì)E、F結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響較大；多點(diǎn)輸入對(duì)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?。欢帱c(diǎn)輸入對(duì)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(duì)非隔震區(qū)，多點(diǎn)輸入對(duì)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(duì)柱的內(nèi)力進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)檫@個(gè)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(gè)實(shí)驗(yàn)來了解性能，驗(yàn)證一下它的效果，另外一個(gè)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(gè)模擬是16米，我們這個(gè)項(xiàng)目因?yàn)樘L(zhǎng)了，300米長(zhǎng)，因?yàn)闆]有做成，因?yàn)閷?shí)在是沒有辦法，因?yàn)榕_(tái)子有限，做不了大的。通過這個(gè)結(jié)論看出來，簡(jiǎn)單說一下。下面看一下現(xiàn)場(chǎng)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(zhǎng)度，這是施工完的平臺(tái)，這是那個(gè)彩帶的制作，這個(gè)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(gè)工程沒有經(jīng)驗(yàn)的問題，因?yàn)樘钇饋恚@一點(diǎn)負(fù)17米，這個(gè)地方負(fù)10米，因?yàn)檫@個(gè)場(chǎng)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。