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减震技术丨深圳宝安国际机场T3航站楼结构及消能减震设计

 三泰书斋 2016-04-11

 

       深圳宝安国际机场T3航站楼总建筑面积50万m2,建筑由双层表皮系统包裹覆盖,前部体量由玻璃幕墙围合。表皮系统采用金属板与玻璃相间布置方式,所有玻璃部分形态统一,形成均匀点阵,由尺寸大小控制组成均匀过渡的纹理,外表皮装饰为蜂巢幕墙,内表皮吊顶亦为蜂巢形。建筑整体色调上,以白色金属材质与花纹玻璃相间形成均匀的纹理,建筑庞大的体量如同由半透明的薄纱包覆,形成由建筑到环境的自然过渡。




航站楼下部主体结构为钢筋混凝土框架结构,屋顶采用自由曲面的钢结构,由主楼和呈十字交叉的指廊组成。屋顶纵向较长,采用了固定铰支座和弹簧支座结合的形式。为限制地震作用下结构沿长向的位移,在加强桁架支座附近安置了速度相关型黏滞阻尼器。

 

一、结构设计

1    项目概况

航站楼中央主指廊南北长约为1128m,东西次指廊宽约640m,地下层包括行李传送通道、预留的捷运通道及轨道交通枢纽。航站楼主体结构为钢筋混凝土框架结构,其中航站楼主楼地下2层,地上4/5层,主指廊地上2层,地下2层,翼廊地上2层,主楼中心区屋顶采用钢网架结构,支承屋顶的柱子为钢结构,屋面最高点约45m,指廊部分采用双层网壳钢结构,指廊断面为筒形,屋顶采用带18m间距加强桁架的斜交斜放双层网壳,大厅为柱距36m×36m的斜交斜放网架结构体系,支撑钢柱与下部混凝土铰接、与屋顶钢结构刚接。



深圳宝安国际机场T3航站楼效果图

 


深圳宝安国际机场T3航站楼整体结构透视图


2   基础设计

在基础的方案比选中,深圳本地应用较多且较成熟的基础形式主要有钻冲孔灌注桩、预应力管桩、人工挖孔桩和抗浮锚杆等。最终选择的布桩形式见下图。

布桩平面图

 

3    超长混凝土结构

受建筑造型和工艺流程限制,结构分缝间距均大大超过规范要求,形成超长混凝土结构,基础底板全部连通,南北长约1000m,东西宽约600m,结构最大分区长度254m,最小分区长度79m,如下图所示。针对工程施工和使用阶段的具体情况考虑温度变化和混凝土收缩影响,综合确定计算温差值,进行内力分析,根据分析结果重点采取相应的技术措施。


下部混凝土分段图

 

4  航站楼主体钢结构

屋顶为自由曲面,长边1128m,宽640m,采用网(架)壳结构,分为7块。包括主指廊D1、次指廊G和H、交叉指廊C、过渡区B以及大厅A共七块。


屋顶钢结构分段图

 

交叉指廊C区的屋顶由南北指廊(B,D区)和次指廊(G,H区)屋顶交叉形成,采用带加强桁架的斜交斜放网壳结构。图中主指廊方向屋顶长度为162m,包括4榀落在层2楼面上(标高+4.4m)的加强桁架,次指廊方向长度为198m,包括8榀落在层2楼面上的加强桁架,在56m×72m的中心区域四周布置由四组双V型摇摆柱支承的加强桁架,双V型摇摆柱落在层3楼面(标高+8.8m)上。另外,为改善结构的受力状态、提高结构刚度、减小关键加强桁架的内力,设置8根水平拉杆将相应轴的加强桁架与层3楼面的混凝土结构拉结,C区网格尺寸与D区相差不大,支座采用沿切线弹簧的铰支座。


C区屋顶结构图

 

大厅屋顶跨越E,A和F共3个区块的混凝土结构,东西方向长约636m,南北方向宽约324m,投影面积约为12.3万m2,结构的最高点标高为43m。屋顶支承结构由钢框架柱、钢筒体、两榀拱形桁架以及摇摆柱组成,承担屋顶的竖向荷载、水平荷载以及幕墙的各种荷载,其中框架柱、摇摆柱、筒体的柱网为36m×36m和36m×27m两种,拱形桁架间距18m。


大厅屋顶结构图

 

为验证结构的抗震性能,进行了振动台试验。试验结果标明,结构满足抗震设防目标,建议对钢结构与混凝土连接部位适当加强。


大厅振动台试验照片 


2013年第17期(9月上):《深圳宝安国际机场T3航站楼结构设计》;作者:束伟农, 朱忠义, 王国庆, 陈清, 秦凯, 靳海卿, 张琳;单位:北京市建筑设计研究院有限公司。

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