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                          深圳寶安國際機場T3航站樓結構結構及消能減震設計

                          深圳寶安國際機場T3航站樓結構結構及消能減震設計

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                          深圳寶安國際機場T3航站樓總建筑面積50萬m2,建筑由雙層表皮系統包裹覆蓋,前部體量由玻璃幕墻圍合。表皮系統采用金屬板與玻璃相間布置方式,所有玻璃部分形態統一,形成均勻點陣,由尺寸大小控制組成均勻過渡的紋理,外表皮裝飾為蜂巢幕墻,內表皮吊頂亦為蜂巢形。

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                          航站樓下部主體結構為鋼筋混凝土框架結構,屋頂采用自由曲面的鋼結構,由主樓和呈十字交叉的指廊組成。屋頂縱向較長,采用了固定鉸支座和彈簧支座結合的形式。為限制地震作用下結構沿長向的位移,在加強桁架支座附近安置了速度相關型黏滯阻尼器。


                          一、結構設計

                          1    項目概況

                          航站樓中央主指廊南北長約為1128m,東西次指廊寬約640m,其中航站樓主樓地下2層,地上4/5層,主指廊地上2層,地下2層,翼廊地上2層,主樓中心區屋頂采用鋼網架結構,支承屋頂的柱子為鋼結構,屋面最高點約45m,指廊部分采用雙層網殼鋼結構,指廊斷面為筒形,屋頂采用帶18m間距加強桁架的斜交斜放雙層網殼,大廳為柱距36m×36m的斜交斜放網架結構體系,支撐鋼柱與下部混凝土鉸接、與屋頂鋼結構剛接。

                          2   基礎設計

                          在基礎的方案比選中,深圳本地應用較多且較成熟的基礎形式主要有鉆沖孔灌注樁、預應力管樁、人工挖孔樁和抗浮錨桿等。選擇的布樁形式見下圖。

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                          3    超長混凝土結構

                          受建筑造型和工藝流程限制,結構分縫間距均大大超過規范要求,結構最大分區長度254m,最小分區長度79m,

                          4  航站樓主體鋼結構

                          屋頂為自由曲面,長邊1128m,寬640m,采用網(架)殼結構,分為7塊。包括主指廊D1、次指廊G和H、交叉指廊C、過渡區B以及大廳A共七塊 

                          交叉指廊C區的屋頂由南北指廊(B,D區)和次指廊(G,H區)屋頂交叉形成,采用帶加強桁架的斜交斜放網殼結構。另外,為改善結構的受力狀態、提高結構剛度、減小關鍵加強桁架的內力,設置8根水平拉桿將相應軸的加強桁架與層3樓面的混凝土結構拉結,C區網格尺寸與D區相差不大,支座采用沿切線彈簧的鉸支座。 

                          大廳屋頂跨越E,A和F共3個區塊.屋頂支承結構由鋼框架柱、鋼筒體、兩榀拱形桁架以及搖擺柱組成,承擔屋頂的豎向荷載、水平荷載以及幕墻的各種荷載,其中框架柱、搖擺柱、筒體的柱網為36m×36m和36m×27m兩種,拱形桁架間距18m。 

                          為驗證結構的抗震性能,進行了振動臺試驗。試驗結果標明,結構滿足抗震設防目標,建議對鋼結構與混凝土連接部位適當加強。


                          二  消能減震設計

                          因屋頂網殼面內剛度較大且網殼較長,為減小屋頂的溫度內力,除在屋頂側面開洞的加強桁架處設置固定鉸支座外,其余支座沿網殼縱向布置彈簧支座。彈簧支座也能減小由于屋頂分塊和混凝土分塊不對應、下部混凝土和上部網殼變形不一致造成的相互影響。

                          工程縱向采用彈簧支座后,減小了結構支撐剛度,降低了溫度作用,延長了屋頂結構的縱向周期,起到了對屋頂的隔震作用,為限定地震作用下結構沿長向的位移,在加強桁架支座附近安置了速度相關型黏滯阻尼器。

                          阻尼器參數確定是消能減震結構設計的關鍵問題。首先確定結構的減震目標,然后從反應譜理論出發計算實現控制目標所需的附加阻尼比,運用能量理論根據附加阻尼比確定阻尼器的參數,將確定好的阻尼器參數附加給簡化結構,評估控制目標的實現程度。最后將確定好的阻尼器參數附加給實際結構。

                          將航站樓次指廊模型簡化為單自由度結構,在單自由度結構中選擇控制參數這一方法是可行的,與單自由度結構相比,實際結構適合工程應用。

                          對深圳寶安國際機場次指廊結構選用非線性黏滯阻尼器,能滿足控制目標。阻尼器在結構抗震特別是大震下的作用是相當明顯的。












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