昆明新机场航站楼索结构设计

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1、嚣需拳髫剥第五届全国预应力结构理论与工程应用学术会议(论文集)V01．35。增刊0ct．2008昆明新机场航站楼索结构设计束伟农朱忠义黄嘉卜龙槐(北京市建筑设计研究院100045)[摘要]昆明新机场航站楼前中心区采用不规则索幕墙结构，结合T程的特点简单介绍r索幕墙结构的设计情况以及遇到的困难。异性索幕墙结构是国内不多见的结构形式，结合工程实例，着霞介绍r异性索幕墙结构的设计原则、计算方法、构造措施等。[关键词]索结构；钢彩带；幕墙1工程概况昆明新机场项目为“大型枢纽机场和辐射东南亚、南亚，连接欧亚的门户机场”，是国家“十一五”期间唯一批准新建的大型枢纽机场。航站楼南北长约

2、850ITI，东两宽约1120m。总建筑面积约为54．83万m2。昆明新机场航站楼的总平面和立面如图1～图2所示。图1昆明新机场总平面图2昆明新机场航站楼效果昆明新机场航站楼前中心区，其内部是航站楼中最为重要的出发、到达大厅等公共空阳J，其立面效果对于航站楼整体建筑形象和内部空问来讲都是最为重要的环节。航站楼主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，前中心区支承屋顶曲面空间网架结构的是钢彩带结构。收稿日期：2008—09—15罔3昆明新机场航站楼覆面图4昆明新机场航站楼局部表现一图5昆明新机场航站楼局部表现二前中心区正面和侧面采用点式悬索幕墙系统，87麟2008年增干束伟农，等

3、：昆明新机场航站楼索结构设计第35卷以取得最大的通透效果，体现钢结构彩带的立面特色，表现出作为昆明重点形象工程所应具有的建筑形象。如图3～图5所示。llI胡=EWe：,-6珏、＼～E鳓WS-2趱{镯I直曩＼．E雌剥、删幽副翟警衄／／篙醺譬j／蚓Ill图6昆明新机场航站楼幕墙分区如图6所示，EWS一5．1一南侧中心区南立面悬索点式彩带垂直型玻璃幕墙(陆侧)；EWS一5．2一中心区陆侧东、西两侧悬索点式垂直型玻璃幕墙系统(陆侧)。1号彩带是南侧正立面幕墙的主要支撑结构和标志性构件，分为上、下两层，沿东西方向布置，属平面连续拱，中间拱跨度36m边部拱跨度24m，下彩带矢高为15

4、In，上彩带矢高在14．5—35m之间。上彩带设置次级彩带作为辅助构件。1号彩带贯穿地下一层和三层的到达、出发大厅，与1号一2号交叉彩带和3号彩带共同构成了到达、出发大厅最重要的空间要素，南侧幕墙示意如图7所示。EWS一5．1南立面彩带悬索幕墙统一的模数制原则，水平间距3000am，竖向间距1600mm。EWS一5．1南立面悬索彩带幕墙以钢结构彩带、次级彩带作为幕墙系统主体支撑结构。采用平面钢索结构，追求通透的外观效果，突出“彩带”在幕墙立面上的效果。不锈钢索与屋架结构、彩带钢结构及地下一层混凝土楼面有效连接，夹板式抓件。图7南侧幕墙示意：蕊『；j焉霁一索幕墙结构经过方案

5、分析对比后，采用竖向单索为主，局部高度较大处增设水平索。索结构设于彩带钢结构平面中间，但上下贯通，上、下端头固定在屋架和混凝土主体结构上，在穿越彩带结构处设索头连接件，承受水平向荷载，降低拉索跨度。幕墙彩带钢结构中间局部中空，利于索的上下穿行。每根竖向钢索需穿行3个洞口，共计约327个洞口(南侧竖向主钢索109根)。如图8所示。此方案的优点：1)彩带突出幕墙玻璃，彩带外观效果鲜明，同时减少了外露的大量锚具。2)索结构系统计算体系较简明，避免大量短索的出现，索的整体调节更易操作此方案的缺点及难点：1)彩带钢结构需根据幕墙索的定位协调开口位置，满足拉索安装要求。彩带钢结构设计

6、、施工复第35卷束伟农，等：昆明新机场航站楼索结构设计2008年增予杂，难度加大。2)彩带处设拉索连接件较多，对施T、造价有影响。3)与彩带钢结构连接的索与周边非连接索的受力、变形差异，对玻璃板块产生影响。4)拉索穿越彩带钢结构桁架的部位需采用铝合金(钢板)包覆，规格多，加工、施工要求高、难度大。5)玻璃异型板材多，加工、施工难度较大。2结构模型索幕墙结构的结构模型如图9所示。藩麓搽誉麓蒸攀鬻鬟图9整体模型示意由于整体模型节点单元数量巨大，因此采用了如下局部简化模型进行幕墙的详细计算。简化模型如图10～图12所示。图10南侧幕墙简化计算模型图11南侧幕墙简化模型的边界条件

7、上图所示为简化模型的边界条件。其中：1)彩带底部为全固定约束；2)索与地面是铰接连接；3)尾面采用桁架模拟，桁架在平面外采用具有一定轴向刚度的短杆支撑，以模拟屋面网架对于幕墙彩带的面外支撑作用；4)大连桥和边柱相应的位置也采用具有一定轴向刚度的短杆支撑，以模拟大连桥和边柱南北向梁的面外支撑作用。图12东西侧幕墙简化计算模型及其边界条件拉索上端拉在网架下弦，下端拉在4．8m标高梁上，中间在10．4m梁卜设置侧向支撑。3荷载3．1幕墙玻璃自重幕墙自重按25mm厚的玻璃考虑，约为70kv,／in2。索的自重由程序自动考虑。3．2风荷