包头机场改扩建工程航站楼钢结构设计

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1、第41卷增刊建筑结构Vol．41S12011年4月BuildingStructureApr．2011包头机场改扩建工程航站楼钢结构设计111122李秀敏，王宏斌，张煜，许瑞，冯香玲，董彬(1中国京冶工程技术有限公司，北京100088;2中国民航机场建设集团公司，北京100101)［摘要］包头机场航站楼钢结构采用单曲面空间桁架结构，屋盖由横向弧形主桁架和纵向联系桁架加屋面支撑组成受力体系。本文介绍了包头机场改扩建工程航站楼钢结构设计概况和模型分析，并给出了一些工程中应用的典型节点图。［关键词］弧形桁架;联系桁架;典型节点中图分类号:TU248．6文献标识码:A文章编号:1002-848X

2、(2011)S1-0804-031工程概况混凝土结构，沿纵向分为三个温度区段。中间大厅包头机场改扩建工程航站楼地上共二层，建筑段为B区，两翼指廊分别为A，C区。物总长356m，宽27～64m，屋面高度12．8～22．3m。包头机场航站楼二层及屋面采用钢结构。大航站楼屋盖平面投影呈凸字形，中间为大厅，两侧厅屋面造型为由不同弧线组合而成的单向曲面，桁2为指廊;整个屋面轴线水平投影面积为17924m。架为两连跨;指廊屋面造型为单向筒壳，桁架为单航站楼一层采用钢筋混凝土结构;二层钢柱及屋盖跨。钢柱采用钢柱焊接箱型截面，与下部混凝土结采用钢结构。航站楼墙面采用通透的玻璃幕墙围构刚接。大厅和指廊横

3、向主受力桁架均采用倒三护系统，屋面采用轻型复合保温金属屋面，局部设角形变高度空间桁架，桁架断面是由三根钢管作为采光天窗。建筑物整体造型简洁明快，路侧屋面外弦杆组成的等腰三角形，桁架沿屋面外轮廓找型，挑9．3m，采用曲线造型，富有动感，见图1。呈多圆弧曲线。通过在柱顶附近的屋面桁架之间设置纵向的联系桁架和封闭的水平支撑，承受由地震作用和风荷载产生的水平力，形成一个稳定的屋盖结构体系。工程的结构布置图见图2。航站楼大厅纵向长132m，A区指廊纵向长82m，C区指廊纵向长134m，标准柱距12m。大厅桁架为两连跨，陆侧桁架跨度37m，空侧桁架跨度27m;陆侧屋面最大悬挑约9．3m，空侧最大外

4、挑约4．6m;陆侧屋面檐口结构标高约21．6m，空侧图1包头机场改扩建效果图檐口标高约17．7m。主桁架高度2．2～1．5m。航2结构方案站楼大厅剖面图见图3。指廊桁架为单跨，跨度包头机场航站楼一层为钢筋混凝土结构，标准27m，桁架高度2．2～1．7m;陆侧屋面檐口结构标柱网尺寸12m×13．5m，楼板和梁采用预应力钢筋高约16．4m，空侧檐口标高约12．8m。指廊结构剖图2结构平面图作者简介:李秀敏，硕士，工程师，Email:cicilxm@gmail．com。第41卷增刊李秀敏，等．包头机场改扩建工程航站楼钢结构设计805面图见图4。所有桁架均支承于钢柱顶，钢柱截面为焊接箱型柱。图

5、6指廊三维计算模型图3大厅桁架剖面图用下，大厅主桁架的挠跨比为1/661＜1/400，指廊主桁架的挠跨比为1/509＜1/400，均满足规范要求。风荷载和地震作用下柱顶的结构变形控制见表1～3。风荷载和地震作用下柱顶的结构变形表1迎风背风纵向地震横向地震大厅模型1/4161/4201/7571/546指廊模型1/8131/14081/20021/357图4指廊桁架剖面图规范限值1/4001/3003计算软件和模型航站楼大厅和两侧指廊间设有伸缩缝，构件之大厅结构自振周期/s表2间没有连接，独立形成三个结构单体;计算时分别建T1T2T3T4T5T6模分析。大厅和指廊结构均采用Midas/G

6、en7．8．01．100．9990．9820．9770．9700．968结构分析软件进行线弹性三维空间整体模型分析。指廊结构自振周期/s表33．1荷载与作用T1T2T3T4T5T6包括恒载、屋面活载、风载、雪载、地震作用。0．7590．6790．6620．6560．6440．637设计基准期为50年。2屋面永久荷载:1．00kN/m;屋面活载:0．504典型节点设计22kN/m;雪载:基本雪压0．25kN/m;风载:基本风本工程的节点设计尽量做到传力明确简捷、便2压0．55kN/m;地面粗糙度:B类。地震作用:抗震于施工，避免应力集中和复杂应力状态。主结构用设防烈度:8度，设计基本地震

7、加速度为0．20g。设钢材质为Q235B，焊条采用E43××型，高强度螺计地震分组:第一组;场地类别为:Ⅲ类。栓采用10．9S级。构件和节点的设计遵循国家现3．2结构计算模型行的《钢结构设计规范》。采用通用空间结构计算分析软件Midas/Gen4．1钢柱柱顶与主桁架连接节点进行整体结构分析计算。桁架弦杆按拉(压)弯杆钢柱柱顶与主桁架连接节点连接形式为铰接，件设计;腹杆按轴心受力杆件设计。支撑按轴心受通过节点板焊接在桁架端头形成支座与柱顶节点力杆