阿布扎比國際機(jī)場航站樓拱桁架中T形節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

阿布扎比國際機(jī)場航站樓拱桁架中T形節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)摘要：采用ANSYS軟件對阿布扎比國際機(jī)場航站樓拱桁架中的方支增大，節(jié)點(diǎn)承載力有一定的降低。另外，弦桿與腹桿的不同受力情況，決定了弦桿翼緣的不同屈曲形態(tài)。列出典型的3種翼緣變形狀態(tài)，并給出不同屈曲形態(tài)的受力分布區(qū)域，為設(shè)計(jì)提供了方案選擇的便利。阿布扎比國際機(jī)場(AbuDhabiInternationalAirport)航站樓位于阿聯(lián)酋的首都阿布扎比市，耗資高達(dá)68億美元，整體效果如圖1所示。機(jī)場的航站樓出港大廳的屋頂結(jié)構(gòu)層由18個(gè)主拱桁架和36個(gè)次拱桁架組成。拱桁架平面整體布置模型(Tekla)如圖2所示。主拱桁架跨度最大長達(dá)179.4m,相應(yīng)矢高為41.1m,拱高為4.5m。每個(gè)主拱桁架為由兩榀平面拱桁架共用下弦且相交60°夾角所組成的空間桁架結(jié)構(gòu)。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有著舉足輕重的地位，尤其是當(dāng)桿件交匯繁多、空間關(guān)系復(fù)雜導(dǎo)致設(shè)計(jì)難度增大時(shí)，節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)更為重要。阿布機(jī)場航站樓項(xiàng)目拱桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)的重要性也不例外。在進(jìn)行該項(xiàng)目拱桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)遇到如圖3所示的由H型鋼弦桿與方支管腹桿組成的T形節(jié)點(diǎn)。方管在用作軸向受力構(gòu)件時(shí)，具有很好的經(jīng)濟(jì)適用性。H型鋼具有較好的軸向受力性能，當(dāng)H型鋼兼作受彎構(gòu)件時(shí)，其經(jīng)濟(jì)適用性體現(xiàn)得更加突出。所以，在該項(xiàng)目拱桁架中采用了方管作腹桿承擔(dān)軸向力，H型鋼作為弦桿兼受軸向力和彎矩，既符合受力性能要求又達(dá)到了經(jīng)濟(jì)的目的。從施工角度看，采用H型鋼作為弦桿，當(dāng)需要在弦桿上開孔架設(shè)檁條或其他構(gòu)件時(shí)也更為便利；方管與H型鋼組成T形節(jié)點(diǎn)，相貫線都為直線，為節(jié)點(diǎn)的焊接施工減小了難度。圖1阿布扎比國際機(jī)場航站樓總體效果圖2拱桁架平面布置(Tekla)圖3主拱桁架與T形節(jié)點(diǎn)構(gòu)造在H型鋼弦桿腹板平面外有連接2榀拱平面桁架的撐桿，如圖3所示。原本該T形節(jié)點(diǎn)采用圖4a作為其構(gòu)造，但在設(shè)計(jì)時(shí)，出現(xiàn)了H型鋼弦桿局部屈曲不滿足設(shè)計(jì)要求的情況。此時(shí)，若增大H型鋼截面，則直接導(dǎo)致工程造價(jià)提升。為了降低造價(jià)，又便于腹板平面外方向撐桿的布置，提出了在弦桿內(nèi)布置加勁肋的方案(圖4b、圖4c)，以滿足設(shè)計(jì)的質(zhì)量要求。a-腹板無加勁肋(方案1)；b-腹板一側(cè)加一肋，另一側(cè)加半肋(方案2)；c-腹板每側(cè)加兩肋(方案3)。圖4節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方案2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析JWardenier等最早于1982年提出方管-H型鋼T形節(jié)點(diǎn)的承載力計(jì)算式，指出方管破壞和弦桿腹板的破壞對該形式節(jié)點(diǎn)極限承載力起著控制作用，并給出了該節(jié)點(diǎn)承載力的計(jì)算式[1-