長春龍嘉國際機(jī)場航站樓改擴(kuò)建部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

長春龍嘉國際機(jī)場航站樓改擴(kuò)建部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1結(jié)構(gòu)體系及設(shè)計(jì)長春龍嘉國際機(jī)場于2002年竣工并落成。原機(jī)場支線寬90米，長31米，高25.82米。隨著經(jīng)濟(jì)的快速增長,原有的航站樓不能滿足進(jìn)出港航班日趨增多的要求?，F(xiàn)對原航站樓進(jìn)行改、擴(kuò)建,擴(kuò)建部分緊鄰原有航站樓。擴(kuò)建部分長144m,寬21m,高20.989m,地上3層,地下1層(局部),為鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),屋面為鋼結(jié)構(gòu),采用鋼桁架。跨度為21m。建筑剖面如圖1所示,整體結(jié)構(gòu)三維示意圖如圖2所示。著重介紹擴(kuò)建部分的結(jié)構(gòu)計(jì)算及支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。該鋼桁架為曲線,右高左低。從該桁架的剖面圖可以看出,桁架的左下側(cè)有個(gè)出平面的回彎,桁架左下側(cè)節(jié)點(diǎn)支撐在1層頂梁、柱節(jié)點(diǎn)處,這就使得該桁架不同于一般的平面桁架,不考慮桁架變形因素,在重力荷載下,該桁架即可產(chǎn)生水平力,并且髿軸柱3層計(jì)算高度從7.5m標(biāo)高到17.8m標(biāo)高,高度10.3m。準(zhǔn)確計(jì)算分析髿軸柱受力及控制水平變形成為設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。鋼架與混凝土柱之間采用鉸支座相連,上端的鉸支座應(yīng)能釋放一部分桁架因重力荷載產(chǎn)生的變形,下端的鉸支座受力復(fù)雜,桁架與埋件之間采用鑄鋼件相連,而預(yù)埋件處于梁、柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū),且剪力較大,如何設(shè)置支座及預(yù)埋件既受力合理,又安全可靠,也是介紹的重點(diǎn)。下面從荷載、模型、支座節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)3個(gè)方法加以闡述。2結(jié)構(gòu)計(jì)算2.1載荷2.1.1屋頂負(fù)荷該工程屋面荷載導(dǎo)算完畢后,通過節(jié)點(diǎn)荷載加在桁架節(jié)點(diǎn)上,每個(gè)節(jié)點(diǎn)荷載因桁架各個(gè)節(jié)點(diǎn)間距不同,數(shù)值都不相同。2.1.2風(fēng)負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)值2.1.3網(wǎng)殼頂及材料地面粗糙度按B類考慮,結(jié)構(gòu)柱頂高17.8m,網(wǎng)殼頂約21m。按《荷載規(guī)范》,15m高度以下取0.74,20m取0.84。近似統(tǒng)一取為0.8。2.1.4體型系數(shù)的選取該工程屋面為曲面,各個(gè)點(diǎn)的風(fēng)吸力及壓力不一致,不能采用單一的體型系數(shù)。根據(jù)工程的實(shí)際情況,將體型系數(shù)取值分4個(gè)區(qū)域,如圖3所示。這樣分區(qū)之后,使各個(gè)面的體型系數(shù)最大限度的接近實(shí)際情況。2.2土的結(jié)構(gòu)與鋼桁架剛度的關(guān)系本工程采用MIDAS程序進(jìn)行整體受力分析。首先將混凝土結(jié)構(gòu)及鋼結(jié)構(gòu)分別采用SATWE及MIDAS建模,然后將SATWE模型導(dǎo)入MIDAS程序?；炷僚c鋼結(jié)構(gòu)的阻尼不同,采用分組阻尼,鋼結(jié)構(gòu)部分采用0.2,混凝土部分采用0.5。按照1.0恒荷載+0.5活荷載考慮質(zhì)量源。采用上述方法計(jì)算分析后,可以清楚地看出,增加柱的截面,柱剛度增加,對鋼桁架的約束力增強(qiáng),柱頂水平力相應(yīng)增加,此時(shí),鋼桁架可以做的剛度小一些。減小柱的截面則柱剛度減小,對鋼桁架的約束力減少,柱頂水平力相應(yīng)減少,此時(shí)鋼桁架的剛度應(yīng)增加。通過對比分析,最終髿軸柱采用直徑900圓柱,配筋為30@25。3部落節(jié)點(diǎn)3.1吊裝屋架的安裝柱上端支撐點(diǎn),采用兩塊預(yù)埋板形式(上方預(yù)埋板可略小,便于后期與下預(yù)埋板周邊角焊縫焊接),這樣有利于釋放水平力。下方的預(yù)埋板在吊裝屋架前先安裝到位。上方的預(yù)埋板和屋架焊為一體,并開長橢圓形孔(橢圓長向?yàn)轫樦撹旒芊较?。安裝時(shí),有利于消除因鋼桁架加工長度誤差對柱頂產(chǎn)生強(qiáng)制的附加位移,避免產(chǎn)生附加內(nèi)力。在屋蓋結(jié)構(gòu)安裝到位后,將螺母下方的100×100×20小蓋板與上預(yù)埋板可視的三邊相焊接,再將兩塊大預(yù)埋板周圈用角焊縫焊連,這樣一部分因重力荷載產(chǎn)生的變形釋放了,減少了柱頂?shù)乃搅?。如圖4所示。3.2審查梁柱節(jié)點(diǎn)、預(yù)埋鉸支護(hù)安裝桁架的下端與混凝土柱直接連接,由于豎向力偏心,有一定的附加彎矩。該處有框架梁與混凝土柱相連,設(shè)置鉸支座預(yù)埋件位置與梁靠近,如果設(shè)置二塊預(yù)埋板,雖然可以解決預(yù)埋件受剪、受拉問題,但梁柱節(jié)點(diǎn)、預(yù)埋鉸支座的相對關(guān)系以及鋼筋的布置難以處理。設(shè)計(jì)時(shí),在混凝土梁、柱節(jié)點(diǎn)區(qū)埋置豎向工字鋼,范圍為鉸支座上下各500mm。支座直接與工字鋼相連,具體如圖5所示。4鋼結(jié)構(gòu)及混凝土結(jié)構(gòu)的整體分析鋼結(jié)構(gòu)在工程中的應(yīng)用越來越廣泛,很多工程因?yàn)榻ㄖδ艿男枰捎么罂臻g鋼結(jié)構(gòu)