航站楼结构柱型设计及抗震性能评价.pdfVIP

第十三届全国现代结构工程学术研讨会 航站楼结构柱型设计及抗震性能评价 田苑 (中国航空建设规划发展有限公司，北京100120) 摘要：为了满足功能及建筑要求，航站楼通常被设计成下部柱网较密，．上部高大空间的结构，针对此特点，以无锡硕 放机场航站楼为工程背景，采用有限元方法，建立下部混凝土结构和上部大跨度钢结构的整体模型，选取我国 现有航站楼常见的两种柱型方案及一种相应的对比方案，通过三种方案进行反应谱分析，对基底总剪力、位移 角、节点内力三个指标进行对比，对抗震性能进行了研究。研究表明，航站楼结构中混凝土结构部分与钢结构 支承柱部分的连接方式和约束条件对整个结构的抗震性能影响较大。 关键词：大跨度航站楼，柱型设计，反应谱分析，抗震性能 一、引言 随着航空业的迅猛发展，航站楼逐渐成为城市的地标性建筑。设计既要应航站楼功能的要求对部分空 间做多种区域划分，又要满足外形独特美观、空间宽敞明亮等建筑要求，这使得航站楼结构通常具有以下 特点：对屋盖采用钢结构并以大柱距、大柱高的柱支承提供开敞空间；下部以混凝土结构不规则柱网完成 各功能区的划分，形成小空间。因此，上部屋盖支承柱与下部混凝土框架共同工作的结构形式，在地震作 用下的受力性能复杂，具有一定的工程设计难度和研究价值。针对此类建筑的结构特点，本文以无锡硕放 机场航站楼为工程背景，选取两种常用的结构方案和一种对比方案，对钢结构支承柱、混凝土结构在不同 协同工作方式下进行了设计比较和抗震性能评价。。 二、工程概况 无锡硕放机场二期航站楼扩建工程包括航站楼主楼、候机廊、既有航站楼加建改造及新老航站楼车道 边雨棚，总建筑面积约5．6万平方米。航站楼混凝土结构主楼地上2层(局部5层)，局部设一层地下室， 72米，．柱距24米，陆侧高23．3米，空侧高16．8米，采用钢管混凝土格构柱；屋盖采甩新颖的曲面网架加 跨度、大柱高、大悬挑的特点。 i 结构安全等级为一级，．抗震设防类别为乙类，设计抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值0．059，设 计地震第二组，场地类别III类，多遇地震下：Qmax=0．078，Tg=0．45s。 三、结构方d案：日个叫／罗R 一、 为便于分析比较，，本文使用有限元软件ABAQUS建立模型，钢结构及支承柱与实际设计完全相同，混 凝土结构在原结构基础上将模型简化为柱距12米的框架结构，其中空侧一层、陆侧两层，一、二层柱高分 别为7．6米和6．5米；柱与原结构12米柱距的柱驭相同截面，并且分别根据规范进行设计验算。 其中，钢结构支承柱和混凝土结构沿Y方向存在偏心，x向地震输入时，结构出现扭转；而结构沿x方 工业建筑2013增刊 517 第十三届全国现代结构工程学术研讨会 向不存在偏心。这与实际工程中，航站楼因功能和建筑要求在空侧和路侧的结构造型、梁柱布置等不一致 的情况相符。 本文选择三种主体结构方案(表1)，方案一柱的形式与实际工程相同，通过设置隔震缝将两种结构分离， 使其各自工作(图a)：方案二在方案一、方案三的基础上变化，将混凝土有关柱顶节点与四周钢格构柱节 点刚性连接，使重合的混凝土柱和钢结构支承柱协调工作(图b)；方案三采用现有航站楼中较为常见的另 一种柱的形式，即钢结构支承柱落于混凝土结构上，其中边柱和角柱参考同类型建筑作适当放大(图c)， 如表1。 表1 结构方案对比 方案一： 方案二： 方案三： 钢结构支承柱和混凝土结构部分独立 混凝土柱节点与钢结构支承柱连接 混凝土结构支撑钢结构支承柱 (混凝十柱截面分别取： (混凝十柱截面分别取： (混凝土柱截面分别取： 900×900，R450，R475，R400)900×900，R450，R475，R400) |：：。。以。 ?：≮囊7≮j。