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平板网架结构工程实例解析
首都机场A380机库
班级:10建筑学
姓名:滕超
学号:1041401073
概况:
A380 机库位于首都机场3 号航站楼的北侧, 其施工单位是北京建工集团, 结构设计方案由中国航空工业规划设计研究院提供。该工程总建筑面积6.4 万m2 , 局部地上3 层, 地下1 层, 由机库大厅和附楼两部分组成, 其中机库大厅跨度2m *176.3m,进深110m, 屋盖顶标高+ 39.800m。建成后可同时容纳4 架A380 空中客机或两架A380 和4 架B747大型客机, 是目前世界上最大的飞机维修库。屋盖结构为3 层焊接球型钢网架, 总面积3.9 万m2 , 总质量约为7 000t, 采用地面组拼、一次整体提升到位的施工方案, 其一次提升面积和重量均堪称世界之最。在机库建设中屋盖结构的整体提升无疑是最大的技术难点。
一层平面:
首都机场机库能同时容纳四架波音747大型客机进行维修。由于机库功能的特殊性和对空间的特殊要求,平面布局采用大空间在一侧,辅助用房在机库另一侧的布局方式,将机库大空间做整。
内部空间:
飞机库内部主空间为供飞机停靠的大空间,高度和跨度都比一般建筑大,而且要求内部没有柱网等障碍。
立面造型:
飞机库整体造型为方形,立面为通透的玻璃材质。配合结构特点,整个建筑显得轻盈简洁。
结构分析:
屋盖结构设计是大跨度机库设计的关键,方案的制定必须要满足以下要求:根据机场空域高度的限制,机库屋顶最高点不得超过40m;屋顶结构的布置和尺寸应满足工艺使用和设置悬挂吊车的要求,屋盖结构的变形不影响悬挂吊车和机库大门的正常运行;机库能满足8度地震的抗震设防要求;同时还要考虑到屋盖结构制作、运输、吊装合理可靠,加快施工周期。根据以上原则,在经过多种方案比较之后,选用了多层四角锥网架和栓焊钢桥相结合的空间结构体系。
结构平面和立面:
机库结构平面图和结构立面图如图所示,其中机库大门处网架边梁设计成一箱形的空间桁架两跨连续钢梁,宽9.5m,高11.5m。
工程难点:
1、钢结构跨度大、面积大,为国内外之最:本工程钢结构跨度352.60m,,进深114.5m,屋盖顶标高+39.800m。屋盖结构采用三层斜放四角锥钢网架,下弦支承,机库大门处屋盖采用焊接箱形钢桁架,宽9.5m,高11.5m。对于如此大跨度结构施工,国内并没有先例和成熟的施工经验可以借鉴,选取的科学的施工方案,确保工程质量、确保结构自身安全与施工安全、有效地控制施工进度、合理的降低施工成本是本工程以及类似工程的重中之重,必须进行深入细致地研究。
工程难点:
2、结构拼装质量要求高:本工程钢结构采用三层斜放四角锥钢网架与钢桁架结合的结构,跨度352.60m,,进深114.5m,结构形式复杂,对施工中平面控制网的测量精度要求非常高;如何根据结构自身特点采取正确的拼装方法、拼装精度控制措施以及如何保证拼装完毕后整体结构的最后闭合,需要仔细研究。另外,本工程构件数量巨大,现场节点形式多样,如何结合结构跨度、进深、高度以及结构形式特点,采取有效的焊接工艺和焊接质量控制措施,确保焊接质量以及整体结构拼装质量是本工程的难点。
工程难点:
3、任务重、工期紧:首都机场四机位总工期三年。本工程为满足奥运会前投入使用的需要,将常规下的36个月工期缩短为20个月。
施工方案的选择:
现有的施工方案有高空散拼、分段吊装和整体提升三种,但考虑各自的优缺点以及人力物力、安全管理等条件,最终选择了整体提升这一施工技术。其优点是大量工作都可以在地面完成,减少工装脚手架用量,避免了高空作业,降低了工程的安全管理的难度。由于现场场地较大,可以形成多点、多面流水作业,加快地面拼装进度,有利于工程安装精度控制。
整体提升技术:
为了最大限度的满足结构设计的边界条件,确保工程质量;加快工程施工进度、为后续工作创造条件;降低工程成本;确保施工安全。对本工程,采用一次性整体提升就位的施工工艺。采用一次性整体提升结构有如下优点:提升的结构重量重,可达万吨以上;提升结构的尺寸、面积和体积大;计算机控制,自动化程度高;减少高空作业量,施工安全、可靠,降低施工风险;缩短施工周期,降低施工费用。根据以上分析我们决定采用网架与桁架同时提升的方案。
施工现场进行多点多面的地面拼装工作
将拼装好的网架进行一次性整体提升
总结:
跨度大,高度高成为机库结构设计的关键;
选用多层四角锥网架和栓焊钢桥相结合的空间结构体系;
首都机场A380机库运用一次性整体提升技术,将平板网架结构进行组装;
造型简洁轻盈;
谢谢!
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