广州新机场主航站楼点支式玻璃幕墙结构设计.pdf

第33卷第11期
建筑结构
03年11月
广州新机场主航站楼点支式玻璃幕墙结构设计
花定兴姚裕昌韩平元王德勤张桂先
(深圳市三鑫特种玻璃技术股份有限公司深圳518054
提要]介绍了广州新机场主航站楼点支式玻璃幕墙结构设计和幕墙结构体系与主体结构的关系。基于静
力分析的结果提出了合理的构造措施。论述了自平衡索桁架这一新的结构型式,对其进行了结构试验验证
另外,根据风振响应分析选取了合理的风振系数
关键词]幕墙结构自平衡索桁架结构试验风振系数
he article introduces the structural design of spider-fitting glass curtain wall of the Guangzhou new airport and static
analysis of the glass curtain wall systems and the main structurcs, and puts lorward the rational structurc mcasurcs
The new structural form of self-balanced cable truss is tesed through structural experiments. Besides, the reasonable
wind vibration coefficient has been obtained by the analysis of wind vibration rcsponscs
Keywords: curtain wall i self-balanced cable truss structure test; wind vibration coefficient
、工程简介
然
广州新白云国际机场是华南地区的主要枢纽机
场。其航站楼建筑设计完美地结合了当代建筑艺术和
现代科技成果,优美的建筑造型和立面品莹刿透的点
支式玻璃幕墙将使其成为具有二十一世纪国际先进水
平的大型现代化国际航空港。首期航站楼建筑面积约
30万m2。幕墙面积约14.9万m2,其中点支式玻璃幕
墙为8.15万m2,主楼南、北立面三层以上点支式玻璃
幕墙(见图1)平面长约288m,分三个温度区段,中间段
长108m。立面呈弧形,中间高,两端低,桁架高度约30
33m。以下仅对中间区段结构进行分析,计算模型
见图2(其它二边二个温度区间结构型式相同,高度为
15-30m)。
图1幕墙结构施工图
结构体系布置
紮间距3m
钢桁架间距9m三角形钢托架
1.结构体系
多方案比较,幕墙抗风桁架柱确定采用单片抗
端
部
风钢桁架(见图3),其间距9m,每块玻璃宽高尺寸为
柱
3m×x1,5m,水平设立跨度9m的自平衡索桁架,与钢?
?间
主挂主主送支
桁架腹杆铰接,柱顶设立一道纵向空间三角形托架
落掉
500
11×9000=99000
4500
(由三根炫杆及腹杆、斜杆组成的钢桁架,跨度9m,主
水平自平衡索桁架度9m
要功能为承受玻璃自重),伸缩缝处柱间设立直径为
24的交又不锈钊拉杆支撑,柱底与楼层铰接,柱顶与
图2结构计算模型
屋面水平抗风桁架活动较接(仅传水平カ,不传垂直索桁架,再通过竖向钢桁架柱分别传给楼板及屋盖
力),详见图4。为保证竖向钢桁架平面外稳定需要,玻璃幕墙重量通过吊索(间距3m)传给上部柱顶钢托
沿高度每6m在水平自平衡索桁架端部设立斜撑与竖架,然后由钢托架通过竖向钢桁架柱传给楼面。
向钢桁架前后弦村铰接。整个幕墙向外前倾角为80
.幕墙与主体建筑的连接
2.传力途径
由设计院提供大屋盖在最不利荷载组合下,其各
水平风力山玻璃面板通过连接件传给水平自平衡
向的位移分别为:沿玻璃面(纵向)的位移为50mm,
垂直玻璃面(横向)的位移为100mm,竖向(上.、下)位未及时作详尽的解释,不同
移为30mm,由于整个玻璃幕墙的主要材料玻璃为脆的技术人员所设计的结构后弦代
前弦杆
性材料,因此要求幕必须在满足牢闭连接(依附)在其结果也相差甚远。此问“孔
主体建筑物上的同时,还必须适应主体建筑屋盖的各题在楼层不高、跨度不大的
向位移。屋面水平抗风桁架只能传水平力,不允许传有框幕墙中影响可能不太
柱靴(铸件
销轴
垂直力。设计中在柱顶设一特殊的活动机构与屋面抗明显,但对大跨度的点支式
风桁架接,此机构为双向活动的迮杯机构(见图4),玻璃幕墙结构,其计算的结
楼面
当屋架发生変形时,此机构完全可满足屋画的竖向和果差异是非常大的。根据
纵向位移,并能可靠地传递水平风力,根据结构体系需
我们对结构、力学原理的理
图5柱脚铰接
要,柱脚设计为铰接(见图5)。
解,采用瞬时风压的阵风系
结构静力分析
数对玻璃面板及其迕接件的计算比较适用,主要是由
1.基本参数取值
于瞬时风压对小面积玻璃构成较大的冲击,且玻璃是
基木风压eo取0.5kP2a;地面粗糙度类别为B类
地震设防烈度为6度,抗震措施按7度考虑
离散性较大的脆性材料,而计算大跨度幕墙结构应套
玻璃面板为中间夹胶的两层钢化玻璃,即12(FT)+
用GiHJ9-87比较合理,主要原因是幕墙结构与主体结
54PVB+10(FT),自重0.6kP:考虑到材料差异及工程构计算所采用的风荷载计算应保持一致性,考虑到此
经验,为慎重起见,玻璃自身不参与其支承结构计算,仅
幕墙高度较大,风振比较敏感,根据哈尔滨业大学空
作安全储备考虑。不锈钢绞线E=1.25×10°MPね,破断同结构研究中心专门风振响应计算,综合分析取风振
强度为147OMPa,安全系数一般取2.5~3.0。
系数B2=2.0;风荷载计算的其它参数均参照《广州新
2.风振系数取值
白云国际机场航站楼风洞试验报告》取值。
风荷载是幕墙最重要的荷载,原《建筑结构荷载规
3.空间整体结构让算
范》(GBJ9-87)及《玻璃幕墙工程技术规范》(JGJ102
(1)结构计让算模型模型如图2所示。边界条件
96)对风荷载标准值计算的公式均为cuk=B2、A2てCo
为:竖向钢桁架和吊索的下端约束三个方向的线位移
其中在规范JGi102-96中2描述为瞬时风压的阵风钢顶端仅約東幕增平面外位移,计算模型两端均为
系数,取值为2.25,其条文解释为10min平均风压转换?距4.5m宽的两榀钢桁架由交叉拉村支撑组成以保
为3s瞬时风压阵风系数,而在GB]9-87中8,为风振证幂增结构纵向稳定性,拉索采用受拉的索单元,钢架
系数。两者是完全不同的概念。其值差异也较大,在采用杄单元。
幕墙界一度引起人们产生各种模糊概念,有关资料也
(2)构件截面杆单元采用Q235无缝钢管。索
单元采用单股钢纹线,其规格为1×19,主要杆件截面
活动机构
纵向一角形
主体钢屋架
托果
,508×16
见表1。
连接刚体传递
水平风力
(3)预应力施加索结构施加预应力原则主要考
虑在最不利荷载组合作用下,索中不允许出现压应力,
为保证使用期间不出现松弛