▎項(xiàng)目概況 北京新機(jī)場(chǎng)位于北京市南部永定河北岸,,北京市大興區(qū)禮賢鎮(zhèn)、榆垡鎮(zhèn)和河北省廊坊市廣陽(yáng)區(qū)之間,,屬國(guó)家重點(diǎn)工程,。 航站區(qū)主要包括航站樓及綜合換乘中心、停車樓和綜合服務(wù)中心等三個(gè)主要的建筑單元,。航站區(qū)總用地面積約27.9公頃,,南北長(zhǎng)1753.4m,東西寬約1591m,,總建筑面積約143萬(wàn)平方米(含地下一層),,其中航站樓建筑面積約80萬(wàn)平方米,綜合服務(wù)樓建筑面積約13萬(wàn)平方米,,停車樓建筑面積約26萬(wàn)平方米,,軌道交通建筑面積約23萬(wàn)平方米。 航站樓混凝土結(jié)構(gòu)南北長(zhǎng)996m,,東西方向?qū)?144m,,由中央大廳、中央南和東北,、東南、西北,、西南五個(gè)指廊組成,,中央大廳地下二層、地上五層,,其他區(qū)地下一層,,地上二到三層,。 ▼ 圖1 航站樓鳥瞰 主體建筑航站樓由中央主樓和五條互呈60°夾角的放射狀指廊構(gòu)成(圖1),在航站樓以北的中軸線上是旅客綜合服務(wù)樓,,在綜合服務(wù)樓的東西兩側(cè)是兩棟停車樓,,綜合服務(wù)樓的平面形狀與航站樓的指廊相同,由此與航站樓共同形成了一個(gè)形態(tài)完整的總體構(gòu)型,,該構(gòu)型外包直徑為1200m(圖2),,航站區(qū)的各建筑都包羅在了這個(gè)圓形之中。 北京新機(jī)場(chǎng)航站樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震設(shè)防烈度為8度,,相應(yīng)的設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.20g,;建筑抗震設(shè)防類別為乙類;建筑場(chǎng)地類別為Ⅲ類,;設(shè)計(jì)地震分組:第一組,,特征周期:0.45s;本場(chǎng)地地基土層地震液化程度判定:輕微-中等液化,。 ▼ 圖2 航站樓平面尺寸及標(biāo)高圖 ▎結(jié)構(gòu)體系 航站樓主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),,主體混凝土結(jié)構(gòu)分為19個(gè)單元(圖3),單元之間的分縫在地下按伸縮縫和沉降縫設(shè)置,,地上按抗震縫設(shè)置,,混凝土柱網(wǎng)為9m×9m和9m×18m。中央大廳(C區(qū))長(zhǎng)寬兩個(gè)方向的尺度較大(518m×395m),,建筑功能復(fù)雜,,屋頂鋼結(jié)構(gòu)支承條件復(fù)雜,采用隔震措施,,隔震目標(biāo)為降低一度,。 為滿足建筑布局靈活多變的功能要求。經(jīng)綜合考慮,,航站樓主體結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),,鋼筋混凝土柱均為圓柱。主樓混凝土結(jié)構(gòu)樓板均采用鋼筋混凝土全現(xiàn)澆主次梁樓蓋體系,。 ▼ 圖3 混凝土結(jié)構(gòu)分段示意圖 ▼ 圖4 鋼結(jié)構(gòu)分段示意圖 航站樓屋頂投影面積約為35萬(wàn)平方米,,南北長(zhǎng)約1000m,東西寬約1100m,,屋頂及支承屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu),。航站樓上部鋼結(jié)構(gòu)分為6個(gè)區(qū)(圖4),包括主樓C區(qū),、西北指廊WN區(qū)及東北指廊EN區(qū),,中央指廊CS區(qū),西南指廊WS區(qū)和東南指廊ES區(qū)。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合放射型的平面功能,,主樓C區(qū)在中央大廳設(shè)置六組C型柱,,形成180m直徑的中心區(qū)空間,在跨度較大的北中心區(qū)加設(shè)兩組C型柱減少屋蓋結(jié)構(gòu)跨度,;北側(cè)幕墻為支撐框架,,可以給屋蓋提供豎向支承及抗側(cè)剛度,同時(shí)設(shè)置支撐筒,,支撐筒頂與屋蓋連接處按照方案比選結(jié)果采用不同的連接方式,,為主樓C區(qū)屋蓋提供可靠豎向支承和水平剛度。指廊區(qū)由布置在采光頂兩側(cè)的鋼柱和外幕墻柱形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體系,,如圖5所示,。 ▼ 圖5 C 區(qū)鋼結(jié)構(gòu)屋蓋及支承體系示意圖 隔震預(yù)期目標(biāo)為將隔震層上部結(jié)構(gòu)的水平地震作用及有關(guān)的抗震措施按照降低1度(即7度)設(shè)計(jì),,豎向地震作用及抗震措施不降低。 按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB?50011—2010)(以下簡(jiǎn)稱“抗震規(guī)范”)的規(guī)定,,水平向減震系數(shù)為: 隔震層由鉛芯橡膠隔震支座,、普通橡膠隔震支座、彈性滑板支座和阻尼器組成,,隔震支座共計(jì)1152個(gè),。隔震支座布置如圖7所示。 對(duì)于豎向反力較大處,,采用彈性滑板支座,。共布置160個(gè)阻尼器,,阻尼系數(shù)1250?kN/(m/s)1.0,,阻尼指數(shù)1.0,。阻尼器布置如圖8所示。 隔震支座參數(shù)如表1所示,,彈性滑板支座參數(shù)如表2所示,。 根據(jù)地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告中提供的地震動(dòng)參數(shù),中震和大震分析分別選用5條天然波和2條人工波進(jìn)行地震輸入,,地震波的頻譜特性,、有效峰值和持續(xù)時(shí)間均符合抗震規(guī)范相關(guān)規(guī)定。 在設(shè)防烈度地震作用下,,7條地震波的各層平均水平地震減震系數(shù)均小于0.4(圖9),,滿足預(yù)期減少1度的目標(biāo)。 在恒荷載+0.5倍活荷載下,,隔震墊的最大壓應(yīng)力為11.9?MPa,,小于12?MPa;滑移隔震橡膠支座最大壓應(yīng)力為20.7?MPa,,小于25?MPa,,滿足抗震規(guī)范要求。 在恒荷載+0.5倍活荷載下,,隔震墊的豎向變形最大變形值為3.9?mm,,相鄰橡膠墊相對(duì)變形最大值為1/3333。 在罕遇地震作用下,,隔震支座的水平變形如表3所示,,X主向地震作用輸入時(shí),最大水平變形為591?mm,,Y主向地震作用輸入時(shí),,最大水平變形為585?mm,滿足隔震支座變形的要求,。阻尼器的設(shè)置有效地減小了罕遇地震下的水平變形,。 在罕遇地震作用下,鉛芯支座與普通橡膠支座最大壓應(yīng)力為22.7?MPa(圖10),,小于30?MPa,。滑移隔震支座最大壓應(yīng)力為39.5?MPa,,滿足《減震隔震彈性滑板支座》(GB?20686.5—2014)50?MPa的要求,;所有支座最大拉應(yīng)力0.2?MPa,小于1?MPa,。 地震輸入下,,隔震層以上各層層間側(cè)移比如圖11所示,,最大層間側(cè)移角發(fā)生在第一層,平均值為1/384,,滿足抗震規(guī)范要求,。 在地震輸入下,隔震層以下各層層間側(cè)移比如表3所示,,地下一層X向?qū)娱g側(cè)移比為1/1224,,地下二層X向?qū)娱g側(cè)移比為1/2100。 上部鋼結(jié)構(gòu)減震系數(shù)如表4所示,。隔震后,,鋼結(jié)構(gòu)減震系數(shù)X向0.30,Y向0.29,,均小于0.40,,水平地震作用可降低1度。 選取屋蓋圖12節(jié)點(diǎn)位置評(píng)估地震作用下的鋼結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng),。在水平X向地震作用下,,非隔震結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)比較明顯,扭轉(zhuǎn)位移比1/3283,。隔震后結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯減弱,,扭轉(zhuǎn)位移比1/15365,減小約79%,。 選取屋頂鋼結(jié)構(gòu)最高點(diǎn),,評(píng)估罕遇地震作用下屋頂鋼結(jié)構(gòu)的加速度,X向輸入地震作用,,加速度峰值均值為1.35?m/s2,,Y向輸入地震作用,加速度峰值均值為1.63?m/s2,。與輸入大震峰值加速度4?m/s2相比,,隔震后加速度明顯減小。 隔震支座通過(guò)錨筋與上下支墩相連(圖13),,為保證支座的平整度,,在支座與下支墩連接時(shí)通過(guò)二次灌漿進(jìn)行找平。該連接形式可保證滿足安裝精度的同時(shí),,進(jìn)行快速高效安裝,。 隨著新的《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB 18306—2015)的頒布與實(shí)施,隔震技術(shù)得到越來(lái)越廣泛的關(guān)注與應(yīng)用,,建筑設(shè)計(jì)也從傳統(tǒng)的“抗震”逐漸向“減震”“隔震”方向發(fā)展,。本文結(jié)合北京新機(jī)場(chǎng)的層間隔震設(shè)計(jì),探討了在大型公共建筑中采用隔震技術(shù)的可行性,,并付諸工程實(shí)踐中,。通過(guò)一系列的計(jì)算分析表明,,北京新機(jī)場(chǎng)的隔震設(shè)計(jì)可有效減小地震作用,可大幅提高罕遇地震作用下上部結(jié)構(gòu)的受力性能,。 為保證罕遇地震作用下隔震層處于正常的工作狀態(tài),,對(duì)隔震支座、彈性滑板支座以及阻尼器等正在進(jìn)行100%的力學(xué)性能測(cè)試,。同時(shí)為驗(yàn)證計(jì)算分析結(jié)果,,正在進(jìn)行北京新機(jī)場(chǎng)的振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)。 教授級(jí)高級(jí)工程師,,1985年畢業(yè)于東南大學(xué)土木工程系,獲結(jié)構(gòu)工程學(xué)士學(xué)位,,1988年獲東南大學(xué)土木工程系工學(xué)碩士學(xué)位,。中華人民共和國(guó)一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師。現(xiàn)任北京市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司結(jié)構(gòu)總工程師,。長(zhǎng)期從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作,,代表性工程有:首都機(jī)場(chǎng)T3航站樓、昆明長(zhǎng)水國(guó)際機(jī)場(chǎng)航站樓,、北京電視中心,、中石油大廈、深圳福田體育公園,、全國(guó)人大機(jī)關(guān)辦公樓,、全國(guó)人大常委會(huì)議廳改擴(kuò)建、僑福芳草地,、北京銀河SOHO,、珠海歌劇院、北京CBD-Z15,、北京CBD-Z6,、西安國(guó)際金融中心、北京新機(jī)場(chǎng)航站樓等,,并參編了多項(xiàng)國(guó)家規(guī)范和行業(yè)規(guī)程,。獲得的主要獎(jiǎng)項(xiàng)有:全國(guó)優(yōu)秀建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獎(jiǎng)10項(xiàng);北京市優(yōu)秀工程設(shè)計(jì)獎(jiǎng)20項(xiàng),;全國(guó)優(yōu)秀工程勘察設(shè)計(jì)獎(jiǎng)15項(xiàng),;北京市科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)3項(xiàng)。 ------END----- 建久安之勢(shì) 成長(zhǎng)治之業(yè) 江蘇力匯振控科技有限公司
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