昆明长水机场总体结构

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,昆明长水机场总体结构,1 总体构造2 根底构造3 钢构造4 隔震构造5 幕墙构造,昆明新机场航站楼构造设计介绍内容：,一 工程概况,航站楼工程主要经济技术指标,建筑面积：,航站楼 548300平方米,停车楼 90640平方米，,预留轻轨车站18750平方米,建筑长度：,航站楼：南北长,东西长,停车楼：东西长 330m,南北长 130m,建筑高度：,中轴屋脊最高点标高,根本构成：,地上局部四层，地下三层。,2021 年机位国内57、国际8,2021年机位国内78、国际17,2035年机位国内92、国际39,功能布局,四层： 陆侧餐饮和,VIP,旅客休息室,三层： 值机大厅及国内出发安检区、,候机区,二层： 国际出发联检区、候机区；国,内候机区、到达通廊,首层： 国内进港通道、国际进港通道,及联检区,地下一层： 行李提取大厅、迎客大厅及,到达车道边,地下二层：与停车楼以及未来城铁车站,连接过厅,地下三层：停车楼及附属用房。,二 构造选型,昆明新机场航站楼工程的特点,属于超长、超大、大跨度建筑,建筑造型复杂,面临复杂的场地地质环境,拟建场地临近小江断裂带,屋顶支承构造为钢彩带,前中心区外立面拟采用索幕墙,昆明新机场航站楼构造设计将会遇到的问题,构造超长需进展多点地震输入构造分析,大跨度空间构造,钢彩带构造的设计问题,地基根底将会遇到很多困难,抗震设计方面的问题,索幕墙构造与钢彩带共同工作,需进展构造超限审查,构造选型,航站楼根底采用人工挖孔大直径灌注桩根底,航站楼下部构造采用现浇钢筋混凝土框架构造,航站楼上部构造采用钢构造,其中：屋顶为曲面空间网架构造，采用四角锥网架和正交桁架系结合的网架形式；,前中心区的屋顶支承构造为钢彩带构造和钢管柱，其它区域为钢管柱。,在航站楼前中心区采用隔震构造,在航站楼前中心区外侧采用单层索构造,构造分段：,下部构造钢筋混凝土框架构造拟分为16段,上部屋顶钢构造拟分为7段,三 设计依据,中国建筑西南勘察设计研究院提供的?昆明新机场新航站区岩土工程初步勘察报告?,云南省地震工程研究院提供的?昆明新机场新航站区场地地震平安性评价报告?,设计地震动参数,50,年超越概率,63%,10%,3%,Amax(m/s,2,),0.95,3.00,5.07,2.25,2.25,2.25,Tg(sec),0.40,0.45,0.50,max,0.22,0.69,1.16,1,设计条件,构造设计基准期： 50年,构造设计使用年限： 50年,建筑构造平安等级： 一级,建筑抗震设防分类： 乙类,地基根底设计等级： 甲级,根底设计平安等级： 一级,风荷载：按100年一遇根本风压取值；,风压高度变化系数按B类地面粗糙度,雪荷载：按100年一遇根本雪压取值；,超长混凝土构造考虑温度变化和混凝土收缩影响，综合考虑温差20,裂缝控制：地下构造,地上构造,2,设计标准,根据本工程构造的具体情况和特点，非隔震构造确定以下设计原那么：,在多遇地震作用下，构造处于弹性状态；,在中震作用下，重要构件按中震的要求进展设计；,进展构造整体弹塑性分析，验算构造的层间侧移和层间侧移延性比；,对超长型构造进展水平双向多点输入时程地震反响分析；,对屋盖构造支撑钢柱进展抗连续倒塌验算；,针对重要部位，按地震作用水准和建筑性能水准，确定建筑抗震性能目标，进展性能化设计。,3 构造设计原那么,隔震构造确定以下设计原那么：,在多遇地震作用下，构造处于弹性状态；,在中震作用下，主要构造构件按不屈服的要求进展设计；,进展构造整体弹塑性分析，验算构造的层间侧移和层间侧移延性比；,对超长型构造进展水平双向多点输入时程地震反响分析；,对屋盖构造支撑钢柱进展抗连续倒塌验算；,针对重要部位，按地震作用水准和建筑性能水准，确定建筑抗震性能目标，进展性能化设计。,3 构造设计原那么,四 构造超限分析,构造超限分析,昆明新机场航站楼工程属于超限大跨空间构造，构造超限局部主要在A区核心区。其他区的构造超限仅E区、F区下部混凝土构造分4段，屋顶钢构造连成整体，构造计算长度超过300m。,A区核心区构造超限主要有以下几个方面：,航站楼工程中，A区、E区、F区的构造长度超过了300m；,构造超限分析,由于屋顶支承构造为钢彩带构造，水平和垂直方向的抗侧刚度差异很大，会引起构造扭转；,钢构造，屋顶造型复杂，屋顶支承构造为钢彩带构造；,构造超限分析,楼板开洞面积较大；,构造超限分析,钢构造，屋顶造型复杂，屋顶支承构造为钢彩带构造；钢彩带平面外计算长度取值标准没有规定；,A区核心区1#钢彩带为满足建筑要求，采用了索幕墙构造。,计算软件和计算模型,建研科技股份编制的“PK-PM系列软件新标准2005版本；,北京金土木软件技术编制的“集成化的建筑构造设计与分析软件ETABS9中文版；,北京金土木软件技术编制的Sap2000 V9中文版集成化构造分析与设计软件；,安世亚太科技编制的ANSYS V10 构造计算软件；,北京迈达斯技术编制的MIDAS/Ggn中文版构造分析与设计软件；,北京理正软件设计研究所编制的“版理正构造设计工具箱系列软件。,计算软件和计算模型,计算分析模型为两个：,各段混凝土构造与屋顶钢构造；,下部混凝土构造与屋顶钢构造组合模型；,性态设计目标,核心区A段采用根底隔震体系，隔震计算时，地震作用分析结果应满足?抗震标准?第条及其条文说明规定的楼层最小地震剪力要求。补充进展非隔震模型抗震验算时，宜满足标准中度设防烈度时的设计要求。,彩带和钢柱构造的抗震性能,抗震设防水准,第一水准,(,小震,),第二水准,(,中震,),第三水准,(,大震,),抗震性能,没有破坏,没有破坏,不产生严重破坏,地震影响系数,0.12,（隔震后,7.5,度）,0.34,（隔震后,7.5,度）,1.15,（安评、罕遇地震）,水平地震加速度,55 gal,150 gal,490 gal,分析模型,没有隔震的模型,没有隔震的模型,带隔震层的整体计算模型,分析方法,反应谱法为主,时程法补充计算,反应谱法为主,时程法补充计算,时程法计算,控制标准,按照弹性设计,层间位移角,1/200,钢柱不屈服,彩带宜按弹性设计,层间位移角,1/80,彩带、钢管柱、节点不屈服,性态设计目标,屋顶构造的抗震性能,抗震设防水准,第一水准,(,小震,),第二水准,(,中震,),第三水准,(,大震,),抗震性能,没有破坏,没有破坏,不倒塌,地震影响系数,0.12,（隔震后,7.5,度）,0.34,（隔震后,7.5,度）,1.15,（安评、罕遇地震）,水平地震加速度,55 gal,150 gal,490 gal,分析模型,没有隔震的模型,没有隔震的模型,带隔震层的整体计算模型,分析方法,反应谱法为主,时程法补充计算,反应谱法为主,时程法补充计算,时程法计算,控制标准,按照弹性设计,构件不屈服,支座构件、支座节点不屈服,性态设计目标,其它区采用抗震设计,钢管柱构造的抗震性能,抗震设防水准,第一水准,(,小震,),第二水准,(,中震,),第三水准,(,大震,),抗震性能,没有破坏,没有破坏,不倒塌,地震影响系数,0.188,（安评）,0.61,（安评）,1.15,（安评）,水平地震加速度,80 gal,260 gal,490 gal,分析方法,反应谱法为主,时程法补充计算,反应谱法为主,时程法补充计算,时程法计算,控制标准,按照弹性设计,层间位移角,1/200,构件不屈服,层间位移角,1/40,节点不屈服,性态设计目标,其它区采用抗震设计,屋顶构造的抗震性能,抗震设防水准,第一水准,(,小震,),第二水准,(,中震,),第三水准,(,大震,),抗震性能,没有破坏,没有破坏,不倒塌,地震影响系数,0.188,（安评）,0.61,（安评）,1.15,（安评）,水平地震加速度,80 gal,260 gal,490 gal,分析方法,反应谱法为主,时程法补充计算,反应谱法为主,时程法补充计算,时程法计算,控制标准,按照弹性设计,构件不屈服,支座构件、支座节点不屈服,控制标准,钢管柱和彩带设计控制参数,在多遇地震作用下弹性层间相对侧移 h/200,在风荷载作用下弹性层间相对侧移 h/300,在罕遇地震作用下弹塑性层间相对侧移 h/40非隔震区域,h/80隔震区域,彩带局部不考虑地震作用时，构造强度、稳定应力 材料设计强度,钢管柱局部不考虑地震作用时，构造强度、稳定应力 材料设计强度,彩带局部在多遇地震作用下，构造强度、稳定应力 材料设计强度,考虑承载力调整系数,钢管柱局部在多遇地震作用下，构造强度、稳定应力 材料设计强度,考虑承载力调整系数,彩带在中震作用下，构造强度、稳定应力 材料设计强度,考虑承载力调整系数,钢柱在中震作用下，构造强度、稳定应力 材料强度标准值,不考虑承载力调整系数,彩带及钢管柱长细比 99,彩带及钢柱板件宽厚比、高厚比 30,摇摆柱长细比 120,控制标准,屋顶网壳构造设计控制参数,网架挠度 L/250,非抗震组合和常遇地震组合，重要杆件应力比 考虑承载力调整系数,非抗震组合和常遇地震组合，一般杆件应力比 考虑承载力调整系数,中震组合，杆件应力比 材料强度标准值,不考虑承载力调整系数,压杆长细比压杆及拉力小于50kN的拉杆 150一般压杆, 120重要压杆,拉杆长细比 200,针对性抗震措施,A区核心区,采用根底隔震构造,对超长构造进展多点输入地震反响分析,按性态设计目标进展构造设计,E区、F区的构造,对超长构造进展多点输入地震反响分析,按性态设计目标进展构造设计,其它区的构造,按性态设计目标进展构造设计,五 多点输入地震反响分析,昆明新机场航站楼最大分块单元为核心区A区，平面两个方向的尺寸分别为325m和256m，其它分块区域的尺寸也在200m300m之间，属于超长型构造，应当对该构造进展多点输入地震反响分析。特别是对于平面尺寸最大的A区，采用了隔震构造，多点地震输入对其影响还未见详细的研究。,核心区A区多点地震输入,根据国内外目前对于多维多点输入地震反响分析的研究，得到的一致结论是：一致地震动鼓励下的构造响应是高于或是低于空间相关地震动多维多点输入鼓励下的响应，取决于构造的动力特性、截面形式、位置、反响类型以及地震动变异性的大小等，即使是最简单的构造形式也无法确定何种鼓励会引起最大的响应。因此对于实际构造工程，计算时只能针对具体问题进展具体分析，不能一概而论。在没有定论的情况下，应当对构造进展多点输入地震反响数值计算分析，这样做可以使构造的抗震计算更加准确合理。,进展多维多点输入地震反响分析的普遍结论,在单点输入问题中构造的绝对位移相对位移支座位移，在设计中我们通常仅关心相对位移；在多点输入问题中构造的绝对位移拟静力位移动力位移之和，由于各支承点在同一时刻位移并不一样，不存在同一相对参照坐标系，因此没有与单点输入问题相匹配的相对位移的概念。通常不将位移作为设计的主要评价指标。,在单点输入问题中，构造的内力仅与相对反响量有关；而对于多点输入问题中，拟静力位移对于超静定构造的内力奉献不可忽略，构件内力是多点输入地震反响分析的主要评价指标。,多点输入与单点输入地震反响分析的区别,选用时程分析法作为本工程多维多点输入地震反响分析的主要方法。时程分析法属于确定性方法，该法在计算上能很好地解决多点输入问题。具有技术成熟、结果稳定可靠、对设计有指导意义等优点。目前在建筑工程领域对实际工程进展多点输入地震反响分析的例子不多，在桥梁工程领域采用时程分析法进展多点输入地震反响分析是比较通用的分析方法，曾用于上海南浦大桥，天津永和桥，江阴长江公路大桥等实际工程。,分析方法,多点地震输入：地震动空间变异性的本质就是相关性的降低。导致相关性降低的原因在于：非均一性效应、行波效应、衰减效应和局部场地条件效应。由于建筑规模所限，衰减效应影响较小，通常情况下不考虑。根据以往的研究成果，“相对于一致地面运动而言，考虑行波效应产生的计算修正占主导地位，而考虑鼓励点间相干性局部损失非均一性效应，局部场地效应产生的计算修正那么小得多，而且多半是略微缩小行波效应的修正量的。因此本次多点地震输入分析主要考虑行波效应。,多点地震输入的考虑因素,地震波的选择,地震波的详细情况详?昆明新机场航站楼核心区构造隔震分析报告?，在多点分析时，选择了以下地震波：,小震：, 人工61#波, 中国建筑科学研究院提供的天然波简称小震1#天然波 US118BORREGO MOUNTAIN , 中国建筑科学研究院提供的天然波简称小震2#天然波 US202,根本参数,大震：, 人工1#波, 中国建筑科学研究院提供的天然波简称大震1#天然波 包括两个方向的地震记录，分别为US232、US233。, 中国建筑科学研究院提供的天然波简称大震2#天然波包括两个方向的地震记录，分别为US361、US362。,时程分析持续时间及步长,输入地震加速度时程曲线的持续时间通常为构造根本周期的510倍。根据前述模态分析的结果以及地震波的波形，本工程时程分析持续时间选择为15s35s之间。,构造底部剪力验算,时程分析的基底剪力与反响谱基底剪力的比较详?昆明新机场航站楼核心区构造隔震分析报告?，选择的地震波满足标准要求。,地震波传播速度确实定：,在进展考虑行波效应的多点输入时程地震反响分析时，通常假定地震波沿地外表以一定的速度传播，各点波形不变，只是存在时间的滞后，简称行波法。地震波在基岩的传播速度为20002500m/s，在上部软土层传播速度较慢，近似取为剪切波速，根据回填区回填的技术要求，回填区的剪切波速不小于200m/s。针对本工程不同的区域回填情况，在分析时各区域按照不同的波速分析。,地震加速度时程峰值：,加速度峰值按照安评报告取值。,核心区A区多维多点输入,本局部内容为核心区隔震构造多维多点输入时程分析的计算结果。采用建研院提供202、203地震波、建研院提供169、170地震波和人工31地震波，对90度、135度、180度和225度四个方向进展了计算。,多维多点输入时考虑回填区与非回填区场地剪切波速的差异，回填区采用200m/s，非回填区采用500m/s。,90,度输入，,X,：,Y,向地震加速度峰值比例：,1,，主方向为,Y,度方向，次方向为,180,度方向,135,度输入，,X,：,Y,向地震加速度峰值比例,=1,：，主方向为,135,度方向，次方向为,225,度方向,180,度输入，,X,：,Y,向地震加速度峰值比例,=1,：，主方向为,180,度方向，次方向为,Y,度方向,225,度输入，,X,：,Y,向地震加速度峰值比例,=0.85:1,，主方向为,225,度方向，次方向为,135,度方向,扭转效应分析,隔震层顶板扭转位移,采用扭转角度来反映构造的扭转效应。在层(隔震层顶板)上选取点A至E五个特征点,计算结果显示，多点输入扭转效应较单点输入有增大趋势，特别是在,135,度扭转位移最大，扭转角达弧度，相当于,A,、,B,两点的扭转位移为。,各层扭转位移比较,比较不同楼层的扭转位移可以看出，标高的楼层和标高的楼楼层扭转位移曲线根本重合，而标高的楼层和标高的楼层扭转位移曲线也根本重合，地上和地下楼层扭转位移曲线有较小的差异。,隔震层相对位移,分析隔震层相对于桩承台顶部的位移,，列出,202,地震波系列下，特征点的相对位移,计算结果显示，多点输入的结果比一致输入的结果略小，且多点输入条件下构造响应比一致输入的响应滞后，有一相位差。,上部各层层间位移,从表中可以看出，多点输入的层间位移较一致输入计算的层间位移稍小。,柱内力变化,从表中可以看出，大局部柱子剪力在多点输入下较一致输入稍小，仅个别柱子剪力在两种输入下根本相当。,EF区构造多点输入时程地震反响分析,EF区平面为一型，平面尺寸为392mx57m，如下图。本区下部混凝土构造由伸缩缝分为四块，由E1E4四块组成，四块地上均为二层，地下层数不同。其中E2、E3、E4块由地下两层地下室组成，三块之间设置伸缩缝，三块混凝土构造的底板连成整体，E1区为地下一层，与相邻的E2区的混凝土构造没有联系。四块混凝土通过屋顶钢构造连成整体。屋顶为钢网架构造，支承屋顶的构造为锚固二层标高的悬臂钢管柱。,在进展多点输入时，统一波速200m/s。,扭转效应分析,利用扭转角度来反映构造的扭转效应。在每个伸缩蜂两边设置两个点，共四组点A和B、C和D、E和F、G和H。A和B点的连线、C和D点的连线、E和F点的连线以及G和H点的连线在初始模型中平行于总体坐标系的X方向，利用该连线在分析过程中与X轴的夹角来计算扭转角度，以此来分析构造在多点输入下的扭转效应。,计算结果显示采用多点输入扭转效应较单点输入有不同程度的增大。,竖向构件内力结果,将多点输入的内力计算结果同单点输入的内力计算结果进展比较，给出两者输入的差异。一般情况下，角柱内力变化最大，因此主要比较角柱的内力变化。,下表为地上一层即至标高钢筋混凝土柱多点输入和一致输入两个方向剪力比,下表为钢管柱多点输入和一致输入两个方向的剪力比。,从表中结果，可以得到以下结论：,111号和12号混凝土柱子内力增加较多，特别是12号柱子，在135度多点输入时，多点输入计算的柱子剪力为一致输入计算剪力的倍。但在180度多点输入时12号柱X向剪力为849KN，135度多点输入时12号柱子X向剪力为531KN，从设计包络值看，取180度的剪力放大系数用于小震设计，也是平安的。11号柱子也有类似的规律。,2除11号和12号混凝土柱子外，其它柱子的剪力放大系数均小于。,31号和2号钢柱剪力放大系数较大，最大值为，其它柱子剪力放大系数均小于。,结 论,根据前述分析计算结果，针对本构造得出如下结论：由于地震动输入存在相位差，多点输入对构造的扭转影响较大。,多点输入对隔震构造隔震层的位移影响较小，多点输入的位移较单点输入的位移稍小。,多点输入对隔震构造的内力影响较小，柱子剪力较单点输入的剪力稍小。在构造设计中考虑到各种偶然因素，对小震的柱子剪力适当放大，放大系数取。,对非隔震区，多点输入对不同部位柱子的剪力影响不同，在小震承载力设计时，对柱子内力做如小调整：,2号混凝土柱子南北轴线上的所有混凝土柱子剪力放大倍；其它混凝土角、边柱剪力放大倍；考虑多点的地震剪力放大系数不与偶然偏心同时考虑；,1号和2号钢柱剪力放大系数取为，其它钢柱剪力放大系数取。,谢谢！,