大跨空间结构作业
广州新白云国际机场航站楼屋盖结构设计分析
姓名：李兴盛
学号：04S033111
哈尔滨工业大学
2004.6.30
一．工程概况
主航站楼平面由两片75m×289m圆弧形带成纵轴对称布置而成，屋面外形为双向弯曲弧形，整个屋面以水平及竖向二根中心 75.9m,桁架矢高为5m ,顶面宽度在内侧为6.25m，在外侧为3.8m，下弦曲率半径570.75m，柱距18m。

内侧与膜支承桁架相接，外侧为悬臂构。

东西连接楼平面投影尺寸为64m×462m的圆弧形带，柱距18m。

屋面压形钢板和张拉膜支撑在弯曲落地式主桁架上。

指廊共四条，东一和西一指廊平面尺寸为39m×360m，东二和西二指廊平面投影尺寸为39m× 252m，柱距12m。

主航站楼东西两端各有两条高架连廊连接主航站楼和连接楼。

二．结构分析
（一）结构体系
主楼长325M，宽235M，其中平面又二片反向的圆弧形带组成。

主楼南北两侧钢无该的支承构件是一排由3Φ273×16圆钢管组成的三角形变截面人字形组合柱，人字形柱的两端铰接，使柱的受力最小，以期取得修长轻巧的建筑效果。

人字形柱的柱顶高度从东西二端的14.7M升高到中间的35.7M，由里向外倾斜。

主楼的内部设置了二排巨形变截面混凝土箱形柱，由于主楼脊骨结构（spine structure）的两侧是刚度及约束都较小的人字形铰接柱，在脊骨结构的内部设计刚度较大的抗侧力柱是必要的。

巨形柱的柱距为18M，在基础处的截面为25 00MM×4500MM，刚接于基础，承受全部水平力。

主楼的屋盖为近似的几何球形，巨形柱的柱顶高度又东西二端的21M上升到中间的41.9M。

主楼采用三角形钢管桁架结构，跨度为76.9M，桁架高度为5M，两端铰接支承在人字形柱及混凝土巨形柱上，主桁架在人字形柱以外的南北方向悬挑7~23M。

主桁架两上弦杆的间距从人字形柱处的 3.8M 变化到巨形柱处的5.25M，弦杆为508×16~25MM，腹杆为Φ245×7.1~12MM。

腹杆在下弦杆交汇点的间距为 6.35M。

为了增加建筑外观的造型变化以及满足采光要求，主桁架在巨形柱处上升为一个拱型桁架采光带，采光带的宽度由中间的20M变化到东西二端约50M，采光带是玻璃纤维张拉膜结构。

主楼的屋盖透视图见图1。

图1
（三）传力途径
连接楼分为东西连接楼，每翼连接楼的平面为450×62M，地上三层，用三道伸缩缝将混凝土楼盖分为四段，用二到伸缩缝将屋面分为三段。

连接楼的柱距为18M，典型的钢桁架见图11。

三角形圆管桁架的弦杆为3Φ245×12~16MM，腹杆为Φ127×6~12MM，桁架的高度2.8M，上弦杆的间距为3M。

主桁架一端落地，另一端支承在由3Φ168×12.5MM的钢管组成的变截面人字形组合柱上，与主楼人字形柱子不同的是，连接楼的人字形柱是从外向里倾斜的。

主桁架在跨中位置支承于1M直径的钢筋混凝土圆柱上，从落地端到混凝土柱的跨度约25M，从混凝土柱到人字形柱的跨度约30M，再悬挑约7M。

连接楼的屋面是有檩体系。

屋面板是层压型钢板，部分屋面为玻璃纤维张拉膜。

整个屋面沿纵向设置了5道次桁架，次桁架即支承檩条也是屋盖的支撑，在屋盖伸缩缝处设有X形的支撑。

三．结构评述
广州新机场是中国目前在岩溶地区兴建的规模最大的民用公共建筑，我们在所做的磨擦桩试验是一组很完整的试验，可为研究者参考，航站楼混凝土框架结构为预应力结构及宽扁梁结构，本工程采用的不承受水平力的大跨度预应力混凝土结构，是比较独特的设计构思。

广州新航站楼是中国目前规模最大的相贯焊接空心管结构工程，其中16米~37米高的三角形变截面人字形柱、12米及14米跨度的屋面箱形压型钢板是首次在中国应用。

广州市新机场航站楼的建设规模大，科技含量高，其设计及施工经验可为类似工程提供有益的参考及借鉴。

郭彦林认为此屋盖结构整体提升具有使用设备简单、地面拼装高效、安全性能好等优点。

结构体系在整体提升状态与设计状态的受力情况不同，必须在提升状态下对屋盖结构或支承结构的强度、稳定性进行验算并对某些薄弱部位进行必要的加固。

介绍了广州新白云国际机场飞机维修设施工程10号机库的整体提升方案及其提升设计，并在此基础上探讨了在大跨度钢结构整体提升中需要注意的问题。

四．结论
广州白云国际机场迁建工程航站楼建筑极富现代气息，工艺流程合理顺畅，是使用功能和建筑艺术完美的结合；南航基地维修机库工艺设施先进，覆盖机群完整，是中国最大的飞机维修中心；机场综合区各单体建筑规划布局合理，为机场的安全运行提供全面的保障和支持。

航站楼、南航机库及综合配套项目已按批准的初步设计建成，工程建设符合国家及民航有关标准，设施设备安装及测试数据基本符合有关规范要求，试运转正常，满足使用功能要求，各项目文件材料归档基本齐全，分类清晰，整理规范。

但在施工过程中，网架的安装犯法与设计的受力情况不同，必须在提升状态下对屋盖结构或支承结构的强度、稳定性进行验算并对某些薄弱部位进行必要的加固，这是钢结构整体提升中需要注意的问题。

五．信息来源：
李桢章伍国华.广州新白云国际机场航站楼结构设计(广东省建筑设计研究院,广州510010)。