昆明新机场航站楼索结构设计

EWS-5.1 南立面彩带悬索幕墙统一的模数制原则，水平间距 3000mm，竖向间距 1600mm。 EWS-5.1 南立面悬索彩带幕墙以钢结构彩带、次级彩带作为幕墙系统主效果，突出“彩带”在幕墙立面上的效果。 不锈钢索与屋架结构、彩带钢结构及地下一层混凝土楼面有效连接，夹板式抓件。
1. 工程概况 昆明新机场项目为“大型枢纽机场和辐射东南亚、南亚，连接欧亚的门户机场”，是国
家“十一五”期间唯一批准新建的大型枢纽机场。航站楼南北长约 850m，东西宽约 1120m。 总建筑面积约为 54.83 万 m2。昆明新机场航站楼的总平面和立面如图 1~2 所示。
图 1 昆明新机场总平面图
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按《玻璃幕墙工程技术规范》（JGJ102-2003），垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作 用标准值按下式计算：
qEK = β Eα G max k / A 式中： qEK ——垂直于玻璃幕墙平面的分布水平地震作用标准值（kN/m2）
β E ——动力放大系数，取 5.0 α max ——水平地震影响系数最大值，按隔震后的 7 度半考虑，为 0.12
图 3 昆明新机场航站楼立面图
图 4 昆明新机场航站楼局部表现图一
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图 5 昆明新机场航站楼局部表现图二
图 6 昆明新机场航站楼幕墙分区图 如图 6 所示， EWS-5.1-南侧中心区南立面悬索点式彩带垂直型玻璃幕墙（陆侧）； EWS-5.2-中心区陆侧东、西两侧悬索点式垂直型玻璃幕墙系统（陆侧）。 1#彩带是南侧正立面幕墙的主要支撑结构和标志性构件，分为上、下两层，沿东西方向
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布置，属平面连续拱，中间拱跨度 36m 边部拱跨度 24m，下彩带矢高为 15m，上彩带矢高在 14.5～35m 之间。上彩带设置次级彩带作为辅助构件。1#彩带贯穿地下一层和三层的到达、 出发大厅，与 1#-2#交叉彩带和 3#彩带共同构成了到达、出发大厅最重要的空间要素，南侧 幕墙示意如图 7 所示。
图 7 南侧幕墙示意图 索幕墙结构经过方案分析对比后，采用竖向单索为主，局部高度较大处增设水平索。索 结构设于彩带钢结构平面中间 ，但上下贯通，上、下端头固定在屋架和混凝土主体结构上， 在穿越彩带结构处设索头连接件，承受水平向荷载，降低拉索跨度。幕墙彩带钢结构中间局 部中空，利于索的上下穿行。每根竖向钢索需穿行 3 个洞口，共计约 327 个洞口（南侧竖向 主钢索 109 根）。如图 8 所示。
μ s ——风荷载体型系数，此处按荷载规范中 7.3.3 围护结构的局部体形系数，墙面外
表面 1.0+内表面 0.2＝1.2，然后考虑围护结构从属面积折减系数 0.8，1.2*0.8＝0.96，最 终取为 1.0。
w0 ——基本风压，计算围护结构时，可按 50 年的基本风压取值，0.30kN/m2
3.3 水平向地震作用
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图 12 东西侧幕墙简化计算模型及其边界条件 拉索上端拉在网架下弦，下端拉在 4.8m 标高梁上，中间在 10.4m 梁上设置侧向支撑。
3. 荷载 3.1 幕墙玻璃自重
幕墙自重按 25mm 厚的玻璃考虑，约为 70kg 每平米。索的自重由程序自动考虑。 3.2 风荷载
按照《点支式玻璃幕墙工程技术规程》（CECS 127：2001）的 5.3.6 条，计算拉索支承 结构的位移和强度时，风荷载标准值按下式计算：
wk = 1.1β z μ z μ s w0 β z ——风振系数，最近国内对幕墙的研究表明，对于大跨度索杆体系幕墙的风振系数
可以取为 2.0～2.7，本次计算取 2.3，以后会根据数值风洞的结果进行计算。
μ z ——风压高度变化系数，根据各加载点的实际高度计算，按荷载规范 B 类地面采用，
计算时，加载点的实际高度从-5.0m 标高开始算起
图 8 南侧幕墙示意图 此方案的优点： 1) 彩带突出幕墙玻璃，彩带外观效果鲜明，同时减少了外露的大量锚具。 2) 索结构系统计算体系较简明，避免大量短索的出现，索的整体调节更易操作
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此方案的缺点及难点： 1) 彩带钢结构需根据幕墙索的定位协调开口位置，满足拉索安装要求。彩带钢结构设
计、施工复杂，难度加大。 2) 彩带处设拉索连接件较多，对施工、造价有影响。 3) 与彩带钢结构连接的索与周边非连接索的受力、变形差异，对玻璃板块产生影响。 4) 拉索穿越彩带钢结构桁架的部位需采用铝合金（钢板）包覆，规格多，加工、施工
昆明新机场航站楼索结构设计
束伟农 朱忠义 黄 嘉 卜龙槐 （北京市建筑设计研究院 100045） [提要] 昆明新机场航站楼前中心区采用不规则索幕墙结构，结合工程的特点简单介绍了索幕墙结构 的设计情况以及遇到的困难。异性索幕墙结构是国内不多见的结构形式，结合工程实例，着重介绍了异性 索幕墙结构的设计原则、计算方法、构造措施等。 [关键词] 索结构 钢彩带
要求高、难度大。 5) 玻璃异型板材多，加工、施工难度较大。 2. 结构模型 索幕墙结构的结构模型如图 9 所示：
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图 9 整体模型示意图 由于整体模型节点单元数量巨大，因此采用了如下局部简化模型进行幕墙的详细计算。 简化模型如图 10~12 所示。
图 10 南侧幕墙简化计算模型
图 11 南侧幕墙简化模型的边界条件 上图所示为简化模型的边界条件。其中：1）彩带底部为全固定约束；2）索与地面是铰 接连接；3）屋面采用桁架模拟，桁架在平面外采用具有一定轴向刚度的短杆支撑，以模拟 屋面网架对于幕墙彩带的面外支撑作用；4）大连桥和边柱相应的位置也采用具有一定轴向 刚度的短杆支撑，以模拟大连桥和边柱南北向梁的面外支撑作用。
图 2 昆明新机场航站楼效果图
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昆明新机场航站楼前中心区，其内部是航站楼中最为重要的出发、到达大厅等公共空间， 其立面效果对于航站楼整体建筑形象和内部空间来讲都是最为重要的环节。
航站楼主体结构采用现浇钢筋混凝土框架结构，前中心区支承屋顶曲面空间网架结构的 是钢彩带结构。
前中心区正面和侧面采用点式悬索幕墙系统，以取得最大的通透效果，体现钢结构彩带 的立面特色，表现出作为昆明重点形象工程所应具有的建筑形象。如图 3~5 所示。