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  • 力与美的结合 8根C形柱稳撑大兴机场航站楼大厅
    2019-10-22 07:41:18  阅读量:3427  
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    摘要: 科技日报记者 张梦然天文学家发现在31光年外,一颗巨大的系外行星围绕一颗小型红矮星运动,而目前人类已知的模型,尚无法解释这一星系系统的性质。研究人员指出,有着木星质量的气态巨星在红矮星系统中相当罕见。

    《科学技术日报》实习记者在紫月

    9月25日,北京大兴国际机场正式投入运营。这座拥有众多新技术和建设指标的世界级机场与北京首都国际机场南北呼应,将北京带入航空双枢纽时代。

    新机场航站楼中央大厅的白色屋顶装饰板像梦一样映在湖一样清澈的地板上。大厅里最引人注目的是八根巨大的C形柱子,它们的顶部与屋顶相连,仿佛巨大的花瓣展开了。C形柱顶部的最大宽度达到23米,而底部的最窄部分只有3米。阳光从C形圆柱顶部的透明玻璃上斜射下来,散发出一种精致美丽的味道。

    美丽的背后是力量的支撑。总面积为18万平方米的屋顶主要由8根顶部宽底部窄的C形柱支撑。“我们最初设计使用6根均匀分布在航站楼中央大厅的C形柱子。后来,为了使屋顶支撑更安全,在示范后,我们在北部中心区域增加了2根跨度更大的C形柱,以减小屋顶结构的跨度。”北京建筑设计研究院有限公司复杂结构研究院副院长朱钟毅在接受《科技日报》采访时说。

    为了保证结构的统一力学性能,机场或大型体育场一般由圆形或矩形截面的柱支撑,而大兴机场这种复杂而巨大的组合结构柱在国内外公共建筑中极为罕见。

    “C形柱是一个开放的部分,不是封闭的。无论能否作为可靠的竖向支撑,我们都进行了大量的理论研究和试验验证,以研究其水平和竖向刚度、延性和承载力。朱钟毅说,安全永远是第一位的。不同工况的模拟结果和不同用途的模型试验表明,C形柱可作为中央大厅屋盖钢结构的有效支撑结构。

    当然,航站楼的大核心区域不能用这些8°C的柱子“单独作战”。“大厅北侧设计了一排幕墙立柱,为屋顶提供垂直支撑。每根C形柱后120米处分别设置两个支撑柱,支撑柱呈之字形分布,为屋面提供可靠的垂直支撑和水平刚度。”朱钟毅说道。

    面对地震等自然灾害,碳支柱不仅应该“支撑”,而且应该“支撑”和“失败”。由于大兴机场航站楼核心区屋面采用不规则的自由形式钢网架结构,所以C形柱的柱高也有很大差异。最高的C形柱支撑在一楼地面,柱高38.5米;最短的C形柱支撑在4层,柱高19.8米,不同的高度导致每个C形柱开口截面的不同形状和不同的侧向刚度。

    为了提高钢结构的整体抗震能力和抗连续倒塌能力,在抗震设计中,研究人员根据C形柱承受的竖向荷载比例,按照“谁能做更多的工作”的原则,精心布置和调整了C形柱的地震剪力,有效提高了8根C形柱的整体抗震能力。

    此外,研究人员在抗震方面煞费苦心。“我们在大兴机场底部设置了1230个大型隔震装置,构建了组合隔震体系,提高了结构的抗震性能,解决了大体积混凝土的开裂问题。”朱钟毅表示,隔振装置还有效降低了底轨振动对上部结构的影响。

    面向受访者的c形柱室内效果图