索桁架支承体系

泰国曼谷第二国际机场预应力索结构点支式幕墙设计与施工2007年9月7日[摘要]本文介绍了泰国第二国际机场航站楼预应力索桁架点支式玻璃幕墙结构设计，分析了幕墙结构体系与主体结构的关系，论述了索桁架这一新的结构型式，并通过实验进行了验证。

[关键词]幕墙结构、预应力索桁架，结构实验。

随着泰国经济的复苏和发展,老机场已经不能满足旅游业日益发展的需求,经过近40年的筹化,泰国政府决定修建曼谷第二国际机场---苏瓦纳喷机场(Suvarmabhumi Airport)。

1.工程概况曼谷第二国际机场位于曼谷市桑母拔干府邦怌县邦纳达纳地区(Bang Na-Trat Highway in Bang Phli District of Samut prakan Province,Bangkok), 距曼谷市中心25公里,距曼谷国际机场约35公里,占地面积20000亩,总建筑面积563000平方米,由航站楼、连接廊、指廊三部分组成(如图1)。

主航站楼索结构点支式玻璃幕墙的设计和施工由深圳三鑫特种玻璃技术股份有限公司和泰国曼谷KAMA Joint Venture Co.Ltd共同承担。

曼谷第二国际机场年设计旅客吞吐量4500万,远景规划目标9000万;每小时飞机起落架次76次,远景规划目标112次;年设计货物吞吐量3000万吨,远景规划目标6000万吨;航站楼东西两侧各设置一条跑道,东跑道长4000米,西跑道长3700米,远景规划目标共设置跑道4条;控制塔台高度132米,停车位15677个。

航站楼主体结构采用混凝土及大跨度钢结构相结合方式,建筑高度42.85米,长444米,宽111米,建筑面积182000平方米。

地下二层,负一层为货物与行李分检区,负二层为地铁出入口及地铁站;地上三层,局部六层,为旅客出发及到达层,同时具备办公、餐饮、商场等功能。

连接廊与指廊主体结构同样采用混凝土及大跨度钢结构相结合方式,建筑高度25米,总长3133米,宽40.05米,建筑面积381000平方米。

玻璃采光屋顶随着机场、展览馆、体育馆、商业中心等公共建筑的兴建，建筑物的空间跨度越来越大，通过门窗、幕墙玻璃进入室内的光线已经不能满足室内采光的需要，在大跨度屋盖上设置大面积玻璃采光顶进行室内采光（图1、图2），尽量减少室内电光源的能耗成为新的发展趋势，不仅能使建筑更加美观大方，还能减少能耗。

图1图2同学们，我们知道建筑是在一定历史条件下，随生产力的发展而不断演变的，玻璃采光屋顶是建筑的一个组成部分，它同样是随着建筑及其材料的发展而发展的，本次课将对于不同类型的玻璃采光屋顶进行介绍。

玻璃是一种脆性材料，在力学性能上类似于混凝土，抗压性能好，抗拉性能差，经过热处理后，其性能可得到显著改善，这使得钢材和玻璃能够用于同一结构，发挥各自的特长。

玻璃采光屋顶的支承体系是将面玻璃所承受的各种荷载直接传递到建筑物的主体结构上，因此，它是主要受力构件，一般是根据建筑造型和承受的荷载大小来选择结构形式和材料。

出于增强通透性的考虑，常采用点式玻璃技术作屋顶，点式玻璃（见图3、4）的支承结构形式多样，设计灵活，施工便利，有利于设计出形式独特的建筑屋顶，主要有以下几种类型：图3图4第一种是全玻璃结构点式玻璃屋顶，主要由玻璃构件构成支承屋顶的结构，并通过点式钢构件连接屋顶玻璃。

对玻璃的强度要求较高。

如何克服玻璃的抗拉性能差的问题，将其转化为更适宜的压力呢？我们可以采取一种非常简单而实际的结构，应用折板结构（见图5）的原理设计，将玻璃板成一定的角度相互支撑排列，依靠玻璃自身的抗压能力来承担玻璃的自重，减少了玻璃个体承受的拉力，从而较好地解决了这一问题。

出于安全考虑，玻璃宜采用夹层玻璃或夹层中空玻璃。

玻璃采光顶的玻璃面板面积应不大于2.5㎡，长边边长宜不大于2m。

图5第二种是拱、梁或刚架支承（见图1和图6）点式玻璃屋顶，它是指以拱、梁或刚架为主体支承结构，在其上连接点式构件支承或悬挂玻璃屋顶。

图6第三种是下张拉索式桁架支承（见图7、8，照片需更换为近期的）点式玻璃屋顶，是指由钢索和钢杆，或是完全由钢索构成桁架中下部拉杆的部分，钢杆件或玻璃组成压杆构件，这一索桁架体系再通过点式构件连接玻璃。

浅述我国建筑索结构的概念、类型与发展来源：中国建设报近年来,索结构在建筑结构中越来越多地得到应用，其建造技术也得到迅速发展。

北京工业大学空间结构研究中心主任、中国钢结构协会空间结构分会理事长张毅刚教授在《建筑索结构的概念、类型与发展》一文中详细地介绍了悬索结构、管内预应力结构、张弦结构、拉索结构、斜拉结构、索拱结构、吊挂结构等七种类型的结构及其在我国最新的工程实践，并就各种类型建筑索结构的组成与受力特点及其在建筑钢结构与幕墙（采光顶）中的应用与发展进行了论述。

——编者⒈引言。

我国在建筑结构中应用预应力索始于20世纪50年代，1991年中国土木工程学会桥梁与结构分会在无锡召开了全国索结构学术交流会，尽管预应力索在桥梁结构中应用更多，会上还是展示了在建筑结构中应用的良好势头。

2002年，中国工程院院士、浙江大学教授董石麟和北京工业大学教授陆赐麟整理了我国主要预应力钢结构工程（不包括膜结构工程），截至到2001年有28项。

光阴荏苒。

目前，我国建筑结构中预应力索的应用已经遍地开花，无论是设计理论还是制作建造技术均有了长足的进步。

据不完全统计，仅新发展起来的空间张弦结构已经有18项工程；近几年新建的火车站已有12个应用了索结构；综合起来估计有数百项工程。

1997年，中国工程院院士、哈尔滨工业大学教授沈世钊等所著《悬索结构设计》中所列的索结构形式，均有了新的工程实践，且不断创新。

随着114米×144米跨度的双向张弦桁架、122米跨度的张弦网壳、148米跨度的张弦桁架、310米跨度的辐射布置索桁架等世界上最大的工程落户我国，相关的内容很值得总结、梳理，以推动行业更好地发展。

索结构通常由索与其它材料的结构组成，可包括：索与钢结构、索与膜结构、索与钢筋混凝土结构、索与玻璃结构组成的各种结构体系，应用于建筑结构、桥梁结构、围护结构（幕墙、采光顶）中。

建筑索结构是指在建筑结构中应用索作为承重结构或通过张拉索对刚性结构体系施加预应力，提高或改善结构的受力性能而形成的结构体系，这里主要讨论的是其在钢结构与幕墙（采光顶）的应用中形成的各种类型体系。