本文转自： iStructure； ID: iStructure2017； 作者： 李彦鹏 何宾旺 刘海霞。
设计师经常接触的一类项目就是机场，机场大家应该都比较熟悉，但是提到机场中指廊是什么？可能有些朋友不清楚。
维基百科给出的解释是：“指廊是一个窄而长的建筑，飞机停靠在指廊两侧。一端连接到票务和行李提取厅。指廊使得更多的飞机可以停靠且设计简单，但通常会导致从登机柜台到登机口的距离变长。”其实就是咱候机时有座位的那个长长的廊子。至于为什么叫指廊，据说是因为长得像指头。
典型指廊示意图（巴塞罗那机场/BCN）
设计指廊就和炒蛋炒饭一样，既简单又困难。简单是因为它特点鲜明，基本都是跨度三四十米，高度二三十米，典型断面或方或圆，由一个典型段拉伸而成的长条形结构。困难是因为它太没有特点，这看起来两根柱子一根梁就能搞定，但建筑师希望它可以不要千篇一律，每次都要求结构要有创新。
如果不是建筑效果，其实和设计厂房一样
于是就以指廊的结构设计策略作为今年的业务建设，旨在武装自己大脑的同时，可以在往后的配合中给建筑师更多的参考。首先我们收集了世界TOP50和国内TOP20的机场资料，发现其中比较有特色且有参考意义的案例，而后进行比选与讨论。
不查不知道，真正去做了发现这简单的指廊还真能玩出花样来。下面就拿其中的一些案例与大家一起分享。
混凝土框架
要做一个长条形的建筑，小i第一个想到的就是做一个方盒子。而实际上这类指廊也确实是最多的，上世纪四五十年代的欧美机场基本都是混凝土框架的方盒子，柱跨9米左右，造价便宜且不容易出错。两侧玻璃幕墙采用单元式幕墙，为建筑提供采光。对结构工程师来说和设计一个三层的混凝土框架并无太大差别。
最经济的指廊样式（德国慕尼黑机场/MUC）
室内作为机场空间比较压抑（德国慕尼黑机场/MUC）
钢结构梁
随着经济条件的提升和建造技术的进步，建筑师开始追求大跨度与建筑表现，因此钢结构成为了指廊屋面的首选材料。对于二三十米的跨度，三根柱或两根柱都可以实现。
如巴塞罗那机场的指廊就是采用简单的钢框架结构体系，钢柱布置于两边；幕墙采用刚性幕墙，贴近钢柱外侧布置；室内吊顶无天窗，吊顶走向沿长向，空间上有指向性。
结构设计虽然并不困难，但由于层高高、跨度大，给人感觉很干净；幕墙柱和结构柱一一对位，具有秩序感；由于采用钢柱，柱的尺度相比与混凝土柱也显得更加纤细。
巴塞罗那机场/BCN鸟瞰图
巴塞罗那机场/BCN内部空间
我们还可以让平顶有些起伏变化来增加室内效果，比如经典的马德里机场。指廊的剖面采用M形，为了应对曲梁带来的不利影响，工程师在中部布置了两组Y形柱支撑于转折点。
马德里机场/MAD鸟瞰
马德里机场/MAD内部空间
马德里机场/MAD典型剖面
为了丰富室内空间，建筑师还增加很多小细节。比如室内柱子的颜色是渐变的，这样沿着指廊前进时就不会显得那么单调；吊顶并没有将钢梁全部包掉，而是露出了钢梁的下翼缘，这样就能在遮掉次梁檩条等比较杂乱构件的同时表现出结构的肌理，同时由于结构外露，所以结构工程师节点设计也很考究；顶部结构比较“硬”，所以幕墙采用了比较“软”的索桁架半刚性幕墙，立面显得极为通透。
结构、吊顶、幕墙的一体化设计表达
单看未粉饰前的钢结构也很好看
浦东国际机场T2航站楼将结构梁在立面弯曲的同时，平面也形成弧线将天窗融合进去，室内效果也很好。同时对节点也进行了精细化设计，细节处体现了建筑结构融合设计的思想。
室内效果干净又赋予变化（上海浦东机场T2/PVG）
钢结构节点细部
东京羽田机场也采取了钢梁下翼缘外露的手法，但弱化了柱子的概念，将屋面结构直接顺到立面形成曲柱，曲柱又与立面幕墙构件结合，让立面显得更加干净。由于少了中间一排柱子跨度增大，可以想象其钢梁高度和用钢量也会随之加大，同时也限制了室内钢梁不能有太多转折。
东京羽田机场/HND鸟瞰
东京羽田机场/HND室内空间
东京羽田机场/HND立面效果
有时建筑中部需要布置长条形天窗，结构跨中梁构件会外露，因此梁跨中截面需要尽量小。但是对于简支梁跨中弯矩确是最大的，这时应该如何解决呢？南京禄口机场就碰到了这个问题。我们通过将两侧的幕墙立柱设置为拉杆并施加预应力，有效减小了跨中的弯矩，柱顶部分弯矩加大可增大截面高度，这样钢梁整体造型就与建筑要求相符了。
南京禄口国际机场/NKG
幕墙吊杆立面示意
除了顶窗，建筑有时还希望布置侧窗，如洛杉矶机场。建筑师将指廊沿长方向分割成数个分块，将每个分块一侧抬起首尾相连，在首尾相接处即形成了侧窗。结构设计时需要贴合建筑造型做成折梁，且每一榀的弧度都不一样。相比与前面兼顾建筑造型和结构受力的案例来说，感觉结构牺牲了整体性导致截面做得比较大，因此室内建筑效果并不通透且有些乱。
洛杉矶机场/LAX鸟瞰
洛杉矶机场/LAX立面
洛杉矶机场/LAX室内效果
除了实腹钢梁，我们还可以选择更加轻盈的张弦梁，其主要表现即在张弦梁的造型以及索节点，建筑效果走的路线也多为精细风。其中经典案例有浦东国际机场T1航站楼和东京羽田机场，历经多年也不显得过时。
上海浦东机场T1/PVG典型剖面
上海浦东机场T1/PVG室内效果
上海浦东机场T1/PVG节点细部处理
张弦梁和支承构件的尺度处理的很好，单撑杆张弦梁显得很有力度感（东京羽田机场/HND）
钢桁架+网架
空间结构设计怎么能少了万能的空间网格结构，网格结构相比与实腹钢梁经济性好，比如最近的网红机场——北京大兴机场就采用了空间网格结构。考虑快速施工与经济性，空间网格结构无异于最好的选择，但是成型后杆件多显得杂乱，因而后期建筑对结构构件进行外包，这也是现代建筑中建筑与结构常见的处理手法。
北京大兴国际机场/PKX鸟瞰
北京大兴国际机场/PKX结构施工
北京大兴国际机场/PKX建筑外包
北京大兴国际机场/PKX室内效果
如果室内建筑吊顶效果比较特殊，那么空间网格结构更能发挥其适应性强的特点，比如伊斯坦布尔新机场。室内是单元式的吊顶曲面比较复杂，设计时采用空间交叉桁架结构贴合表皮布置桁架弦杆，同时在桁架之间搭设次桁架和次梁形成复杂的吊顶面。通过化整为零的方法，结构建造难度大大降低，最终建筑效果也很好。同时中部混凝土柱承担竖向力，立面布置斜撑增加结构的抗侧刚度，两类柱子在尺度和颜色上形成反差，在视觉上就能感受到结构的逻辑。
伊斯坦布尔机场/IST鸟瞰
伊斯坦布尔机场/IST室内效果
伊斯坦布尔机场/IST建造过程
当然也可以选择结构外露，但就会对结构杆件布置、杆件尺寸、节点处理等各个方面要求倍增，有一个细节处理不好就会严重影响最终建筑效果。这里列几个知名的案例巴黎戴高乐机场F指廊/CDG，苏黎世机场/ZRH，广州白云机场/CAN，大家可以一起感受一下。
巴黎戴高乐机场F指廊/CDG鸟瞰
采用桁架+张弦梁的结构体系，构件尺度控制很好，因此多而不乱
巴黎戴高乐机场F指廊/CDG端头处理
苏黎世机场/ZRH鸟瞰模型
室内采用交叉平面桁架，立面采用V形斜柱
近人尺度节点的处理是亮点（苏黎世机场/ZRH）
广州白云机场/CAN鸟瞰模型
广州白云机场/CAN室内效果
广州白云机场/CAN顶部天窗处理
节点的处理是外露结构的关键，一样的体系如果节点比较新颖和精细，也会使人眼前一亮。
马斯喀特新机场/MCT鸟瞰
马斯喀特新机场/MCT柱顶节点处理
马斯喀特新机场/MCT树形柱柱底节点处理
筒形类断面指廊
除了矩形断面，筒形断面也是一个选择。筒形天生就是弧形，如果能够提供足够的支座侧推力，结构就有机会用到拱的作用将构件尺度减小。比如成都双流机场采用单元式结构，在跨度方向每个单元两侧形成两片拱，中部采用网格结构填充；在长度方向各个单元相互依靠，增加纵向的抗侧刚度；两个单元的空隙部分即形成了天窗和立面。
成都双流机场/CTU鸟瞰
成都双流机场/CTU室内效果
成都双流机场/CTU结构体系
成都双流机场/CTU构件细部
成都双流机场/CTU拱脚节点
无独有偶迪拜机场也是采用相似的外形，但是由于剖面并不是一个完整的拱形，因此构件内弯矩作用会比较明显，因此在室内布置了两根柱子。立面幕墙则采用索桁架半刚性幕墙立面更加通透。与双流机场不同，结构构件是吊顶外包的，因此外包区域采用了效率更高的主次梁体系。
迪拜机场/DXB立面
迪拜机场/DXB室内效果，中间两根柱子并不显得突兀，试想如果去掉这两根柱子，觉得会使得屋面显得更重
迪拜机场/DXB建造效果
迪拜机场/DXB幕墙细部
曼谷素万那普机场同样的形式设计出了不同的效果。前面两个机场在室外是平滑的，而素万那普机场选择了空间桁架结构，且让桁架暴露在建筑立面外侧，形成建筑表达的一部分。结构体系从剖面上看利用了类似三铰拱的概念，同时桁架高度与弯矩图相符。立面则选用了刚性幕墙，整个建筑表达出了结构的力度感。
曼谷素万那普机场/BKK立面
曼谷素万那普机场/BKK外露桁架
曼谷素万那普机场/BKK室内效果
曼谷素万那普机场/BKK结构剖面
当然也可以用万能的桁架和网架去拟合筒形的曲面，但建筑的不同处理方法，会让最终效果呈现出完全不同的感觉。如深圳宝安机场采用桁架+网架的结构体系贴合建筑的上下表皮，最终建筑做吊顶外包，建筑吊顶采用镂空的形式表达出建筑纹理，但在缝隙中可以看到结构构件。
深圳机场/SZX鸟瞰
深圳机场/SZX室内效果
深圳机场/SZX立面效果
深圳机场/SZX结构体系
克罗地亚札格瑞布机场剖面也是筒形，结构采用网架结构，但网架没有外包。网架构件和网架球节点直接暴露在近人的尺度，但从照片上看并没有显得很杂乱，这可能是因为结构构件和节点的尺度控制的很好，细而密的构件显得比较精细。
克罗地亚札格瑞布机场/PEK鸟瞰
克罗地亚札格瑞布机场/PEK立面
克罗地亚札格瑞布机场/PEK室内效果
克罗地亚札格瑞布机场/PEK建造过程
大阪关西机场则采用弧形钢梁+索的结构体系，有效减小了钢梁尺寸，同时由于没有天窗光线作用，钢索并不明显。可能是由于日本是地震多发地区，外露的支撑构件比较多略显杂乱。
大阪关西机场/KIX鸟瞰
大阪关西机场/KIX室内效果
大阪关西机场/KIX结构体系示意
特殊类型指廊
除了以上相对比较常见的结构类型，还有一些是不太常见的样式，且基本上只此一例别无他家。如丹佛机场则采用了膜结构，洁白的膜层层叠叠与远处的雪山交相呼应，建筑效果很特别。那为何很少有机场大范围采用膜结构呢？可能和膜结构的热工性能和使用年限有关系，夏热冬冷不节能。同时膜结构对形态的适应性比较差，需要特定的建筑样式才能迁就膜结构，而不像钢结构基本能适应任何建筑造型。因此建筑师如果想选择膜结构，需要和结构工程师在早期有更多的沟通。
丹佛机场/DEN与远山交相呼应
丹佛机场/DEN鸟瞰
丹佛机场/DEN室内效果
安曼阿利亚皇后国际机场采用单元式建筑造型，但与伊斯坦布尔机场不同，并没有利用钢结构而是采用了混凝土结构。混凝土构件外露，充分体现了混凝土结构的力度感。建造时采用预制混凝土，同时在屋面铺设太阳能用于机场供电，可谓非常绿色环保。但这也对结构设计和施工都提出了很高的要求，因此综合造价肯定不低。在钢结构为主流的今天，安曼阿利亚皇后国际机场也属于独此一份。
安曼阿利亚皇后国际机场/AMM鸟瞰
安曼阿利亚皇后国际机场/AMM屋面效果
安曼阿利亚皇后国际机场/AMM室内效果
安曼阿利亚皇后国际机场/AMM建造过程
结语
这里例举了部分有代表性的案例，可以看出对于一个看似简单玩不出花样的建筑样式，通过建筑和结构的紧密配合，也是可以形成丰富多彩的最终效果。因此作为结构工程师认真对待每一个项目，再简单的项目也会有其闪光点。同时受众也可以在构件尺度、节点细部、幕墙关系、天窗处理等各个细节看到设计师是否用心，用心的建筑总能打动人。
参考资料
wikipedia.org：
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编辑
李会珍
审核
时娇娇
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