钢结构交错桁架结构在公寓楼中的应用

时间：2019-02-08 17:55:29 来源：建筑钢结构进展

纽约最大的金融区，在纽约市地铁圈的外围，那里有上千家公司，包括多家全球500强企业。在商业思维的驱动下，1幢新的公寓塔楼破土而出，它位于商业区的Summer街。这幢住宅楼有16层，下部6层是停车库，其中也有健身房和零售商店。这幢L形建筑是作为房地产建造的，相邻的低层零售商店为同一位业主所有。塔楼需要向外扩出8ft.至15ft.（2.44~4.57m），施工不能使现有租房户的营业中断。

该工程最初打算采用混凝土结构，因为有关材料费用较高而场地在后勤方面也遇到困难，基于复杂的多户型规划和挑战性的地基情况，使业主考虑采用其它形式的框架。承包商建议采用钢结构，钢结构制造商则进一步提出了采用钢梁柱和混凝土预楼制板的混合型结构的方案。

Wexler合伙人公司被选为该项目的结构设计方。因为它在设计小型且都市场地紧张、后勤困难、施工挑战多的工程方面饶有经验，而且新的钢结构仍然按原来的预算设计，预期有很多困难。Wexler对塔楼分阶段重新进行了设计，对每个阶段的预算进行了复核，发现预算值没有超过目标限值。初步设计后进行了结构图的设计，预估证明经费符合预期。重新设计用了约8周，施工作业是按原先的进度计划进行的。

工程开始后，场地条件受到经费的很大限制。塔楼设计在相邻的现有建筑之上，采用了悬臂式结构，安装通道被限制在狭窄的走廊中。因为出租房要求不间断地通向街道，在房屋基线以外没有堆放材料的地方，吊车和小型起重机的立足地需要穿过上部结构并通过相邻房屋，场地后面也不能用于堆放材料。

施工队采用深基，沉箱要向下钻30ft.（9.14m）深入岩石，钻头下面邻接的土质及其等级要求在向下10ft.至12ft.（3.05~3.66m）范围内都满足要求。车库楼层的大跨度钢框架采用组合楼板，居住楼层则采用交错桁架体系和预制板。在塔楼和车库之间采用转换梁。零售商店组合到下部楼层中并没有什么困难，健身房、游泳池和其它设施放在第5层。

车库上部的住宅楼层采用交错桁架支承预制板。交错桁架有一处与典型交错桁架不同的地方，适用于地震区。因此降低了对横隔板的要求，也给结构提供了冗余度，只是自重和造价有少量增加。它们也降低了柱在施工过程中的弯矩，因此减小了柱的尺寸。在桁架和楼板厚度之间，楼板在施工的时候要增设水平支撑，用于减少安装时的临时系杆和钢索的应用，可加速施工进程。

交错桁架提供的规则的几何形状，减少了结构材料和劳动力的用量。因为桁架是在工厂制作的，现场安装时只要把柱的拼接、门窗过梁和其它钢构件安装到位就行。有趣的是，6层车库的安装时间比上部16层塔楼安装的用时还要长。

有效地利用钢材使得框架结构每平方英尺的用钢量仅13lb（约63kg/㎡）。楼板间距离的减小加上基础的有效利用，与原来的混凝土结构方案相比，有不小的节约。如果城市的一些部分能实现这样的效率和快节奏的商业活动，无疑是有益的。该建筑是成功利用钢结构的一个典范。

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