导读 13个结构钢建筑物令人眼花缭乱美国钢结构协会为其2013年IDEAS2获奖者命名。十三个结构钢建筑项目在2013年工程与建筑创新设计与结构钢奖项计
13个结构钢建筑物令人眼花缭乱
美国钢结构协会为其2013年IDEAS2获奖者命名。
十三个结构钢建筑项目在2013年工程与建筑创新设计与结构钢奖项计划(IDEAS2)中获得了国家认可。每年由美国钢铁协会进行。
建筑(AISC),IDEAS2奖项表彰在美国钢结构建筑项目中工程和建筑方面的杰出成就。该奖项是美国结构钢工业建设项目的最高荣誉,并认识到团队合作的重要性,协调和合作促进成功的建设项目。
获奖项目及其各自的团队成员于4月17日在AISC 2013年NASCC:圣路易斯钢铁大会上获得认可。每年,每个获奖项目的奖项都会呈现给参与结构框架系统设计和施工的项目团队成员,包括建筑师,结构工程师,总承包商,细部设计师,制造商,安装人员和所有者。
一组设计和建筑行业专业人士根据建筑价值确定了三个类别的国家和优秀获奖者:项目不到1500万美元;预计1500万美元至7500万美元;和项目超过7500万美元。此外,该小组还将一项总统工程卓越奖授予一个结构工程成就项目。
2013年获奖项目(照片和项目描述由AISC提供):
项目超过7500万美元
国家奖
NASCAR名人堂,北卡罗来纳州夏洛特
建筑团队
所有者/开发商:夏洛特市;NASCAR名人堂,北卡罗来纳州夏洛特
所有者代表:NASCAR,北卡罗来纳州夏洛特
建筑师:Pei Cobb Freed&Partners LLP,纽约
建筑师:Little Diversified Architectural Consulting,Charlotte,NC
结构工程师:Leslie E. Robertson Associates,RLLP,纽约
总承包商:北卡罗来纳州夏洛特BE&K建筑集团
钢铁制造商:北卡罗来纳州夏洛特市SteelFab公司钢铁零售商
:Hutchins&Associates,Clemmons,NC
Steel Erector:Williams Erection Company,Smyrna,
Ga.Bender / Roller:SteelFab,Inc。 ,北卡罗来纳州夏洛特
设计 – 丝带承包商:Zahner,堪萨斯城,密苏里州
顾问:Ralph Appelbaum Associates,Inc.,纽约
顾问:Jaros Baum&Bolles,纽约
摄影:Paul Warchol Photography Inc.
在接近为NASCAR设计名人堂的挑战时,该项目的设计团队力求以建筑形式捕捉NASCAR及其运动的基本精神。在探索表达速度和奇观的可能性时,球队被吸引到了赛场,赛马场,球迷和赛车队在每个比赛周聚集在一起,参加比赛日的奇观。
弯曲,倾斜的形状不仅令人想起赛道的动态和变化的蜿蜒形状,而且还唤起对速度的感知,这是NASCAR奇观的核心。
这些形式的表达只能通过使用钢材作为包层和结构来实现,包括几个大跨度元素,建筑外露的结构钢(AESS)元素,并采用创新的连接方法,钢结构细节和结构钢与石材,玻璃和钢作为饰面材料的界面。
名人堂由四个基本元素组成:
•形成大厅的大型釉面椭圆形状是名人堂的象征核心。
•矩形体积包括访客服务,包括上层的入口和展览空间。
•表达的荣誉殿堂是大厅内的标志性元素。
•广播工作室使名人堂广场更加活跃,这是一个欢迎游客的前院。
团队对速度和景观的探索结果演变成一个建筑元素 – 色带 – 5,000个不锈钢面板,以与NASCAR的图像和精神相称的形式包围整块建筑。由不锈钢制成,有光泽的天使头发,柔和地反射光线并突出其动态方面,丝带是一种雕塑形式,随着它环绕建筑物而变化。
在大厅内,一个弯曲的倾斜坡道的标志性元素引导游客从主楼层到上面的展示层。坡道包含一个赛车的展示,在比赛的瞬间冻结,以另一种方式捕捉速度和景观,这是运动的本质。
钢桁架用于实现项目的重大跨度:
•一组跨越175英尺的桁架实现了一个无柱的大型宴会厅•一个100英尺长的双层人行桥,由一对一层深的桁架支撑,将舞厅与现有的夏洛特
会议中心连接起来。
•两层和三层高的桁架悬臂在广播工作室上方30英尺处。
该项目中的AESS元素是Vierendeel框架,支撑着人民大会堂的玻璃面板。该外观上的横向抗荷载系统还起到支撑织带的支撑框架的作用。
该项目的结构性投标集是在100%CD集之前六个月发布的。钢板被分成多个包装,以便在完整设计完成之前进行钢结构详图和部分项目的制造。在钢结构细节中使用3D模型来识别和解决现场的潜在冲突。这些努力和有效的团队沟通使得长时间的公开开放能够按时发生。
MERIT AWARD WINNER
巴克莱中心,纽约布鲁克林区
建筑团队
所有者/开发商:Forest City Ratner Companies,Brooklyn,NY
建筑师:AECOM,堪萨斯城,密苏里
建筑师:SHoP Architects,纽约,纽约
结构工程师:Thornton Tomasetti,纽约
总承包商:Hunt-Bovis合资企业,印第安纳波利斯
Steel Fabricator:Banker Steel Company,Lynchburg,
Va。Steel Detailer:WSP Mountain Enterprises,Inc.,Sharpsburg,Md。
摄影师:Bess Adler
巴克莱中心球馆是NBA布鲁克林篮网队的675,000平方英尺的主场。设计建造项目包括18,103个座位,一个跨越入口的85英尺高的敞篷,以及用于曲棍球和其他活动的冰层。该竞技场每年将举办200多场体育和文化活动,音乐会和家庭表演的座位容量将增加到19,000。它拥有95间豪华套房,四间派对套房,两间会议套房,四间酒吧/休息室,四间俱乐部,一间餐厅和几家街头零售店。该项目旨在获得LEED银级认证。
竞技场的标志性特征是环绕结构的风化Cor-ten钢格子。一排排钢板包围着外部,包括一个悬挑在广场上方85英尺处的入口遮篷。在GMP包装发布一个月后,在第一个钢厂订单到期前两个月,增加了12,000个预风化钢板和顶篷的立面设计。这要求团队在保持原有时间表的同时,融入发展中的外观设计。增加了近1000吨钢材以支撑立面,这也成为一个突出的设计特色。
独特的拱形屋顶跨越380英尺,由一对跨越竞技场长方向的350英尺长的拱形桁架支撑。屋顶系统的几何形状很复杂,外部系统施加的附加载荷进一步复杂化。建筑物横向系统和隔膜设计用于抵抗来自屋顶拱的推力,这通过使用张力系杆而最小化。
竞技场位于地铁站和火车站附近紧凑的城市环境中,为基础系统带来了诸多挑战。为了方便卡车转向,一对卡车电梯设计用于向一个带有大型卡车转盘的低于等级的装卸码头供电。使用跨越码头的大板梁转移该区域中的建筑柱。
该项目的结构工程师提供结构模型,连接样本和完整的连接设计,使团队能够快速生成模型,存储大量信息并与整个团队协调。从最初的设计开始,该项目不断推动建筑信息模型(BIM)的极限。面板的复杂几何形状和缩短的时间表意味着团队需要在3D环境中进行协调,并以此格式向承包商提供信息。
时间表经常调整,甚至在施工高峰期每小时更改一次。设计团队由多个办事处和业务领域的工作人员组成。管理团队在如此庞大,快速发展的项目上所做的努力使得协调对项目的成功至关重要。堪萨斯城和纽约的团队设计了屋顶和碗,然后将两个组件整合在一起。施工支持服务团队致力于结构模型,模型交付和连接设计。安装工程在芝加哥进行。以与客户无缝连接的方式实现这些服务的集成需要广泛的沟通,密切的协作和谨慎的管理。
设计人员在现场全职维护,以适应变化和监督工作。每周协调会议有助于及早发现问题并主动制定解决方案。
MERIT AWARD
国家地理空间情报局,弗吉尼亚州斯普林菲尔德。
建筑团队
所有者/开发人员:弗吉尼亚州斯普林菲尔德国家地理空间情报局
所有者代表:美国陆军工程兵团 – 巴尔的摩区,弗吉尼亚州贝尔沃堡
建筑师:RTKL / KlingStubbins合资企业,巴尔的摩
结构工程师:RTKL / KlingStubbins合资企业,巴尔的摩
总承包商:Clark / Balfour Beatty合资公司,Bethesda,Md。
钢铁制造商:SteelFab Inc.,Charlotte,NC
钢铁零售商:SteelFab Inc.,Charlotte,NC
顾问:Hinman咨询工程师,旧金山
照片:Paul Warchol
位于Capital Beltway的郊区,毗邻Accotink Creek,是国家地理空间情报局(NGA)240万平方英尺的校园,被称为New Campus East(NCE),它不仅旨在提升该机构的能力,世界领先的情报组织,也是实现统一的文化转型。在九层主办公楼的设计中体现了培养统一文化的努力。
该建筑的整体形状由一个500英尺长的中庭和椭圆形礼堂组成,由两个弯曲的900英尺长的重叠条组成,形状为镜头 – 这是NGA的一个合适的比喻,它是国家眼中的主要来源。地理空间情报(GEOINT)用于美国国家安全,国防和救灾。
这种定义的建筑表达主要是由于结构钢的优点而完成的。钢铁为典型办公室的程序灵活性所需的大型海湾大小提供了便利,加强了透明中庭屋顶,西端墙和外部V柱所表达的建筑概念和图像,并适应了高度复杂的技术反恐/力量保护的限制(ATFP)标准和严格的时间表。
该项目由美国陆军工程兵团(USACE)巴尔的摩区管理,起源于2005年基地调整和关闭法案(BRAC)。RTKL Associates Inc.和KlingStubbins组建了一家合资企业,提供设计服务,包括总体规划和全面建筑,工程,室内设计,场地/土木,景观和技术设计。
这座9层高的主办公楼面积为220万平方英尺,是世界上第二大单人入住建筑(仅次于五角大楼),是世界上最大的联邦建筑,获得美国绿色建筑委员会(USGBC)颁发的LEED金级认证。
为了用光线填充建筑物的中央中庭和内部,中庭的西端墙用幕墙系统上釉,中庭的屋顶覆盖着透明的织物膜。西端中庭墙由135英尺高,140英尺宽的幕墙组成,由圆形空心结构截面(HSS)管钢框架支撑。建筑外露结构钢(AESS)要求被纳入空间框架结构的设计,制造和安装中,具有多种功能。除了支撑幕墙的重力负荷外,它还支持中庭屋顶重力和风荷载,并符合所有强制性ATFP标准。它还可以作为多层的人行天桥,提供塔楼之间的通道和循环。
中庭还作为行人循环的主要区域,中央电梯核心通过多个桥连接到每个塔。结构钢最大限度地减少了中庭内这些元素的视觉障碍,并使它们能够在塔后建造。
中庭屋顶长500英尺,长45,000平方尺,由AESS拱形钢管构件组成,支撑充气乙烯四氟乙烯(ETFE)织物屋顶。虽然看起来很清楚,但定制的丝网印刷图案和充满空气的ETFE系统可以在减少太阳能增益的同时提供显着的日光。极轻量化可最大限度地减少与ATFP相关的影响,并有助于减少管结构尺寸和吨位。
两个900英尺的机翼配置为聚焦在中庭。这些戏剧性的空间,以及中庭的灯光设施,为办公楼社区创造了一条主要街道。西端中庭墙和中庭屋顶结构增强了这种效果。
主办公楼的独特外观设计采用标志性的“V”柱,中间40英尺,沿着一层和二层周边,实现了视觉上坚固的底座和上六层的三角形预制门面之间的分离。地板,同时还延续了上立面的对角线。除了提供强烈的美学陈述外,“V”柱还参与横向抗负载系统,并适应交替载荷路径/渐进式倒塌设计。
与每个项目一样,主办公楼的复杂程度最为明显。USACE巴尔的摩区采用创新的早期承包商参与(ECI),在设计过程早期授予建筑合同约35%的设计,使承包商能够为设计过程提供有价值的投入,并促进快速跟踪和价值工程。此外,设计团队还提供分阶段采购包,包括钢厂订单和制造。业主,设计师和承包商之间的长期合作过程始于设计过程的早期阶段,建立了信任并培养了一个团队的环境。这种合作努力促进了各方的灵活和创造性态度,
项目投资1500万至7500万美元
盐湖城国家奖城市溪中心可伸缩屋顶
建筑团队
所有者:盐湖城城市保护区
建筑师:Hobbs + Black Architects,密歇根州安娜堡
结构工程师:Magnusson Klemencic Associates,西雅图
总承包商:盐湖城
钢铁制造商Jacobsen Construction:Ducworks,Inc.,Logan, Utah
Steel Detailer:Uni-Systems,Minneapolis
Steel Erector:Uni-Systems,Minneapolis
机械化顾问:Uni-Systems,明尼阿波利斯
照片:Magnusson Klemencic Associates
城市溪中心是耶稣基督后期圣徒教会计划将圣殿广场以南的两个盐湖城巨型街区改造成550万平方英尺的综合用途开发项目,包括零售,住宅,办公室,和停车位。开发商想要一个城市的露天环境,但也需要保证零售企业在恶劣天气下得到保护。在研究了许多天窗的可能性后,该项目的结构工程师制作了一个可伸缩的屋顶概念,完全满足了开发人员的需求。
由此产生的可伸缩的桶形拱顶屋顶分为两个部分,每个部分跨越一个城市街区。每个部分长240英尺,宽58英尺,呈S形,与城市溪流的曲线相呼应。精密雕刻的钢和玻璃在关闭时透明地遮挡顾客,并在打开时从视线中消失;将自然与下面的区域联系起来。
对于每个砌块,可伸缩屋顶由三对玻璃覆盖的拱形面板组成,这些面板悬挂在零售大厅上方相邻结构33英尺处。关闭时,所有六个面板密封在一起,形成一个空气和水的紧密屏障。为了打开,面板从中间分开并缩回到建筑结构上,因为面板从下面向下弯曲。
弯曲动作的关键是创新的鲸骨形肋骨,支撑玻璃屋顶。每个屋顶板由三个平行的鲸鱼骨组成,这些鲸鱼骨由弯曲的锥形焊接钢箱梁构成,从每个板拱的顶端延伸到其后跨的末端。
三个鲸须拱门的玻璃部分由四个由8英寸制成的pur条连接在一起。XX强A106 B级管和一个中空结构段(HSS)pur条10-3 / 4 x 1-2 in.ASTM A500 B级管。pur条设计有隐藏式连接,从下方看不到。三个鲸骨后背跨度与K形支架配置的矩形HSS ASTM A500 B级管连接,以提供鲸骨之间的剪切刚度。为了满足特殊的表面处理和细节要求,侧面和底部的鲸须梁壁经过研磨和填充,以产生完美平坦的平面。
鲸鱼使用定制分为两部分?设计固定装置并用板焊接连接,以适应独特的几何形状。将预装配的铁路梁和鲸鱼吊起到屋顶上,并将面板组装到位,贴上框架鲸骨,pur条和K形支架。
每个10.5吨的鲸鱼都有一个27英寸的支撑。位于拱形底部的双法兰钢轮和位于后跨末端的两个导辊。轮子沿着轨道梁顶部的一条几何路径行进,并且导向轮沿着轨道梁的底部骑行倾斜的轨道。随着导辊向上倾斜,屋顶的悬臂式前缘向下倾斜,导致车顶向下弯曲,车轮作为垂直旋转点。
位于遥控室的工业计算机操作可伸缩的屋顶,其每分钟行进8英尺,并在大约6分钟内打开或关闭。每个面板具有独特的操作顺序,以防止面板在密封件接合和脱离时彼此干涉。屋顶的曲率以及复杂的密封和交叉面板使控制系统成为机械化工程师开发的最复杂的控制系统。
国家奖
HL23,纽约
建筑团队
所有者:23 High Line,LLC,纽约
建筑师:Neil M. Denari Architects,洛杉矶
结构工程师:DeSimone咨询工程师,纽约
总承包商:TF Nickel&Associates,Ronkonkoma,NY
照片:Rinze van Brug摄影
HL23位于曼哈顿西切尔西区,创建了一幢14层,42,395平方英尺的超豪华住宅楼。该项目总共创建了11个公寓单元,3,585平方英尺的底层画廊空间和一个高架露台/花园区。建筑物的底板在底部比在顶部小,它的独特之处在于现有的高架暴露的Highline铁路 – 改造成位于建筑物东部的城市公园设施。
该项目采用巨型面板玻璃和不锈钢幕墙系统,其独特的形式来自于南立面和东立面的戏剧性倾斜,创造出动态和起伏的三维构图。
该建筑的双侧支撑系统是该结构中最有趣的元素。钢板剪力墙(SPSW)系统 – 在纽约市独一无二 – 为该项目提供了增加刚度和更小尺寸的好处 – 这对该场地都有巨大的好处。SPSW系统位于电梯和楼梯上,与全建筑周边支撑框架系统相结合。作为形式和功能之间协同作用的真正标志,建筑师将周边横向管支架结合到住宅的最终内部美学中。在设计周边钢对角支撑与周边钢梁的暴露连接时,这需要特别小心。
建筑要求在最终结构布局中发挥了重要作用,结构钢的使用受到三个主要因素的驱动:
•最大限度地减少结构的总重量,以确保筏基础的能力
•最大限度地减少内部柱的数量
•提供周边对角线的建筑表达。
在纽约,大多数住宅建筑采用现浇钢筋混凝土平板系统设计,以最大限度地提高楼层到楼层的高度。然而,由于建筑物的独特几何形状,庞大的建筑布局,土壤质量以及建筑物周边的混合重力和侧向荷载系统,钢材是更经济,更有效的材料。
地板梁与甲板上的混凝土板复合;然而,所有的中间钢梁都被拆除,以增加生活区域的净空高度。这是通过在许多区域使用支撑结构来实现的,板坯厚度在6英寸和7英寸之间,并且整个地板的金属甲板性能各不相同。在较高楼层,最大梁/梁跨度接近30'-0“。
由于建筑物的高度适中,SPSW系统被认为在结构上既有效又具有视觉吸引力。建筑的东西向尺寸非常紧凑,结构尺寸的任何减小都有利于地板布局。使用3/8英寸厚板,而不是宽法兰支撑构件,为系统的每个壁在柱之间释放了额外的可用地板面积。这两英尺的节省是一个38英尺宽的建筑物的巨大成就。
为了帮助加快安装速度,结构工程师与总承包商和制造商合作开发了一个系统,在该系统中,板的周边被连续焊接,四个侧面中的三个焊接在一起。预制剪力墙板,带有整体柱和梁,被运到现场并在现场进行拼接。这个过程最终节省了相当多的时间来架设SPSW系统。
双横向系统的第二部分包括在每个高度上的周边支撑框架。除了横向载荷外,许多位置的周边支撑框架也是重力系统的一部分。支撑外骨骼构件是北部,南部和东立面部分的8“直径双超强管。西立面上的HSS 10×5管和东立面其余部分的6×4背对背角度。所有管道元素都是主要的建筑特征,并暴露在立面和住宅中。因此,对这些元素的细节进行了严格的审查。除了标准的建筑外露结构钢(AESS)规格外,系统的节点还设计有暴露的单个112英寸。直径销连接。
MERIT AWARD
加州大学伯克利分校加州纪念体育场新闻盒,伯克利,加利福尼亚州。
建筑团队
所有者:加州大学伯克利分校
建筑师:HNTB Architecture,Inc.,洛杉矶
建筑师:STUDIOS Architecture,旧金山
结构工程师:Forell / Elsesser Engineers,Inc.,旧金山
总承包商:Webcor Builders,San Francisco
Steel Fabricator:The Herrick Corporation,Stockton,
Calif。Steel Detailer:SNC,Compton,
Calif。Steel Erector:The Herrick Corporation,Stockton,Calif。
顾问:Hassett Engineering,Inc.,Castro Valley,Calif。
照片:Tim Griffith
作为第一次世界大战堕落校友的纪念碑,加利福尼亚纪念体育场从1923年开放至现在,一直被认为是大学橄榄球中最风景如画的场馆之一。在发现体育场在地震中处于特别危险之后,由于体育场直接坐落在海沃德断层上而进一步加剧了这一事实,该大学开展了一个大型项目,以进行地震改造以及使体育场现代化。作为该项目的一部分,西部体育场的碗体进行了地震改造和现代化改造,同时保留了现有的历史周边混凝土墙。
然而,该项目的“皇冠上的宝石”是新的大跨度两层结构钢压力箱,漂浮在体育场新西部的顶部。建筑设计的主要目标之一是通过将压机箱支架的数量减少到最低限度来实现对压机箱的浮动效果。由此产生的压力箱结构长375英尺,两个主跨为100英尺长,末端跨度为33英尺。
压力箱拱形以跟随现有外墙的曲率,并由四个混凝土芯(每端两个)和四个中心结构钢柱支撑。新闻报道是两层楼,一楼设有印刷,收音机和电视媒体功能,另一层设有一个俱乐部空间,可欣赏到面向场地的景观和座位,还有一个带玻璃平台的25英尺长悬臂式阳台面向校园,可欣赏到旧金山湾和金门大桥的全景。
压力机箱的主要结构包括一个由深桁架构成的深空桁架,由桁架支撑,桁架跨越混凝土芯和中心柱之间。整个压力箱的乘客负荷超过1,700人,建筑中使用了超过1,350吨的结构钢。该项目的总体建设成本为2.15亿美元,新闻箱部分为4000万美元。
由于活动海沃德断层非常接近,压力箱和支撑混凝土芯的抗震设计采用了多项设计创新,以实现良好的抗震性能。芯和压榨盒结构与周围的碗分离,并允许完全独立于主碗结构移动。
为了减轻大的弯曲和剪切力并节省设计,压力盒被支撑在每个芯的中心处的钢销上。这些销允许压力机箱在型芯上枢转,并最大限度地减少对钢结构的损坏。每个7英寸。直径高强度钢销夹在五个100 ksi钢制角撑板之间。整个压力盒结构由12个这些高强度销组件支撑。
压力箱的顶层俱乐部空间有一个25英尺的悬臂式阳台,框架在主压机箱空间桁架上,支撑着一个可步行的玻璃甲板。这种阳台结构也是由许多小直径管段组成的空间桁架。这种阳台桁架系统包括地震和平面外支撑,具有多个多构件接头连接,一些接头连接多达八个管件。由于这些接头的复杂性,必须在制造商和设计团队之间的3D平台中进行协调。
由于场地和周围社区的复杂性,现场空间有限,无法安装和建造压力箱。为了解决这个问题,该国最大的履带式起重机之一(750吨利勃海尔履带式起重机,276英尺吊臂和65英尺配重延伸)用于在五个大段中架设主压箱桁架。压力箱的主空间桁架组装并焊接在运动场上,靠近座位碗。精心选择的拼接位置被确定为确保五个桁架段中的每一个都在起重机的重量和伸展范围内。五个部分中的每一个都超过了起重机容量的75%,因此被认为是关键选择。五个桁架段中最大的一个是165吨,160英尺到达,
加州纪念体育场的现代化和地震升级需要建筑团队和设计团队之间的密切协调和协作,以使这个最先进的压力盒在经过翻新的体育场碗上优雅地休息。体育场能够按时重新开放2012年足球赛季。
MERIT AWARD
LEE HALL III – 克莱姆森大学,克莱姆森,SC
建筑团队
所有者:Clemson大学,Clemson,SC
建筑师:Thomas Phifer and Partners,纽约
结构工程师:Skidmore,Owings&Merrill LLP,芝加哥
总承包商:Holder Construction Company,Atlanta
Steel Fabricator:Steel LLC,Atlanta
Steel Erector:Williams Erection公司,Smyrna,Ga。
照片:Scott Frances Photography
Lee Hall III是南卡罗来纳州克莱姆森大学建筑,艺术和人文学院的55,000平方英尺。该建筑拥有建筑,艺术和规划,教师办公室和学生工作空间的学术课程。Lee Hall III被设想为“一座教学的建筑”,通过观察其节能设计和暴露的功能和结构系统,鼓励非正式学习。Lee Hall III已获得美国绿色建筑委员会颁发的LEED金级认证。
Lee Hall III中几乎所有的结构钢构件都是建筑表达的直接表现。这座建筑是一个35英尺高的开放式双层空间,内部设有夹层和桥梁的内部结构。屋顶结构由轻质复合混凝土甲板结构组成,由露出的W14钢梁支撑。屋顶以一个平缓的弧形上升四英尺,以排出一个种植的绿色屋顶,在“柱树”正上方有25,7英尺直径的天窗。
“柱树”有意识地引起人们对结构钢的注意;它们由10.75英寸组成。直径1英寸无缝钢管。厚厚的墙壁和4个弯曲的“手臂”由1.25英寸的平面构成。和1英寸厚钢板。异常厚壁的管柱(通常用于石油和天然气管道施工的ASTM A106管道)允许非常细长的柱子并增强其戏剧性的优雅。每根柱子顶部的四个弯曲“臂”支撑着连续的W14钢梁线,并允许每个柱子正上方的屋顶打开成天窗。
Lee Hall III的南北立面由一个定制的隔热低铁玻璃组成,横跨地板到屋顶。通过直接将玻璃支撑在结构钢构件上(代替传统的铝挤压件),设计师开发出具有极佳细长度的窗户墙壁,具有最小和优雅的细节,与主要结构钢框架的美学外观一致。
Lee Hall III的横向系统包括在南北立面上的外露“X”支撑预张力电缆和在东墙和西墙上背靠背的WT普通支撑框架。在建筑的北面和南面的窗墙之外,一排超细长的“Y”柱支撑着外部暴露的W6钢梁和穿孔金属板的钢格子。每个“Y”柱由4.5英寸制成。直径中空结构截面(HSS)钢管,高达35英尺。
Lee Hall III中几乎所有的结构钢都是一个承载功能系统和一个雕塑般的表现媒介。但也许最值得注意的是它使用结构钢的原因在于,在没有任何昂贵或非常规制造技术,特殊表面处理,异域连接以及此类结构典型的更高公差“AESS”标识的情况下,实现了高度和富有表现力的特性。 。
相反,该团队密切合作,完善了传统的简单连接和制造技术,这些技术可由任何钢铁制造商制造而无需费用。所有连接都在结构图中详细说明,因此可以在车间绘图阶段之前评估和改进对齐,外观和建筑特征,从而消除制造商连接工程的时间和成本。尽管该结构具有弯曲的翘曲屋顶,但在建筑物的框架中没有使用弯曲钢 – 几何形状是一系列简单的多面弧形,几乎与真实的曲线相匹配。弧半径的变化要求金属甲板在跨越时略微弯曲。结构图清楚简单地以二维平面图传达几何图形,
通过回应制造商对“建筑外露结构钢”(AESS)的全面指定的关注,进一步降低了成本。建筑师和工程师并没有简单地将这一要求应用于所有暴露的钢材,而是仅确定了AESS对项目成功至关重要的那些方面,并定义了特定于工作的外露涂漆结构钢要求。值得注意的是,Lee Hall III的所有建筑钢材的制造和细节与传统的结构钢没有什么不同。
项目不到1500万美元
国家奖
埃尔多拉多会议中心,埃尔多拉多,方舟。
建筑团队
所有者/开发人员:El Dorado经济发展委员会,El Dorado,Ark。
建筑师:Polk Stanley Wilcox Architects,Little Rock,Ark。
结构工程师:TME,Inc.,Little Rock,Ark。
总承包商:CDI承包商,小石城,方舟。
照片:Timothy Hursley
成功的建筑讲述了一个特定地方的独特故事,将历史与未来的愿望相结合,创造出永恒的品质。阿肯色州埃尔多拉多不是一个沉睡的南部小镇,而是世界第八大石油公司的所在地,该公司是在上个世纪之交在阿肯色州南部发现石油而建立的。随着阿肯色州的石油枯竭,相关产业在全球范围内扩展,近年来,一个拥有4万人口的城市缩减至19,000人。
为扭转这一趋势,墨菲石油公司实施了一项令人惊叹的提案,即“埃尔多拉多承诺”,保证每个高中毕业生都能获得好成绩,获得免费的大学奖学金。对这一承诺感兴趣的新家庭涌入,创造了吸引工业的需求和新的公民自豪感,一个新的繁荣城镇。社区实施了一系列公共项目以增加曝光率,包括埃尔多拉多会议中心,这是一半的公共会议空间和一半的大学生服务中心。
从过去和现在最伟大的行业到明天的教育进步,EDCC创造了一个令人难忘的建筑,旨在帮助推动El Dorado成为区域会议目的地。
然而,如果没有钢铁的灵活性,这个地方的独特故事将无法分辨。会议中心将时间,地点和故事编织在一起,关闭城镇与学院之间的城市结构中的一个巨大漏洞,同时作为阿肯色州原始Boom Town更新的灯塔。
该广场位于历史悠久,繁华的市中心广场和南阿肯色州社区学院之间,连接着“城镇与礼服”。广场和学院也影响了两个自然采光的公共大厅的建筑派对,一个在通往市中心的路上,另一个在大学学术四元组。这些内部街道的工作方式就像城镇广场,两旁有咖啡馆,书店和公共/大学会议室,同时也是学院和艺术中心的画廊。大厅交叉口作为社区的起居室以及学生服务的“大学中心”。
庆祝该行业的设计理念的关键组成部分是钢结构的诚实表达,以及其细节的工艺,而不是典型的应用装饰。每个钢柱,横梁,螺栓和连接都以与石油井架和装配它们的钢支撑和平台相同的功能方式暴露出来。学生休息室漂浮在上层平台上,连接部门的走秀式桥梁。学生可以看到并被视为坐在公共道路上方。
主公共大厅是井架形状和支撑的重复横截面,创造了一个像空间一样高耸的大教堂,上面有一个木棚,让人想起这个森林地区的长木材厂。自然采光空间的重复结构节奏和垂直推力是对El Dorado本土儿子建筑师Fay Jones的微妙点头 – 精神在那里没有试图复制主人的作品。钢板和通道经过精心分层,以大学哥特式的方式创造出令人难忘的元素。木材镶嵌在支撑通道中作为加强筋,创造出优雅而简单的功能表达。
横跨整个咖啡馆/书店的一个巨大的砖拱坐落在实际的钢结构附近,就像今天卓越的施工方法 – 钢结构所固定的砖石废墟一样。
沿着公共大厅延伸的大型钢桥拱支撑着悬浮的汽车庭院遮篷,反映了街对面校园体育馆(旧军械库)的钢拱形屋顶。看起来像石灰石柱子,如城市广场法院,实际上是防晒鳍,停在屋顶之外,诚实地表达更轻的钢结构,这使得屋顶漂浮在上面。在使用木梁的情况下,它们仍然由钢结构明确支撑。
MERIT AWARD
TWILIGHT EPIPHANY(莱斯大学的JAMES TURRELL SKYSPACE),休斯顿
建筑团队
所有者/开发人员:莱斯大学,休斯敦
建筑师:Thomas Phifer and Partners,纽约
艺术家:James Turrell
结构工程师:Skidmore,Owings&Merrill LLP,芝加哥
总承包商:Linbeck建筑集团有限责任公司,休斯敦
照片:Paul Hester
莱斯大学的暮光顿悟,James Turrell Skyspace是一个永久性的户外体验艺术装置,由一个72英尺x72英尺的户外屋顶组成,位于一个类似护堤,两层,地下观景廊的顶部。Skyspace由艺术家詹姆斯·特瑞尔(James Turrell)构思,创造了一种融合了光,声和空间的大气体验,与日出和日落时的自然光相得益彰。此外,Turrell Skyspace采用声学设计,适合音乐表演。
在Skyspace上使用结构钢允许艺术家和设计团队推动悬臂跨度和细长度的外部限制,同时隐藏结构以给人一种几乎神奇地漂浮在空中的屋顶的印象。柱子的细长,加上巨大的悬臂和隐藏结构深度的视线,给人留下了如此巨大的印象,让游客常常对屋顶如何站立感到困惑。艺术家设想的屋顶结构只能用结构钢实现。
游客最初从远处体验Skyspace,然后通过隧道进入主要的下部观察区域,在那里他们可以坐在花岗岩(空调)长凳上,并通过屋顶的底部表面。下部屋顶表面用作上颚,通过屋顶中心的14英尺×14英尺的圆形观察,不断变化的光线投射会改变人们对周围天空的感知。该项目获得了广泛的赞誉,也许更重要的是,它吸引了游客的喜悦和惊喜。
Skyspace的结构系统由一个72英尺x72英尺的八对称锥形悬臂框架组成,由八个细长的6英寸支撑。直径HSS钢悬臂(旗杆)柱。两个同心的钢梁环支撑着一系列锥形双悬臂,伸出内外顶边。横向系统仅由八个悬臂柱组成。锥形钢屋顶框架由解构,然后组合和锥形,W18和W24截面,HSS 5×3周边管和锥形加强板制成,它们超出主梁到屋顶边缘。
最大限度地减小屋顶框架的深度并使钢材逐渐变细对于该项目至关重要,因为艺术家仔细计算了现场线条,以确保从地面看时没有任何顶部屋顶表面可见。框架深度和轮廓的固定约束,以及大悬臂(沿对角线近25英尺)使钢框架的设计和细节具有挑战性。锥形钢梁几何形状完美地确定遵循上下屋顶坡度,与最终表面的一致且小的偏移。除了纵向地逐渐变细钢制宽翼缘部分之外,垂直于屋顶斜坡的梁的顶部凸缘以与顶部屋顶表面相同的角度倾斜。钢材在非常紧凑的建筑包装内挤压,
锥形屋顶几何形状延续超过主钢几英尺,直到上下屋顶表面在“刀刃”相遇。
对于悬臂的最后2到3英寸,深度很小,首先使用带加强筋的锥形钢板;随着深度的减小,只有一个平坦的水平板进一步延伸一英尺,直到最后屋顶的建筑顶面过渡到一个涂漆的钢板,形成悬臂的最终脚。这个5/16英寸的外缘。涂漆的板材经过锐化处理,以增强边缘的清爽外观。屋顶的高性能石膏下表面一直延伸到刀刃的尖端。从主要钢材到同时为结构悬臂的外露建筑表面的无缝过渡的细节是项目团队面临的最大挑战之一。
设计结构钢与建筑屋顶型材紧密匹配需要与技术建筑师紧密协调,并对所有连接,主要和次要杂项钢构件进行全面细化。所有钢材和连接的几何形状在结构合同图纸中完全规定,不对制造商进行解释。
MERIT AWARD
THE CORNER CONDOMINIUMS,MISSOULA,MONT。
建立团队
所有者:Eric&Cheryl Hefty,Missoula,Mont。
业主代表:Eric Hefty&Associates,Missoula,Mont。
建筑师:Eric Hefty&Associates,Missoula,Mont。
结构工程师:Apex Engineering Services,Inc.,Missoula,Mont。
总承包商:Eric Hefty&Associates,Missoula,Mont。
照片:Mark Bryant Photographics
The Corner Condominiums拥有钢框架和耐候钢外壳,在密苏里州蒙城的凉爽优雅中崭露头角。该开发是一个位于密苏拉市中心附近三角地带的城市填充项目,采用独特的耐候钢板制成,是名为“Hip Strip”的线性商业区末端的合适顶点。
“由于场地和程序的限制,我们甚至没有考虑任何其他结构系统,而是考虑结构钢,”Eric Hefty&Associates的Eric Hefty说道,他是当地的混合用途多户住宅和商业的所有者和设计师。零售开发于2011年秋季完成。这个三层楼的项目包括7,822平方英尺的住宅空间,位于二楼和三楼,一楼有4,900平方英尺的商业/零售。
对这个独特的钢结构项目的愿景产生了微妙的影响,这是该项目的开发人员和建筑师多年前访问了着名的蒙大拿州鬼城Bannack。建筑物的钢包边墙的形象已经风化到一个美丽的锈色铜绿,与城镇其他地方的单色灰色形成鲜明对比,在他的记忆中徘徊不去。
但是,许多因素导致结构钢成为该项目的首选材料:
•受约束的场地 – 零地段线与复杂的建筑形状相结合,包括多个交错的地板,呈现复杂的建筑和安装挑战。准确的非现场钢制造和大多数螺栓连接缓解了安装过程。在轮式起重机“周围”建造钢结构可以最大限度地减少交通中断。
•占地面积小 – 三个钢制力矩框架和四个刚性框架设计用于水平荷载,通过充分利用三角形场地进行地下停车,零地段线路以及停车场上方三至五层的建筑高度。
•高度限制 – 城市规定的高度限制要求设计团队在四层卧室将地板到地板的高度挤压到极小的8'-10“。钢架允许设计师“保温”天花板以获得高度。分层允许团队在起居室,餐厅和厨房中设置高天花板,卧室和浴室区域的天花板高度较低。
•屋顶支撑 – 重载静载的绿色屋顶需要结构钢框架。
•兼容性 – 钢结构与建筑物的Cor-ten钢外壳兼容。
•可持续性 – 结构钢对项目的“绿色”要求做出了巨大贡献,包括89%的再生成分和多周期能力,可以在其使用寿命结束时重复使用或回收再利用到另一种具有相同或更高强度和质量的产品中。
MERIT AWARD
SIERRA BONITA混合使用经济适用房,加州西好莱坞。
建筑团队
所有者:西好莱坞社区住房公司,加利福尼亚州西好莱坞
建筑师:Tighe Architecture,加利福尼亚州圣莫尼卡
结构工程师:Gilsanz Murray Steficek,纽约
总承包商:Parker / Sarg Industries,Pasadena,Calif。
顾问:城堡和灰色国际Inc.,马里布,加利福尼亚州
照片:Art Grey
Sierra Bonita是位于加利福尼亚州西好莱坞的一栋占地5万平方英尺的五层混合用途经济适用住房结构,由非盈利的西好莱坞社区住房公司(WHCHC)委托。该建筑是该市绿色建筑条例的试点项目,该条例是该国首批此类项目之一。
在一个习惯于偷工减料和解决锅炉板设计的市场领域,该项目成功地将可负担性,可持续性和风格融为一体。这种集成在一些建筑物中最为明显,最具视觉冲击力的元素 – 包括使用暴露的结构钢 – 并且可以在庭院的偏心粉红色玻璃纤维墙中找到。
该建筑的42套单卧室公寓专为有特殊需求的低收入居民而设,包括老人,残疾人和被诊断患有艾滋病毒/艾滋病的人士。一楼为WHCHC和其他非营利组织以及零售空间提供办公空间。该项目的地下室和底层提供停车位。
这座112'x100'建筑的周边柱间距为20英尺。为了实现各种用途,该建筑的地面层只有四根内柱。在庭院,地板梁连接到60英尺长的大梁,这些大梁将力传递回角落的柱子。
分区限制将建筑物高度限制在最大50英尺。典型的公寓楼板为11英寸2英寸。金属甲板,41英寸2英寸。普通重量的混凝土板,跨越20英尺并与W24钢梁复合工作。这些横梁是弧形的,跨越43英尺,从庭院到周边墙壁。板坯具有额外的加强,允许钢梁与单元之间的隔板对齐,这导致公寓具有更高的天花板。支撑甲板以控制混凝土湿重下的挠度。由于甲板不支撑混凝土,屋顶框架更轻,最大限度地减少了地震载荷和材料使用。
地面和二楼平板更传统,3英寸。金属甲板,31英寸2英寸。正常重量的混凝土板,跨越11英尺到复合梁和梁。二楼设有户外竹园和公寓。
庭院入口处独特的粉红色玻璃纤维墙类似于一系列相交的碎片,实际上是基于偏心支撑的钢架。该框架在南北方向上形成横向阻力系统的组成部分。它采用各种宽法兰梁和管钢支撑尺寸,充分表达了建筑所需的随机性。
除了偏心支撑框架外,为了南北稳定,沿着东面设有一个同心支撑的框架,而同心支撑框架的两个部分沿着西面。同心支撑框架由W16梁,W12柱和管钢支架组成,尺寸从6×6到12×8不等。
对于东西向的稳定性,沿着建筑的北面和南面的力矩框架使用跨越20英尺的W18梁到W14柱的强轴。
该建筑最初设计符合2001年加州建筑规范,后来在施工期间进行了修改,以满足洛杉矶修正案的要求。
屋顶上的檐篷悬臂向上和向下悬挂在北面,用于支撑光伏板,光伏板用管钢框架并为建筑物提供能量。
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SOLAR CANOPY,芝加哥
建筑团队
所有者:芝加哥芝加哥公园区
建筑师:Adrian Smith + Gordon Gill Architecture LLP,芝加哥
结构工程师:Thornton Tomasetti,Inc.,芝加哥
总承包商:Carbon Day Automotive,芝加哥
摄影师:Steinkamp Photography
Solar Canopy是一个11英尺高的原型结构,由6,000磅建筑外露的结构钢(AESS)组成。它旨在收获太阳能,用于为电动/混合动力汽车提供动力。由Carbon Day Automotive设想在芝加哥推广可持续发展计划,该结构在道格拉斯公园的临时位置揭幕,作为国际奥委会在2016年奥运会选址过程中访问该市的重点之一。
这座天篷由芝加哥公园区所有,在城市博物馆校园附近的北海岛上建立了永久性住宅,并一直在积极为电动汽车充电。该结构的建造成本为67,000美元,采用经济高效,美观且可持续的设计,通过集成的结构解决方案,简化的制造和简化的协调来实现。
天篷与任何公园的背景无缝融合,并在艺术上与周边建筑相得益彰。优雅的设计包括一个树状的钢结构,可以支撑高达900磅的太阳能设备,一个300平方英尺的顶篷,配有光伏板,以及一个地下混凝土基础,将结构固定在地面上。原型设计适用于在不同方向集成一系列光伏技术,为世界各地提供可持续的解决方案。该团队旨在创建一个灵活的设计,可以容纳单个结构或背靠背连接的多个结构,为插页式空间中的用户创建阴影走廊。在太阳能雨棚的大规模应用中,停车场可以转换成巨型插入式充电站,有可能将剩余能源捐赠给电网。该结构具有可持续吸引力,有可能收集,储存,过滤和再利用雨水灌溉邻近的农业或公园土地。
所有的顶篷组件和连接都提供了经济高效的结构设计,同时又不影响建筑美学。为了实现这种解决方案,可能的最小直径管道用复合曲线弯曲。细长的管道在视觉上是优选的,既优雅的外观和限制对停车位的侵犯。3D CAD和3D分析用于设计复杂曲线,使该结构具有树状形式。由于需要集成管道将能量从光伏板转移到地下电池组,因此在管道的顶部和底部设置小的通路孔以隐藏电线以及排水。
螺栓连接最小化,有利于焊接,以实现建筑设计意图。由于焊缝的使用增加,树冠的结构工程师试图通过尽可能多地在钢铁车间进行制造来减少现场工作。该过程有助于降低成本并允许对最终产品进行更好的质量控制。
这个遮阳篷被制作成七件,尺寸有限,适合放在标准的卡车床上,简化了运输。到达现场后,设置基座并竖立柱子。屋顶结构以两件式交付并连接在地面上。然后安装太阳能电池阵列并将屋顶抬起到位并安装在柱顶部的螺栓连接座上。连接的设计使屋顶结构隐藏了螺栓。
树冠位于芝加哥的湖畔,设计可容纳城市臭名昭着的天气和风雪,同时为景观增添了富有想象力的外观。从地面开始出现萌芽的外观,顶篷固定在位于坡度1'4“处的混凝土基础上。基础连接和基础设计用于抵抗由不平衡的发芽柱产生的显着的永久倾覆力矩,该不对称悬臂从基座悬垂。为了减少结构的劣化,隐藏的基础允许最重的停车场磨损表面,并且热浸镀锌钢防止暴露于元件的部件的腐蚀。
由九家公司组成的团队需要进行广泛的合作,以实现天篷的独特建筑设计,同时仍然实现成本敏感的功能结构。只有三次面对面会议,大多数沟通都是通过电子方式完成的。团队成员通过虚拟通信方法有效地分享想法和设计,从而创建有效的设计流程。从概念到工作原型,太阳能顶棚设计在25天内完成。
作为原型结构,顶篷不仅具有多功能性,而且能够在多个站点集成多个应用程序,但它在其引人注目但简单的外观方面也是独一无二的。无论是用于为电动汽车,自行车还是踏板车提供燃料,顶篷都是任何景观的独特之处。
总统工程卓越奖
切尔西码头康涅狄格州,斯坦福德,康涅狄格州。
建筑团队
所有者:Chelsea Piers,纽约
建筑师:James G. Rogers Architects,南诺沃克,康涅狄格州
结构工程师:WSP Cantor Seinuk,纽约
总承包商:AP Construction,斯坦福德,康涅狄格州
照片:Chelsea Piers
切尔西码头康涅狄格州康涅狄格州斯坦福德的400,000平方英尺自适应再利用运动中心于2012年夏季向公众开放。切尔西码头康涅狄格州(CPCT)设有两个NHL规则溜冰场,巨大的草坪场,20,000- sf体操中心,一个带奥林匹克规模游泳池的水上运动中心,网球场,壁球场,蹦床中心,棒球/垒球训练区和附属设施。
体育设施所在的建筑物是一家拥有45年历史的制造工厂,之前由Clairol用作制造草本精华洗发水的工厂。自适应重用使得旧建筑免于被拆除。
虽然建筑面积符合切尔西码头的要求,但缺乏大型柱空间造成了潜在的障碍。专业品质的体育设施,如游泳池,曲棍球场,网球场,需要超过100英尺宽的大型无柱区域。该标准要求从建筑物中移除23个柱以实现无柱区。
实现经济效益是主要挑战;必须开发一种在将整个屋顶结构留在原位的同时移除现有柱的方法。该项目的结构工程师选择的解决方案非常具有创造性,经济性和高度可持续性,从而重新利用现有的屋顶结构,有限的拆除和新材料的有限使用。
所设计的结构系统基于使用由就地现有屋顶结构构造的王后桁架。通过将形成桁架顶部压缩弦的现有梁留在原地并使用现有柱的一部分作为主柱,仅需要添加相对少量的钢来形成桁架的张力绳。通过复合动作完成就地顶部弦杆构件的升级,新的混凝土板浇注在现有的现场金属屋顶板上。钢角构件用于桁架的张力弦。尽管简单和基本的“现成”结构构件仍然暴露在外,但它们美观的外形非常明显。
设计符合所有标准,但在浇筑混凝土后能够实现平坦的地板。由于现有的屋顶由新的国王桁架支撑,预计将成为新的运动设施的额外空间,因此对于非常平坦的地板结构存在要求。解决方案涉及在浇注混凝土板之前桁架的弯曲。这是通过在安装新桁架构件之前顶起现有屋顶结构来实现的。
在安装桁架钢之后,切割并移除现有的柱。在倾倒新的屋顶混凝土时,桁架精确地按设计偏转,为网球场和足球区留下了平坦的表面。
Chelsea Piers Connecticut是建筑再利用和开发的创新可持续工程的典范。一个创新的设计团队与一个支持和积极的所有者,使这个项目继续前进。结果是一个最先进的设施,满足社区的运动需求,同时在曾经废弃的工业设施中形成可行的锚业务。
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