2021 年最酷钢结构应用项目：水岸雨棚、悬挑工作平台、教学设施与爱心雕塑

每年，《现代钢结构》（MSC）杂志都会选择一些有趣的钢结构项目，通常是小型建筑、小件或雕塑，以展示钢铁最酷的用途以及与钢结构相关的其他创新和进步。2021 年最酷的应用包括一个通过提供遮荫和吸收阳光来模拟树冠的海滨天篷、一个让建筑工人可以在繁忙的曼哈顿人行道上方工作的悬臂式工作平台、一个旨在培训下一代焊工的教学设施，以及一个献给医务工作者的充满爱意的感谢雕塑。

纽约的人行道是公共领域的一部分。它们是人们见面、聚会、散步、喝咖啡和购物的地方。城市的人行道改善了城市环境，满足了行人的需求，使城市更加宜居和美丽。然而，这种生活质量常常受到随处可见的人行道雨棚的影响，这些雨棚是在施工和墙壁维修期间搭建的临时结构，以保护行人免受施工作业的危险。

最典型的人行道顶棚由以下部件组成：柱子、横梁、支架以及用作铺面的木材和/或波纹金属板。这些人行道顶棚会扰乱行人流动、产生阴影并阻挡商店招牌和展示橱窗的视线。典型的人行道顶棚还会受到汽车或卡车的冲击载荷，这可能会影响其整体稳定性。

但在对位于第五大道和 57 街的历史悠久的皇冠大厦进行翻新时，采用了高架方式，而不是传统的天篷概念。皇冠大厦位于世界上最独特的购物区之一。该项目由 Gensler 和 Gilsanz Murray Steficek 结构与建筑办公室设计，大楼两侧均设有悬臂式工作平台，在未来的建筑覆层工作期间保护下方的行人，并为行人提供无柱空间。

悬臂式工作平台从建筑立面伸出 21 英尺（6.4 米），保护行人远离下方繁忙的人行道 47 英尺（14.33 米）。这是此类平台中的首例，需要对现有结构进行重大结构改造，并提供无柱空间，与传统人行道顶棚相比具有​​三大优势：首先，它允许行人畅通无阻地移动，改善行人体验；其次，它确保装修工作在不妨碍店面的情况下完成，改善零售体验；第三，它消除了车辆撞击的可能性。钢材是这种尺寸的悬臂平台的理想材料。即使不考虑施加的施工和活荷载，任何类型的混凝土都太重，无法实现项目目标，而木材和铝制选项由于荷载和跨度限制而被拒绝。AISC 成员 Island Steel Structures and Detailing 被选为悬臂平台的钢框架结构和部分内部框架结构的制造商。

从概念到完成，设计团队多次与纽约市建筑局会面，以获得对这一不同寻常的人行道保护计划的反馈和批准。结构变化的施工分为两个主要阶段。第一阶段是内部施工阶段，包括加固地下室和 5 楼之间的侧柱以承载工作平台和悬臂平衡臂的负载，修改原有的建筑立面，并安装可拆卸的玻璃纤维增​​强混凝土 (GRFC) 面板以覆盖永久端板连接；第二阶段是外部施工阶段，包括安装悬臂钢构件、中间框架和工作平台板。这些施工项目是在夜间进行的，并在开始上部墙体施工之前完成。

在第五大道和 57 街沿线的所有外部跨度（除角跨度外），在原梁的两侧（垂直于墙面）安装了新的内部钢梁，将额外的工作平台负载直接转移到加固的原柱上，而不会引入显著的额外弯曲应力。这些跨度中的原内部梁被支撑、切割并重新连接到新钢梁上。在安装新钢梁之前，原托梁通过弯曲剪力连接重新连接到 4 楼以上的边缘柱上。

这种永久连接隐藏在重建的外墙内，还充当了托梁的临时支撑，以便安装内部横梁，并为随后安装直径为 1.5 英寸（38.1 毫米）的螺栓端板连接提供了空间。在拐角处，第五大道沿线的原有托梁被替换，以便安装两个新的焊接箱形截面。永久端板安装在侧柱的外法兰之间，可拆卸的 4 楼 GFRC 檐口充当了支撑工作平台的可重复使用的外部悬臂钢梁的连接点。

支撑工作平台的内部结构永久地集成到建筑物中，可以在需要时使用。外部工作平台结构可以在建筑物未来的施工过程中多次拆除和更换，例如窗户清洁或其他维护工作。这一概念也可以轻松适应新建筑的建设。

来源 | 《建筑钢结构进展》微信公众号