看977英尺美国世贸中心如何拔地而起

在世贸大厦的原址规划了四栋超高层建筑，其中第一栋正式开放的超高层名为“Twoford”。它是一栋稳固、高利用率的建筑，同时其别致的立面效果为周围的环境增色。坐落于科特兰街道之畔的这栋超高层建筑，72层，977英尺高，造价高达1.2亿美元，地上建筑面积230万平方英尺，其中办公区域面积190万平方英尺。从地上15层至54层，建筑平面为平行四边形，平面面积为44000平方英尺。地上57层至72层为梯形平面，面向曼哈顿的南隅。站在楼层上，视线不自觉地被不远处的国家“9.11”纪念馆以及博物馆吸引。

建筑设计的目标之一是使办公楼层的视野最大化，并保证办公楼层角部区域无柱化。设计团队的应对策略为采用型钢混凝土柱-剪力墙结构体系来保证使用空间的高效以及实现建筑需求。在办公区域的西侧、北侧及南侧，内筒与外墙间距为45英尺；而在东侧为35英尺。“角部无柱化”建筑设计理念，通过外框角部悬挑钢梁来实现，其悬挑长度从20～45英尺不等；而在平面每一个侧边，柱间外框钢梁的跨度为80英尺。这一设计理念极大扩展了建筑视野，并使得每个楼层划分为6个办公区域或会议室，多于传统设计的4个使用空间。而每边4根框架柱的设计也使得整个竖向荷载传力路径直接、清晰，避免了多重转换柱的经济浪费。

　　桁架应用在水平机械上

　　钢楼梯安装

　　两种不同楼面

剪力墙的创新施工

剪力墙施工的常规顺序是先施工核心墙体，但此工程剪力墙总承包单位推荐使用内藏钢骨、钢梁的组合结构剪力墙。结构工程师LERA即采用了此种剪力墙设计方案。

外框采用钢混组合柱使外框钢梁施工更容易，同时还有其它好处。首先，钢梁与框架柱的连接节点在施工现场可以位于框架柱范围之外或位于外框钢梁的反弯点处；也就是说，选择连接节点位于钢梁正弯矩与负弯矩的交接点，即弯矩为0处，从理论上说，可以在连接处做成部分抗弯连接而不是常规的完全抗弯连接。第二，这样的拼接位置可以保证最大钢梁分段长度低于纽约市的卡车运输重量极限，这将极大地提高钢结构运输效率，并有利于现场塔吊的吊装。第三，外框钢梁位于楼板边缘处，这将使得混凝土泵送施工时不需要增加昂贵的、耗时的施工临时支撑体系。最后，在施工图以及深化图绘制阶段，总承包单位利用外框钢梁与幕墙安装单位、混凝土泵送公司以及其它安装公司协调，有效地提升了安装速度，增强了安装的安全性。综合各分包单位的需要，外框钢梁的设置可以减少各分包单位近75%的额外节点。

大跨度钢梁必须的刚度通过一个型号为W36的轧制型钢实现，在最大正弯矩以及最大负弯矩处，钢梁增加了加劲板件；加劲板件在钢结构工厂焊接，并错开钢梁拼接位置。这些基于传统钢结构工艺的简化处理有效地削减了悬挑钢梁以及框架柱间大跨度钢梁的造价。

核心筒施工

包含电梯、楼梯、洗浴间、设备间的结构核心筒是由两个独立的通过钢连梁联系的独立筒体连接而成，两个独立核心筒间是楼面的中央走廊。一般情况下，连梁与埋于剪力墙边的一根柱直接连接，但这种情况下连接节点将需要较强的抗弯能力。而在此项目中，结构工程师LERA提出将内藏于剪力墙内的柱适当移动以远离剪力墙边，这样对于钢连梁的处理将使得材料略有增加，但这些费用将被节点连接造价的减少而抵销。

在建筑的设备楼层，由于楼面使用荷载大幅度增加，需要沿建筑周边设计全楼层高度的带状桁架以承担跨度达80英尺的外框钢梁以及45英尺悬挑梁传递的设备荷载。带状桁架设计中，弦杆采用W14宽翼缘H型钢，并且转向了90°，以保证荷载能够从弦杆以及主要桁架节点直接传力，更重要的是，避免较大的节点板件。

此外，整个项目的施工现场是一个有限的场地，只能通过教堂和自由大街出入。地面被设计为能够承受重型卡车荷载，以满足施工需求。

4WTC塔楼是第一座在世贸中心原址拔地而起的超高层建筑，使用了总计近24000吨的钢材，直到今天，也是附近最主要的建筑。

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