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全球最高木结构:25层的Ascent大楼

全球最高木结构:25层的Ascent大楼

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© Courtesy:Thornton Tomasetti/KAA Design Group


Ascent项目,位于美国密尔沃基东城区,是目前世界上最高的正交胶合木结构建筑。这座占地4.9万平米,共25层的高层建筑拥有259套公寓。该建筑由Korb + Associates建筑事务所主持设计,项目团队包括结构工程师Thornton Tomasetti、木结构承包商Swinerton、消防安全专家Arup。 


该大楼开发商新地产企业(New Land Enterprises)希望打造一座最高标准的可持续木结构高楼,以推动重型木结构行业的发展。因为该项目前所未有的高度对建筑结构设计是一个巨大的挑战。除此之外,建筑的许可发放、消防措施、抗震等方面都需要富有创新的设计。该项目于2022年竣工。


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建筑结构特点


Ascent项目的上部十九层木结构加混凝土核心筒组成,下部六层为现浇预应力混凝土基座结构,大楼地下室设有停车场和零售店。整体设计上,木结构部分由胶合木梁柱与正交胶合木CLT楼板组成。CLT楼板上部覆盖轻质混凝土面层,而两个钢筋混凝土核心筒提供了侧向稳定性。


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建筑消防专项超限设计


威斯康星州的商业建筑法规基于IBC 2015(美国建筑规范),该法规属于法条式规范(Prescriptive Design)。但该项目的层高不符合现有IBC规范,所以设计团队需要通过验证“Alternative Design”的特殊方式,来验证该设计的性能。设计团队与当地审批机关协作,最终获得了特别许可,允许建造一座25层的暴露式重型木结构建筑(IV型),以展示正交胶合木的应用潜力,前提是满足1A型建筑的防火等级要求,这也是IBC规定的最高耐火极限。




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为此,团队进行了广泛的耐火测试、研究、工程分析、产品认证以证明正交胶合木结构可以满足甚至超越规定的消防等级要求。实验证明,胶合木梁及其连接可以达到2小时耐火极限,而胶合木柱则能达到3小时耐火极限。为提高整体结构的消防性能,消防喷淋被大量采用,另外消防通道和走廊配备专门增压设备,将空气往避难层外压出,防止浓烟和烈火的侵入。


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“世界首创”


重型木结构的碳化耐火特性在美国木结构建筑设计规程(NDS)里是被认可的。但是为了验证设计是否满足或超越1A型建筑的耐火极限要求,还进行了额外的测试,以确认胶合木柱的3小时耐火极限。设计团队与美国农业部森林产品实验室合作,完成了是世界首个胶合木柱三小时耐火测试。



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© 达到两小时耐火极限的连接设计


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该实验评估了三种树种,分别是花旗松、黑松和奥地利云杉,结构证实三种树种制成的胶合木都能够满足3小时的耐火极限要求。这些测试的结果已经公开发布,以帮助未来更多类似高层木结构建筑的普及。


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© 图片版权:德国汉高


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减碳效应


这个项目不仅展示了大规模重型木结构在高层建筑中的可行性,以及它在美观上的吸引力。此外据测算,Ascent项目还减少约7,200吨的二氧化碳排放,相当于将2,100辆汽车一年的碳排放。除此之外,Ascent公寓通过在室内大规模地展示暴露的CLT板、胶合木柱和木梁,打造了多户高层的独特木材结构,使居民几乎在每个角落都能感受到大自然的氛围。



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虽然Ascent项目的“世界第一高”的头衔可能很快会被超越,但在这个项目上展示的研究、创新将对全球的高层木结构建筑的发展产生持久的影响。


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预制化=快速施工


CLT正交胶合木板不仅具备结构和美学的双重功能,还能有效降低室内装修成本。此外,它还可以实现柱子和梁的工厂预制,从而大幅减少了材料浪费。考虑到木材的轻量性质,相较于混凝土或钢材,施工现场的能耗和时间成本也进一步降低,使施工进度提高了大约25%。该项目的木结构施工部分于2021年6月开始。仅仅6个月后,这座25层的大厦便完成封顶。


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(责任编辑:何雯丽)



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[责任编辑:Susan]

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