优秀奖——造价在2亿美元以上的工程
纽约One 大楼
——纽约曼哈顿，纽约州
2020年9月14日，纽约曼哈顿迎来了另一座标志性摩天大楼，这里是纽约市中央商务区所在地，也是世界上摩天大楼最集中的地区。纽约One大楼由KPF（Kohn Fox）建筑事务所设计，有77层楼高，总高度达到了1,401ft.（427.02m），是纽约市建成的第二高建筑。One大楼是曼哈顿的地标设计，它独特的造型重塑了曼哈顿天际线，它是曼哈顿中心最高的办公建筑，仅排在世界贸易中心、中央公园大厦、威利斯大厦和斯坦威大厦之后，这座建筑改变了该区域市民的感受，建筑师对建筑语汇进行分层次设计，满足了社会对高端当代办公空间的需求。该项目会得到LEED与WELL双重认证，这栋建筑造价33亿美元（约合人民币223.89亿元），有170万ft.2（15.79万㎡）的A级办公空间，还有零售以及休憩空间，其中包括造价2.2亿美元（约合人民币14.92亿元）的交通换乘和开放空间的改造。这里有宽阔的无柱空间，使用者透过大玻璃窗能感受到惊人的城市美景，在面积为3,000ft.2（278.71㎡）的楼层中，建筑师融合了室外花园露台，这里还有以米其林厨师为首的世界顶级餐饮空间，这让建筑的功能更加丰富。
大楼融合了私人区域与公共空间，形成了独特的功能业态，综合的地下设施可直接通往中央区域，还能通向大道上面积约1300.64㎡的步行广场，到2022年，这座塔楼能完全整合东侧道路体系，在未来规划中，长岛铁路将可为中央广场提供服务 。建筑塔楼处在42号大街和43号大街之间，它沿着大道，是交通枢纽序列的重要构成部分，此地每日都有数千通勤人员 。
在项目设计前期，设计团队构思了多种不同的体量方案，这大大提升了贯穿整个公共空间的行人流量，设计团队还构思了评估工具，通过数据分析来达到目的，最终绘就了塔楼的整体设计，设计方案很好地考虑了流线，在让规模更大化的前提下，允许更充足的阳光进入到街道楼层。
大楼由4个螺旋向上的穿插体块构成，它与纽约城市天际线一旁的克莱斯勒大厦保持和谐统一的比例感，还与帝国大厦保持和谐统一的比例感。它是一个长方形锥形尖塔，其简约的造型设计灵感源自纽约市高层建筑黄金时代的克莱斯勒大厦与帝国大厦等标志性塔楼，其当代设计理念包含对可持续性以及丰富公共领域的考量，标新立异的斜顶设计赋予了高层建筑创新性。建筑师在塔楼底部运用了一系列斜角切割手法，采用一个充满动感的4层悬挑打造出一个街角内缩部分，使其与中央车站产生视觉联系。2022年大楼地下层与中央车站东侧出口相连，人们可从中央车站直接进入大楼，让出行变得更方便快捷。
设计团队和工作室展开了长达5年的紧密合作，设计出具有自然背景且现代感强烈的表面形态，陶土在不同批次呈现出不同表现形式，这给One大楼的整体应用造成了很大挑战。设计团队与波士顿Terra Cotta携手合作，进行了一系列测试，测试在真实环境下开展，所用模型具有多种形态和表面，最终形成了设计策略，该策略与中央车站及曼哈顿历史建筑的温暖色调相协调，One大楼的陶土面板应用于这座超高层建筑，显得极为柔和，呈现出明亮的珍珠色调，从整体来看，整个空间具备视觉上的统一感，这使得One大楼成为纽约的城市新地标 。
在塔楼立面设计时，项目团队测试了300多种釉面与型材的组合方式，目的是确保塔楼立面能融入纽约城市天际线，并且能完美应对遇到的各种室外光照情况，排列有序的玻璃表面在光线照射下精致且富有动感。大楼的大堂有大型装置，该装置由KPF设计，由多种青铜元素构成，呈星星状排列，悬挂在一系列集成高压电缆上，每个元素都深化了塔楼的材质理念，这些元素有手工肌理，经过手工抛光，边缘有一定深度，每个部分都有独特的形态、位置和旋转角度，在灯光照射下，整体形态有机且多样。除大堂外，还有67层，这些都是办公空间，总面积约16万㎡ 。不仅如此，每一层内部空间采用无柱设计，四周玻璃幕墙能提供360°全方位城市视野 。10到15层运用黑、白色调及优质材料诠释高端办公空间，看似简单的开放式布局保证了每个办公区域的通透性 。20到38层是行政楼层，其设计时尚且现代，搭配浅色大理石墙与玻璃，散发着优雅迷人的气质，从一丝不苟的风格基调里能感受到有条不紊、严谨的工作氛围，进入44到55层的开放式办公区域，会发现各种功能区域并非被“一刀切”式简单分割，而是利用玻璃打造出了视觉上的开阔感。办公空间在60到68层，运用传统灰色调大开间办公室，这是整个设计的精髓。在空间分割方面十分讲究。在材料使用方面十分讲究。在灯光效果方面十分讲究。在色彩运用方面十分讲究。在办公家具的选择方面十分讲究。顶层楼层在72到73层，是整栋办公大楼的最顶部，不仅拥有独一无二的绝佳视野，还附带有纽约市第二高的室外平台。从接待处出发，来到舒适的洽谈区纽约帝国大厦用钢材建成，再到会议区，静雅的灰色调主题空间中运用了华丽吊灯做点缀，大面积的落地窗从各个角度放大了空间感。
KPF建筑事务所总裁James von
KPF总裁James von也是项目的主要设计负责人，他说：“One大楼让人回想起纽约高层建筑的黄金时期。”建筑体量呈长方体锥形，其顶部与帝国大厦和克莱斯勒大厦相连，我们为高层建筑带来全新社会和环境特质，新建筑在空间和功能上与中央车站相连，在地面层构成视觉通廊，建立主要公共广场，使人们能直接从大堂进入车站。von继续说道，我们很荣幸能够设计这样一座商业摩天大楼，它支持如今的可持续建设，还丰富了公共区域的重要功能，总体而言，这个项目能够很好地推动该地区的发展，已成为东部市中心重新崛起的催化剂，引领着曼哈顿历史CBD的复兴。
KPF设计负责人称，建筑材料突出了曼哈顿的历史，这些细部设计的真实性与材质，对塔楼自身极为重要，还关乎周边建筑，像中央车站和克莱斯勒大厦，其中有定制的釉面陶土立面，以及青铜裙房框架，另外，主体大堂有青铜“艺术墙体”装置和桌子，这象征着到达的含义 。
KPF管理负责人Dunn称，这是地区的重要枢纽，One大楼为人们通勤带来更便利通道，还为未来入驻中央广场的各类交通设施构成直接路径，其独特建筑形式凸显纽约天际线，我们的设计营造出地面流线的绝佳体验，欢迎成千上万通勤人士到来，使其成为密集城市与繁忙交通的标志 。
KPF技术负责人表示，控制项目进度是很大的挑战，One大楼的整体交付也是如此，该项目极为复杂，需按时间节点完成各部分，这明显证明了设计团队与施工团队的密切合作关系。
KPF高级设计师表示，他认为One大楼是一座人文主义摩天大楼，其有着细致的细部设计，这种设计分解了建筑的整体规模，能给到人们适当的尺度感。锥形体量可使光线与空气直达街道，在拱肩处，倾斜的陶土片能引导人们的视线望向天空，大堂里设有专门设计的悬挂青铜艺术作品，这会让人联想到城市的韵律和节奏，顶部的采光结构重新展现了克莱斯勒标志性的对角线，人们在城市的各个方位都能欣赏到它。
大楼的结构设计
大楼的钢框架结构是由结构公司合伙人咨询事务所进行设计的，总共采用了钢材，该建筑有一个显著特色，那就是全楼层都设有落地窗，落地窗的高度有所不同，从14英尺6英寸（4.42米）到24英尺（7.32米）不等，并且大部分区域都是无柱楼面空间，能拥有360°的无敌视野 。核心筒是由钢框架和高强混凝土剪力墙组成的混合体系，这种做法让项目施工管理方下属的铁狮门公司能更好地控制项目工期，在过去6个月的施工工期里遭遇了新冠疫情肆虐的影响，塔楼仍比预定工期提前6周完工 。塔楼下部设置了厚2.74米的混凝土筏形基础，塔楼核心筒在三个中间楼层设置伸臂钢桁架来加强，这三处伸臂钢桁架的设置是与机电设计顾问紧密协调后确定的，目的是尽量减小对先进建筑机电系统的干扰。
除此之外，设置了一个钢质调谐质量阻尼器，也就是TMD，即Tuned Mass ，这样能让建筑的加速度保持在一个范围内，这个范围能使大楼使用者感到舒适。在塔楼第5层和第13层有柱转换系统，该系统赋予建筑独具特色的外形，同时设置整层楼高的桁架结构也是必要的。采用钢结构构件，让结构工程师们能够减少弦杆和内部斜杆带来的潜在干扰。在桁架节点处，采用铸造节点，以此确保连接节点尽可能密实，还能平顺地进行受力传递，进而简化现场施工。铸钢节点具有各向同性，也具备可焊性。实际上，当两个或更多桁架在核心筒处交汇时纽约帝国大厦用钢材建成，没有别的连接节点比铸钢节点更实用了。宽翼缘截面具备高效性与经济性，所以它成了建筑框架主体的首要选择，不过在其荷载超出轧制构件承载力的地方，采用的是箱形截面柱以及焊接钢板梁。不同厚度与宽度的钢板相互组合，再加上稳定适用的焊接细部构造，这让项目团队能够设计出可满足任何几何约束条件的截面形式。
在建筑顶部，“皇冠”元素和“通气管”元素，界定了这个长方形锥形尖塔的上端，空心钢管截面，是支承玻璃幕墙各种复杂细部的理想选择，它具有高抗弯承载力，即便在较大高宽比和较长无支撑长度的情况下也是如此，并且它对工厂焊接的连接节点具有适应性，这简化了钢构件的加工。此外，施工现场存在一种端板型螺栓拼接节点，它能够用于水平构件与斜构件的连接，这也给安装过程带来了极大的便利 。
建筑最上方位于“通气管”顶部，是一个128ft.（39.01m）高的尖塔，尖塔由钢板制成，被加工成可运输塔段，能通过翼缘连接在一起，在1,401ft.（427.02m）的高空也可轻松通过螺栓连接，内嵌板考虑用玻璃材质，但其不能抵抗附近烟道产生的热量。开展了一项单独的风洞试验研究，目的是确定尖塔部分的风荷载，以及尖塔和建筑框架之间的相互作用。所以，尖塔的每个侧面都设置了斜向加劲肋，其作用是干扰风场，还有助于控制结冰。另外，这些加劲肋延续了一种特殊效果，能将视线一直引导到建筑顶部 。
塔楼采用了钢结构优先的安装顺序，此顺序由合伙人咨询事务所倡导。位于核心筒处的柱、梁、斜撑都被设计成自立式结构，最高可达12层。随着钢结构安装的进行，开始在下方建造钢筋混凝土剪力墙。在核心筒内采用自升式模板系统，在外部采用手持式模板，混凝土作业随着钢结构一起向上进行，通常和上部保持6层楼的差距。这种施工方法能让项目施工管理方，也就是下属的铁狮门公司，消减因混凝土浇筑可能引发的工期延误，还能将较快的安装时间对整体工期的影响最大化。
核心筒剪力墙是抗侧体系的主要结构组件，其厚度为30in.（76mm），抗压强度高达14,（96.53MPa），整个工程采用了80级钢材。对于这个超高层建筑而言，控制侧向位移和振动对保持性能尤为重要，所以在三个中间设备层采用了伸臂钢桁架来加强混凝土剪力墙。整个抗侧体系的设计是依据该项目风洞试验及微气候专家所提供的参数进行的。该公司给出了用户舒适度分析，据此设计团队在靠近建筑顶部的位置增设了一个调谐质量阻尼器（TMD），目的是把建筑的加速度控制在舒适范围内。
该建筑因竖向空间受限，设计成有两个钢质点的复杂体系，其中一个钢质点是从上方悬挂下来的，另一个钢质点支承在地面上，两个钢质点相互连接以扩大振动频率范围。在建筑第5层和第12层的柱转换体系安装后，就在框架的关键位置安装了光电目标装置。在施工进行时，能从大厦及其他附近高楼内对这些光电目标开展监测，以此确认建筑性能，还能把监测数据告知身处建筑内的安装团队，比如，柱拼接时有无增加垫片的需求 。
先进的APD方法
怎样在一个靠近世界上最繁忙交通枢纽之一的、人员密集且熙熙攘攘的区域建造美国最高建筑之一呢？并且还要在一个加速的工期计划内完成？首先，钢结构连接节点的设计和建模要尽可能早地开始。大楼位于42号大街与43号大街之间，沿着麦迪逊大道与范德比尔特大道，处于纽约中央车站门口，是纽约市当前第二高且最新的办公建筑，是交通枢纽序列的重要构成部分，这里每日都有数千通勤人士 。大楼有77层，高度为1401英尺（427.02米），建筑面积170万平方英尺（15.79万平方米），它是在拆除原建筑后重新修建的，于2016年开始破土动工，现已在规定预算内提前完成建设。
大楼的设计者是KPF（Kohn Fox）建筑事务所，我们对这家事务所再熟悉不过了，它专注于全球各地摩天大楼的设计，目前世界上最高的10座建筑物中有4座是由该事务所设计的，KPF建筑事务所设计的One大楼由4个螺旋向上的穿插楔形体块构成。大楼的结构设计由其完成，其特色包括钢框架、斜柱、转换结构以及环绕混凝土核心筒的伸臂桁架等，施工顺序是先利用一个临时钢核心筒安装钢框架，最终该钢核心筒会被永久埋置在混凝土核心筒内，这种做法让项目建造如同没有混凝土核心筒，充分发挥了钢结构安装速度快的优势，进而缩短了总工期。
该大楼预计在2020年年底入住，上部结构安装用钢量超过25,000t，此项工作始于2017年夏季。该项目在2015年秋和2016年冬经历了数次反复设计，因而借鉴了公司的建造工程实践经验，充分利用钢结构快速施工的优势来缩短工期，以确保项目按期完工。公司的先进项目交付APD方法，为该项目提供了早期的钢结构连接设计服务，该公司的结构工程实践经验，为该项目提供了Tekla建模服务，进而能够提早进行工厂下单，还能提早进行钢结构详图设计。
在整个项目里，公司与设计团队紧密协作，公司还与施工团队紧密协作，在钢结构构件抵达现场15个月之前就已开始投入工作，以此弥合设计和施工之间的差距。在这个初期阶段，该公司提出了复杂的连接节点概念，用于供审核批准，采用建好的Tekla模型，发现并解决了早期可用文件中很多缺失的几何信息问题，还解决了框架之间的碰撞问题，同时获取了最终的受力信息，以供连接节点设计使用。公司和之间采用了一种内部信息请求的工作方式，公司频繁地提供设计变更建议，在一些特定情况下免去一些规定的受力要求，这些都有助于改进钢结构连接节点的设计，有助于改进钢结构连接节点的细部构造，有助于改进钢结构连接节点的加工，有助于改进钢结构连接节点的安装全过程。
这些早期的钢结构连接信息，在2016年夏季就发送给了钢结构投标商。这些早期的钢结构几何尺寸信息，在2016年夏季也发送给了钢结构投标商。为进一步增强对项目要求的理解，给出了Tekla模型。为进一步增强对项目要求的理解，给出了连接构造示意图来阐述一些复杂部位。这也有助于钢结构投标商给出一些加工方面的改善建议。这也有助于钢结构投标商给出一些安装方面的改善建议。裙楼建模完成后，更多细部构造会在投标进程中发送给投标商，Tekla进度模型也会如此。早期连接设计确认有必要采用实心铸钢节点来实现两个方向的受力传递。这些铸钢单元重量在3至22吨之间，最大的铸钢节点约为3英尺×3英尺×10英尺（0.91米×0.91米×3.05米）。对建筑较低部分3个节点的这些特殊条件进行了详图设计，这些详图设计被包含在了招标文件中，这使得钢结构投标商在项目早期就能对项目所需有更好的理解，进而能进行更精准、可靠的投标。最终在2016年10月，获得了该项目的钢结构加工合同。
该项目进行详图设计时被分成了7个工序，每个工序都有预先安排好的材料预提单ABM日期，还有下达详图用RFD日期，工序1是裙楼底部，其范围是从基础到第6层。这个工序包含若干转换桁架，这些桁架高24ft.（7.32m），由焊接箱形截面及9ft.（2.74m）高的钢板梁组成，还包含若干楼层的水平支撑，以及大堂上方一个倾斜的悬挂天花板。转换桁架连接节点大多采用26in.（0.66m）宽的焊接节点，此节点由厚达6in.（15mm）的多层钢板加工而成。裙楼上部的工序2，范围是从第6层到第13层，另外还包含另一组转换结构。工序3到工序6涵盖45个典型办公楼层，并且有3个伸臂加强层。工序7的亮点是屋顶结构由玻璃围合，边柱、水平构件采用外露空心钢管截面HSS制成，斜撑尺寸为HSS22×22 。签订钢结构加工合同后，提交给钢材加工商一个材料预提单ABM模型，其工序1和工序2的总重量达，占项目总用钢量的45%，还包括细部构造中的锚杆和预埋钢板等,三周后，提交工序1总重量达7000t的RFD模型用作详图设计。显然这是整个项目极为复杂的工序之一，钢结构详图设计要提早进行，钢结构加工过程也要提早进行。
连接节点设计和建模工作不断进展，公司和设计团队之间所需的宝贵信息，以及连接设计和Tekla建模状态，都会在每周的项目例会上报告给整个项目团队。合同内的顺序模型交付计划，让整个项目团队，包括设计方和业主方，能够及时提供解决方案并做出关键性决定。这种做法有助于简化信息流程，这种做法有助于在早期发现可能的碰撞，这种做法能确保项目进度快速进行。
在工序1之后一个半月，给出了工序2的RFD模型，有若干钢构件，还有大批结构用钢，都已被转化成施工图，等待审核批准。其后，后续工序基本上每隔两个月就依次给出RFD模型，这些RFD模型能让钢材依据实际长度订货，而非按照典型的ABM订单长度订货，在ABM订单中连接节点设计尚属未知，如此便避免了材料浪费，那些交付期长的结构构件会根据可用时间长度信息提早订货。在下订单之前就确认连接设计和建模信息，这样能使构件尺寸提前修改好。此时，尤其有利于简化连接设计，或者免去昂贵的加固必要。比如，要考虑平面外受力时，在那些连接节点局部尺寸不够的地方，增加空心钢管截面的壁厚 。
钢框架结构施工在先，混凝土结构施工在后，公司协调了钢筋混凝土结构中钢筋与主钢结构连接的关系，在连接材料上，要么事先焊接好钢筋接头，要么留一些孔洞让钢筋能在现场穿过，这些做法有助于减少钢结构和混凝土工种之间的现场交接问题，提供了更大的灵活性。钢结构施工图由公司与设计团队审核，目的是确保其依据模型中的细部构造完成，且依据合适的连接受力进行设计。在把施工图发给施工团队前，要评估并协调任何可能影响连接设计的意见。施工图提交审核时进展颇为顺利，特别是针对这样一个具有相应体量与复杂程度的项目而言，多数图纸在首次提交后便通过了审核。该项目的钢结构于2017年夏季启动安装，提交了直至第31层的施工图，并且到第27层的施工图已然审核通过。在设计推进过程中，准备Tekla连接模型时，钢结构加工工期至少缩短了8个月，安装工期也至少缩短了8个月。连接节点设计工作大体于2017年11月完成，建模工作也大体于2017年11月完成。2018年春季末时，所有钢结构施工图基本提交完毕。2019年9月中旬，尖塔最后一根构件安装完毕，钢框架结构完工。一年之后举行了剪彩仪式。都说“早起的鸟儿有虫吃”，在One大楼这个项目里，钢结构连接节点设计工作提早开展，建模工作也提早进行，这使得曼哈顿这栋最新的招牌式超高层建筑，即便在全球疫情肆虐的背景下，依然能够提前开业。
注：部分内容翻译自美国钢结构学会的Steel杂志，该杂志为2021年第3期 。
业主：/Hines/
施工管理：AECOM
建筑设计：KPF（Kohn Fox）建筑事务所
结构设计：
节点设计和建模： 公司
钢结构加工：，林奇堡，弗吉尼亚州
钢结构安装：，纽约，纽约州
钢结构详图：，林奇堡，弗吉尼亚州
铸钢加工：特种钢公司
本文是从美国钢结构学会的Steel杂志翻译而来，该杂志为2022年第5期 。
