IMS 保利斯塔总部——高强度和轻型钢材在建筑中的应用

IMS 保利斯塔总部——高强度和轻型钢材在建筑中的应用

建筑结构

案例

2019/12/18

Moreira Salles 博物馆（葡萄牙语： IMS）是巴西的文化中心，旨在收集、展示和讨论艺术作品，尤其是摄影作品。新总部位于保利斯塔大道，圣保罗市最新奇、最有活力的区域之一。 IMS 被设计为开放的综合性空间，直接与城市相关联。

这座垂直博物馆位于楼厦之间，其中心（即交汇点）面向一个建在大道上方 17 米处的开放广场，可供游客观赏截然不同的城市景观。在 IMS 广场，游客可以从垂直中庭上楼前往展览厅，或下楼前往礼堂和图书馆。

为了使这栋建筑达到项目预期的空气流通性和透明度，其结构需要兼具精巧和新奇。鉴于空气流通性这一基本前提，自然而然得出的解决方案就是将所有通道和基础设施集中到一个混凝土核心部分（作为建筑物的“锚”），并利用金属结构来满足其他结构要求。下文探讨了在规划、设计、制造和组装 IMS 建筑结构的过程中所面临的各种挑战。更确切地说，本文描述了在型材中使用铌微合金化高强度钢材的可能性及其对项目的影响，特别是侧重于结构解决方案中将阻力和空气流通相结合的益处时。

点击视频，了解IMS 保利斯塔大楼的建造过程

除了扩大建筑的使用范围、留出更大的有效间距和更高的天花板高度、提升建筑群的通风性，IMS设计中的钢结构还能够克服地理位置给建筑物带来的不利因素。该建筑建在保利斯塔大道的一幅狭窄地块之上，周边有许多其他建筑物。从结构来说，首先需要强调的是，使用铌微合金化高强度钢材而非传统 ASTM A36 碳锰钢带来了增益，主要是由于以下因素，例如：更好的焊接性、更高的韧性和更大的阻力，后者直接关系到型钢的减少，最终影响结构重量。

其次，就结构而言，使用 ASTM A572 GR60 钢材（也是铌微合金钢）替代部分 ASTM A572 GR50 钢材相当有效，支撑展览的楼层意外载荷能力提升了25%，这一点是客户决定的，感谢 Gerdau 钢铁厂的鼎力合作。本研究表明，如果在项目开始时就考虑使用 GR60 钢材，则所得增益会更大。作业执行阶段的变化总会发生且往往无法避免，但它们也有代价，在此情况下，会导致结构重量增加，需要楼层载荷能力提升来补偿。

钢铁厂提供更多高性能钢材供结构工程师和建筑师大规模使用能够促进该材料在巴西土木工程行业的使用，或许有助于刺激建筑和结构领域出现更加大胆的项目；此外，还需重申在对速度和建筑过程合理性有很高要求的建筑中使用钢结构的高效率，其目的是加快组装流程、优化建筑工地空间和大幅减少对大型城市中心的建筑物周边区域的常规城市活动的影响。