来自金环建设集团新厂区研发办公楼的“黑科技”！

今天要和大家共同交流的是一种较为新型的结构体系——交错桁架钢结构体系。

说它“新”，并不是因为它出现得晚。它起源于20世纪60年代的美国，是由麻省理工学院开发的一种新型结构体系。将其归为“新型钢结构体系”，是因为这种体系在我国的应用还很少，具有非常大的发展潜力，目前国内的很多学者都对其进行了研究并取得了丰富成果。它同时也被很多行业文章称做“建筑界的黑科技”。

而这次，在金环建设集团石家庄装配式研发生产基地（新厂区）研发办公楼建设过程中，我们大胆采用了这种目前在国内还比较少见的交错桁架钢结构体系。这次选用的交错桁架钢结构体系，是来自于重庆大学为我们做的设计方案，该体系也是周绪红院士最早在国内研究和推动的新型建筑结构。这种钢结构体系具备了结构形式简单、施工“短、平、快”等优点，最重要的是节省空间，非常适用于我们新厂区办公楼“长条形”的占地空间规划。

▼金环建设集团新厂区两栋研发办公楼效果图

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交错桁架钢结构的主要形式

交错桁架钢结构体系起源于上世纪60年代，在美国钢铁公司（U.S.Steel Corporation）的赞助下，由麻省理工学院开发出这种新型结构体系，主要是为多高层的宾馆、学校、办公、公寓等高而窄的建筑提供更经济的结构形式，装配化率高、施工简便、使用空间布置灵活，符合当前绿色、环保、节能、循环可利用的发展趋势。

交错桁架结构主要由桁架、柱、楼板和纵向连梁组成。①结构柱布置在房子的四周；②桁架的高度与层高相同，长度与房屋宽度相同；③桁架的两端支承于外围柱子上，桁架沿房屋纵向隔榀布置，沿房屋高度在相邻的柱列上下交错布置。

从整体上看，在竖向平面上，每隔一层设置桁架；在横向平面上，相邻框架的桁架在上下层间交错布置，这就是我们说的“交错桁架钢结构体系”。

▼交错桁架结构三维示意图

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交错桁架钢结构体系的优势

交错桁架钢结构体系虽然在国内还比较少见，但是它的优点非常多，是一种拥有很大发展潜力的结构体系。它的优点主要包括以下几个方面：

1  结构简洁

交错桁架的结构构成极其简单，主要由纵向的框架柱，与横向交错布置的桁架构成。

2  大空间

交错桁架结构可以形成两倍柱距的大开间，且为无柱开间，在建筑功能上可以获得较大的开间和进深，便于布置。

▼交错桁架和其他结构体系平面对比图，其中：h是交错桁架结构；i 是框架结构；j 是框架核心筒结构

3  节点连接方便，施工方便快捷

桁架与柱铰接，从而可实现现场全螺栓连接。桁架整榀吊装，通过螺栓与框架柱连接。

4  适合标准化

交错桁架结构中的钢桁架，整榀制作、运输、安装，通过优化设计容易实现标准化。

▼金环建设集团新厂区研发办公楼建设现场

5  经济性好

经济性主要体现在几个方面：一是交错桁架钢结构体系的结构用钢量低，从而降低基础造价；二是施工简单、快速，不仅加快投资资金的周转，而且减少人工费。

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交错桁架钢结构体系的应用

说了这么多关于交错桁架钢结构体系的优势，现在带大家走进金环建设集团新厂区研发办公楼建设的现场，一起来领略一下它“短、平、快”的建设速度，以及钢结构装配式是如何“像造汽车一样造房子”的！

▼点击视频右下角，全屏观看更清晰

金环建设集团装配式研发生产基地（石家庄新厂区）的两栋研发办公楼，总建筑面积8000平米，6层，高度23.5米，长66米，宽10米。这两栋办公楼钢构件都是100%高强螺栓连接的，装配式程度高。从经济和适用性的角度考虑，采用的传统材料工艺结合一些新兴的材料和工艺，如墙体采用传统材料蒸压加气混凝土砌块，同时采用一些新型材料，如聚苯颗粒轻质隔墙板，它是车间预制，现成拼装，节能环保，施工周期快。同时，外墙是金属幕墙搭配部分玻璃幕墙，装饰立面美观，采光率高。

目前，交错桁架钢结构体系虽然在我国的应用还比较少，但是国内对它的研究从来没有停止过。我国已先后于2012年和2015年制定了两本相关的行业标准和技术规程。

从世界范围来看，交错桁架钢结构体系在美国和澳大利亚等国家已有很多应用。

▼工程应用：芝加哥 Godfrey Hotel

▼工程应用：南波士顿 麦卡伦大厦公寓

相信在不久的未来，伴随着钢结构装配式建筑的发展，交错桁架钢结构体系也会得到较大的发展。