格林斯博罗TRUIST领导学院

“这个设计展示了钢结构和木结构卓越的集成，你可以感觉到这两种建筑材料互相支持所形成的有意义的关系，也可以更好地理解设计师的意图。”——Anders Lasater

格林斯博罗TRUIST领导学院可以帮助商业和社区组织培养更好的领导人。不幸的是，TRUIST领导学院的家位于一个毫无特点的办公园区，这成了达成其使命的障碍。空间上的约束限制了传授课程的数量，很难在多日的教学计划内做到让学生们不分心，并且，领导学院的员工们在一个“兔窝式”的走廊和私人办公室内工作。因此，TRUIST领导学院的高管们决定是时候打造一个既独特，在授课时又充满变化的新家了。

开垦一片野外场地

TRUIST领导学院是包括6万ft. ² （5,574.12㎡）的5栋建筑的集群，位于北卡罗来纳州格林斯博罗的一处狭窄、有坡的树木繁茂的地带，靠近其位于北卡罗来纳州格林斯博罗公司的总部和Piedmont Triad国际机场。TRUIST领导学院想要将新结构嵌入到树丛中以保留自然环境。但是要做到这一点并不容易，因为这11英亩（4.45万㎡）的地块细长且狭窄，又处在一个30°的斜坡上。业主想要一个模糊了自然世界和建成环境之间边界的、类似休闲寓所的整体设计方案。钢材使得这种意图的实现成为可能，也是遵循森林景观环境形状和形式的建筑的“灵魂”的一部分。在研究了该地块的地形和自然特征之后，CJMW建筑事务所的设计师们找到了答案，他们采用结构钢来将领导学院的新家整合在这个地块内，树木本身成为了这个疗养院一般的园区的灵感来源，5栋绵延565ft.（172.21m）长的建筑都通过宽阔的、由钢结构支撑的浮动式人行走道相连。通过限制大规模的坡度重整和场地修整，钢框架结构也尽量做到了对场地的干扰最小。

这个造价3,500万美元（约合人民币2.22亿元）的项目包括2栋3层的企业培训及会议设施以及2栋可供24人留宿的客房建筑。在3棵大橡树之间，位于树顶的20ft.（6.1m）高处还有1栋多用途的“树屋”。每栋建筑都提供了可以看到树林和附近湖泊的开阔的、一览无余的视野。落地窗、开敞式楼梯以及宽敞平台将建筑室内和室外融为一体，钢结构的人行步道将建筑连系起来，为来客提供了一个迎宾入口。

营造温暖的感觉

除了要开垦这个具有挑战性的建筑地块之外，建筑内部和外部的外露钢结构采用了富锌底漆涂层，也作为了一种建筑元素和重要的美学设计风格。钢材是实现这个项目美学效果的关键，无论在室内还是室外都是外露的。该项目大约使用了430t钢材，大部分钢材都能够满足建筑外露钢结构AESS（Architecturally Exposed Structural Steel）的要求。CJMW建筑事务所的高级建筑师Jeffrey Sowers说道：“有时候人们会认为钢材是冰冷的，坚硬的，但是在这个项目中，恰恰是相反的。钢材助力这个项目营造了一种温暖、愉悦和诱人的氛围。”酷似树木的竖向钢柱和像是树枝的重型木框架屋顶桁架的组合——连同一个大大的悬垂屋顶模拟“树冠”，这样的设计进一步体现了设计者的意图。这些建筑的首层都是建在钢基础框架之上的，使得这些多层建筑看起来就像是“漂浮”着，尽量减小场地干扰，且营造了一种艺术感。

采用抗弯连接节点可免去设置支撑框架的必要，从而提高了建筑的开放性。鉴于钢材在这个项目中的重要性，CJMW设计团队和钢结构加工商SteelFab公司紧密协作，开发出了两种饰面类型的定制建筑外露钢结构AESS，实现了美学需求和现实预算之间的完美平衡。这些定制的钢材品种将建筑外露钢结构AESS从1类到4类（对于AESS的不同类别的细部构造，可以参见Modern Steel Construction 2017年第11期“Maximum Exposure”一文）的选择要求组合起来。当钢材被用在最显而易见的地方时则需要采用更加精细加工表面的品种，而在那些不是太显眼的地方则采用对表面加工要求不是很高的钢材。两种定制钢材表面都采用AESS的1类、2类和3类单元的组合，使得整个项目的柱都在视线高度范围内都能够满足AESS标准的3类要求，而在那些主要被隐藏起来或者在视线高度之外的地方则无须满足额外的焊缝和连接要求。

该项目需要对连接节点处予以更多关注以确保焊缝处的美观表面，这也在定制的AESS分类目录中被提及。由于设计团队和钢结构加工商的早期协作，包括提前做出一些和钢材表面以及抗弯连接焊缝相关的一些决定，使得项目团队能够缩短工期、控制成本、加速施工。早期协作也使得总承包商Frank L. Blum建筑公司能够在获得施工许可文件的几个月前就预先在工厂下单，从而缩短了供货周期。

该项目中的5栋建筑中最独特的莫过于“树屋”，这是和主园区通过一座钢结构人行桥相连的一栋多用途建筑。该建筑采用一根单柱作为“树干”，采用延伸出去的像是树枝的钢支撑来作为支撑。该建筑仿佛漂浮在树顶，四个方向的落地窗提供了360°无遮挡的视野，对楼面下方的树林没有造成任何干扰。钢支撑采用的是HSS10×10型钢，通过加劲肋和剪力栓钉连接在中央混凝土柱的定制钢环上，从而将支撑的受力传递给混凝土柱。这个钢环的系杆支承在一个为了安装方便而设置的截面为W8的钢柱上，最终该钢柱就被留置在较大的混凝土柱内。

该项目以获得LEED银级认证为目标，意在实现节能、节水的目标，自始至终采用的都是低VOC和无VOC材料，那些打捞的树木被再次利用作为图案墙、板和门。当然，因为钢材的高度可回收和“摇篮到摇篮”的特质，该项目的钢材对可持续性事业是有贡献的。

森林的巡护

项目团队知道要设计和建造TRUIST领导学院这个新家需要灵敏、迅速的做事风格。在建造工作开始之前，设计师们已经和一位树木栽培家以及园林建筑师一起走访了施工现场，将要拯救和保护的具体树木做上标记。为了进一步加强在保护树木方面的工作，使用了一台机器人全站仪RTS（Robotic Total Station）来定位这块11英亩（44,515.42㎡）地块上的所有树木，使得在确定每栋结构和每个连桥位置的时候尽量减少对树木的干扰且尽可能地保护树木成为可能。工程师们采用同样的数据来定位基础、锚杆及柱。该建筑并没有将其意志强加于自然，而是尊重自然——甚至融入自然。这需要精心的设计，在设计和施工阶段将钢材和外露木框架梁复合起来，钢框架的柱网尺寸是经过协调处理的，对齐承重点从而将相当大的荷载从木材通过钢材传递给下方的基础，也可以为屋顶木结构的外露连接节点提供一个清爽、高效的支承条件。在客房建筑中，遇到的挑战更为复杂，涉及到要实现竖向钢柱和屋顶木结构以及承载金属栓钉之间的完美对齐。抗弯连接节点的使用免去了额外设置支撑框架的必要，也提升了每栋建筑的开放性。

为了指导施工团队，Fluhrer Reed设计事务所的工程师采用RAM结构体系和RAM单元建立了分析模型，并将其转换到Revit软件中，形成三维建筑信息模型BIM，该软件被用来生成建筑的三维骨架模型，然后再完善建筑的“皮肤”和结构体系模型，使得钢梁和重型木结构体系的设计趋于简便。

再一次，项目团队借助机器人全站仪RTS技术来确保结构单元的精准定位，采用三维激光扫描仪来生成“竣工图”，并协调管线、橱柜以及其他组件的布置，从而协助了精准安装。三维建模软件还包括虚拟现实工具，通过“漫游”来向业主逐个房间地、从内到外地展示项目建成以后的样子。

项目施工中也面临着一系列挑战。周边的森林环境以及陡峭的场地坡度使得施工中不可能采用标准起重机和其他重型设备。一部带有280ft.（85.34m）长的吊杆和起重臂的200t的起重机被该项目用来在树顶提升钢梁、重型木结构，以及运送其他建筑材料到施工现场。鉴于该项目现场毗邻Piedmont Triad国际机场，甚至必须要经过联邦航空管理局FAA（Federal Aviation Administration）授权才能在该项目中使用起重机。

“该项目需要达到协调和沟通的新水平，”项目总承包商Frank L. Blum建筑公司的Joshua Cook解释说，“我们在该项目中采用了新方法、新设备，还要和新供应商合作，有时候需要我们花费两周的时间来计划仅4~5h的工作。”木结构是一个特殊的挑战，Joshua Cook补充道，更不用说还要对庞大规模和体量的抗弯焊缝进行管理。“我们知道这个项目必须得由很多训练有素的钢铁工人来作业，很多焊缝涉及到多个工艺步骤，需要花费约2h才能完成。但是这是值得的，钢结构元素是构成这栋建筑美感的重要部分。”

有效的结果

这个拥有多栋建筑的校园仅用了19个月的时间就实现了从初步设计到投入使用且已经收到来自于TRUIST领导学院及其所培训的领导人的轰动好评。该领导学院披露说其培训收入已经增长了41%，这很大程度上得益于其新设施的投入使用，在新校园里，可以同时开展多个项目和活动。来客们都说这栋建筑让他们感觉很好，也让他们更加集中精力在他们参加的课程中。座位角，围裹式平台，篝火，以及其他休闲空间，都在鼓励着人们之间的交际和分享。TRUIST领导学院的员工们也可以在带有外露框架且充满阳光的空间内工作，促进了他们之间的协作，也能够进一步激发创造性。

“我真心地期望能每天来到这里工作，”一位员工说道，“我在TRUIST领导学院已经工作了30多年了，我真的非常喜欢这栋新建筑，这是其他学院无法做到的。”

注：部分内容译自美国钢结构学会Modern Steel Construction杂志，2020年第6期。

项目概况：

业主：TRUIST领导学院，格林斯博罗，北卡罗来纳州

总承包商：Frank L. Blum建筑公司，温斯顿-塞勒姆，北卡罗来纳州

建筑设计：CJMW建筑事务所，温斯顿-塞勒姆，北卡罗来纳州

结构设计：Fluhrer Reed设计事务所，罗利，北卡罗来纳州

钢结构加工：SteelFab公司，罗利，北卡罗来纳州