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Jun 08, 2023

Vertikale Erweiterung verwandelt ein altes Lagerhaus in Philadelphia

Das Projektteam schnitt den vorhandenen Betonkern heraus und baute zwei seitliche Betonkerne wieder auf, die von Hunderten von Mikropfählen getragen wurden, während das Gebäude bewohnt blieb. FOTO MIT FREUNDLICHER GENEHMIGUNG DER HARMAN-GRUPPE

Das Projektteam schnitt den vorhandenen Betonkern heraus und baute zwei seitliche Betonkerne wieder auf, die von Hunderten von Mikropfählen getragen wurden, während das Gebäude bewohnt blieb.

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Die 1.200 Mitarbeiter von Aramark werden etwa die Hälfte des 60.000 Quadratmeter großen Gebäudes bewohnen, während ein Lifestyle-Club nur für Mitglieder und andere Mieter ebenfalls Räume in der zehnstöckigen Anlage nutzen werden.

MIT FREUNDLICHER GENEHMIGUNG DER HARMAN-GRUPPE

Um ein Gebäude mit diagonalen Stützengittern in funktionelle Büro- und Einzelhandelsflächen umzuwandeln, musste das Projektteam mehrere Betonsäulen entfernen und versetzen.

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Regalplatten und Kragen aus Stahl unterstützen einen Lifestyle-Club im Gebäude.

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Verbindungen zwischen einem neuen Stahlträger und einer vorhandenen Betonsäule befinden sich an der Verbindung über dem Bodenrahmen. Stahlstangen stützen die Scherlasche der Verbindung des darunter liegenden Balkens.

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Nachdem der neue Gebäudekern gestützt wurde, wurden die vorhandenen Betonsäulen aus der ursprünglichen Struktur entfernt.

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Als die PMC Property Group beschloss, ein 350.000 Quadratmeter großes ehemaliges Industriegebäude in der 2400 Market Street in Philadelphia zu sanieren und darüber 300.000 Quadratmeter Bürofläche hinzuzufügen, wussten sie, dass sie auf einer soliden Grundlage standen. Die um 1920 erbaute massive Betonanlage war ursprünglich als Automobillager konzipiert. Es war für die Bewältigung schwerer Lasten konzipiert, aber der Raum, der in einem diagonalen Raster mit großen Innenrampen für den Transport von Fahrzeugen im gesamten Gebäude errichtet wurde, eignete sich nicht für eine Büro- oder Einzelhandelsnutzung. Um die Konstruktion in das bestehende Gebäude zu integrieren, waren zahlreiche bauliche Modernisierungen erforderlich, darunter die Übertragung, Entfernung und Nachrüstung etwa 100 Jahre alter Säulen.

„Es war strukturell so solide, dass es kein Problem war, fünf Stockwerke hinzuzufügen“, sagt Jay Persico, Projektmanager bei Fastrack, der Projektmanagementabteilung von PMC. Aber Persico weist darauf hin, dass das Team oben ein neues Spaltenraster hinzufügen musste, um das Muster zu normalisieren.

Der endgültige Entwurf sieht gemischte Gewerbeflächen im ursprünglichen fünfstöckigen Betongebäude vor, die von fünf neuen Etagen mit gewerblichen Büroflächen aus Baustahl gekrönt werden. Nach der Fertigstellung später in diesem Jahr wird dieses Gebiet vollständig von Aramark besetzt sein. Jede Etage umfasst etwa 60.000 Quadratmeter und ermöglicht bei Bedarf große Freiflächen. Das ursprüngliche Gebäude weist Deckenhöhen von Boden zu Boden auf, die sich im neuen Raum wiederholen. Zu dem Team, das sich weigerte, die Kosten des Projekts offenzulegen, gehören die Designbüros Gensler und Varenhorst.

„Das bestehende Gebäude konnte die Eigenlast aufnehmen, aber nicht die seitliche Last, also mussten wir zwei Kerne hinzufügen, um das zu bewältigen“, sagt Stephen Varenhorst, Präsident von Varenhorst, das als ausführender Architekt fungiert.

Das Gebäude steht auf gespreizten Fundamenten, die 14 Fuß unter dem Gefälle auf einem Felsen ruhen. Das Projektteam entfernte die ursprünglichen Kerne und konstruierte zwei neue seitliche Kerne, die auf Mattenfundamenten ruhen, die von Hunderten von Mikropfählen getragen werden. Der Entwurf sieht außerdem den Einbau eines 6.000 Quadratmeter großen Atriums vor.

Um die Kerne herzustellen, stützten die Teams die vorhandene Decke ab und machten dann übergroße Schnitte, um die Schalung unterzubringen. Für die Schaffung der neuen Öffnungen in den Platten, die pro Stockwerk etwa 30 Fuß mal 25 Fuß groß waren, musste pro Kern eine vorhandene Säule aus jedem Stockwerk entfernt werden. Scherwände wurden gebildet und platziert. Anschließend wurde die Schalung entfernt und eine durchgehende Betonkonsole an den Wänden angebracht, um die vorhandenen Bodenplatten zu stützen. Die Konsole bindet das alte Gebäude zur Schwerkraft und seitlichen Unterstützung an die neuen Scherwände an.

Die bestehende Betonkonstruktion ist in einem diagonalen Gittermuster – einem sogenannten Morrow-System – mit einem Feldabstand von etwa 30 Fuß im Quadrat angelegt. Das System verfügt über runde Säulen mit einem Durchmesser von 40 Zoll, die von großen Kapitellen gekrönt sind. Um Verbindungen zu den runden Säulen herzustellen, hat das Team des Tragwerksplanungsbüros Harman zwei Arten von Verbindungen entwickelt.

Bei etwa der Hälfte der Bestandsstützen werden Stahlträger mit großen, mit Klebeankern befestigten Kragenplatten an bestehende Rundstützen angeschlossen. Aufgrund der großen Kapitelle, die sich ausdehnen, wenn sie auf die darüber liegende Platte treffen, konnten an der Oberseite der Säulen keine Verbindungen hergestellt werden. Stattdessen wird der Boden jeder Betonsäule von Kragenplatten ummantelt. Neue, mit den Platten verschweißte Zugstäbe aus Stahl verlaufen von den Platten durch die Bodenplatte, so dass neuer Stahl darunter aufgehängt werden kann.

Das Ummantelungssystem erforderte Tausende von Klebeankern, die alle detailliert beschrieben werden mussten, sagt Lea Cosenza, Mitarbeiterin bei Harman.

„Wir mussten eng mit dem Stahlhersteller und dem Stahlbauer zusammenarbeiten“, sagt Cosenza. „An manchen Stellen konnten sie keinen Anker einbauen, weil die Bewehrungsstäbe zu eng waren, sodass sie [die Ankerstandorte] verschieben mussten.“ Sie fügt hinzu: „Es war eine Menge Arbeit, diese Klebeanker einzubauen.“

Im obersten Stockwerk des fünfstöckigen Gebäudes konnte das Team nicht dasselbe Verbindungssystem verwenden, da es darüber keine Stütze gab. Stattdessen schnitten die Teams die Kapitelle aus und fügten Stahlplatten an der Oberseite der vorhandenen ausgeschnittenen Säulen hinzu, sodass neue Stahlträger darüber angebracht werden konnten. Als die Kapitelle geschnitten wurden, war die Hälfte der Stahlkonstruktion bereits vorhanden. Für die Errichtung der neuen Stahltransportträger wurde ein Traggerüst zur Unterstützung der darüber liegenden Stahlstützen konzipiert. Von dort aus konnte das Team die neue fünfstöckige Stahlkonstruktion hinzufügen.

„Die Last gelangt durch diese Träger zurück in die Betonsäulen und trägt so den gesamten Überbau“, sagt Cosenza.

Mit dem Zuzug künftiger Mieter ergaben sich neue bauliche Anforderungen. Der Fitler Club, ein privater Lifestyle-Club, der Teile des Erdgeschosses sowie der ersten und zweiten Etage belegen wird, beantragte den Anbau eines Zwischengeschosses. Die neue Ebene wird von einer durchgehenden Regalplatte getragen, die mit Kragenplatten, die mit Klebeankern befestigt werden, an vorhandenen Säulen befestigt wird. Die bestehende Bodenplatte wurde ausgegraben und abgesenkt, um sich besser an die neue Anordnung anzupassen.

Der Verein wünschte außerdem einen Veranstaltungsraum im Erdgeschoss mit einer großen säulenfreien Fläche. Eine vorhandene Säule musste entfernt werden, aber Cosenza sagt, der Antrag sei gestellt worden, nachdem der neue Überbau von Aramark fast abgeschlossen war und diese Säule alle zehn Stockwerke trug. „Wir mussten den Stahl von Aramark aus dem fünften Stock holen, ohne dass er sich verformte und brach“, erinnert sie sich. „Wir hoben die Säule auf, die den Überbau stützte, transportierten sie hinaus und nahmen danach jedes Stockwerk auf.“

Es wurden zwei neue 50 Fuß lange und 6 Fuß tiefe Stahlbinder installiert. Sie tragen einen Stahltransportträger, der die Säule trägt, die die darüber liegenden Stockwerke trägt. Cosenza sagt, das Team habe eine Fachwerklösung entwickelt, weil sie vor Ort mit Bolzen statt mit Schweißen gebaut werden könne. Die Fachwerke trugen auch temporäre Stützpfeiler, die in den darüber liegenden Etagen installiert wurden.

Neben der Integration alter und neuer Strukturen wollte das Designteam das gesamte äußere Erscheinungsbild des Gebäudes durch ein neues modulares Vorhangfassadensystem integrieren. Varenhorst sagt, dass sich das neue Gebäude zwar gut für das Aufhängen einer Vorhangfassade eignete, das bestehende Gebäude jedoch nicht so genau ausgerichtet war.

„Es war schockierend, wie stark die Ausrichtung an manchen Stellen war“, sagt er. „Es war nicht strukturell fehlerhaft, es war einfach nicht ausgerichtet. Einige Säulen waren fast 60 cm entfernt. Es war eine echte Herausforderung, diese Hülle über das bestehende Gebäude zu ziehen.“ Er fügt hinzu: „Wir mussten dafür den schlechtesten Zustand und das schlechteste Design finden. An manchen Stellen ist es eng am Gebäude anliegend und an manchen Stellen ist es mit zusätzlicher Füllung 18 Zoll entfernt.“

Um mehr natürliches Licht hereinzulassen und die Aussicht auf den benachbarten Schuylkill River zu verbessern, schnitten die Teams nach Möglichkeit vorhandene Zwickel ab, um raumhohes Glas zu ermöglichen.

Obwohl das Gebäude einen ganzen Häuserblock zwischen den Hauptverkehrsstraßen Market und Chestnut Street einnimmt, gilt die Flussfassade als Haupteingang des Gebäudes. Eine Promenade aus Stahlkonstruktion ragt bis zu 25 Fuß über das bestehende Gebäude hinaus. Die Flussfassade grenzt außerdem an eine CSX-Bahnlinie, sodass für die Promenade keine neuen Fundamente verwendet werden konnten. Stattdessen befestigte das Team Stahlplatten mit Klebeankern an vorhandenen Betonsäulen. Die auskragenden Träger werden dann an den Stützen befestigt.

Während der Renovierung des bestehenden Gebäudes mussten die Teams mit zwei verbliebenen Mietern arbeiten, einschließlich einer Serverfarm, die nicht gestört werden konnte. Der Standort der Serverfarm erforderte außerdem die Übertragung eines Strahls, der den Raum nicht durchdringen konnte, da die Server im Dauerbetrieb sein mussten. „Das erforderte eine Menge Abstützungen entlang des gesamten Gebäudes und war ein zeitaufwändiger Prozess“, sagt Persico.

Die Arbeiten am bestehenden Gebäudeteil wurden in Drittel aufgeteilt. Das Team war sich darüber im Klaren, dass der Abriss des mittleren Drittels länger dauern würde als der der anderen Abschnitte. Daher wurden die Arbeiten so angeordnet, dass sie am südlichen Ende begannen, sich dann zum nördlichen Ende verlagerten und in der Mitte endeten. „Für den normalen Ablauf hatten wir keine Zeit“, sagt Persico. „Wir haben diese beiden Enden in der Mitte zusammengebunden und sind von dort aus nach oben gegangen. Wir mussten vor Ort einige Anpassungen vornehmen, aber im Großen und Ganzen verlief alles wie geplant.“

Einer der Vorteile der bestehenden Struktur war ihr großes, stabiles Dach. „Wir konnten beim Bau Tonnen von Stahl auf dem Dach lagern“, sagt Persico. „Das könnten wir nirgendwo anders machen. So stark war dieses Gebäude. Damit hatten wir im Grunde eine Fläche von 60.000 Quadratfuß auf dem Dach.“

Bruce Buckley ist ein freiberuflicher Autor und Fotograf mit Sitz im Raum Washington, DC.