臺(tái)北101工程介紹概論

1、臺(tái)北101工程介紹摘要：臺(tái)北101,又稱臺(tái)北101大樓，在規(guī)劃階段初期原名臺(tái)北國(guó)際金融中心，位于中國(guó)臺(tái) 灣省臺(tái)北市信義區(qū)，由建筑師李祖原設(shè)計(jì)，KTRT團(tuán)隊(duì)建造，保持了中國(guó)世界紀(jì)錄協(xié)會(huì)多項(xiàng) 世界紀(jì)錄。該專案主要由島內(nèi)十四家企業(yè)共同組成的臺(tái)北金融大樓股份有限公司，與島內(nèi)外 專業(yè)團(tuán)隊(duì)聯(lián)手規(guī)劃，并由國(guó)際級(jí)建筑大師李祖原精心設(shè)計(jì)，超越單一量體的設(shè)計(jì)觀，以中國(guó) 人的吉祥數(shù)字“八”（“發(fā)”的諧音），作為設(shè)計(jì)單元。每八層樓為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，彼此接續(xù)、 層層相疊，構(gòu)筑整體。在外觀上形成有療奏的律動(dòng)美感，開(kāi)創(chuàng)國(guó)際摩天樓新風(fēng)格。本文通過(guò) 對(duì)關(guān)于臺(tái)北101大樓的資料進(jìn)行整理，從設(shè)計(jì)特色和施工特色分別對(duì)該工程進(jìn)行了詳細(xì)的

2、介 紹，從而對(duì)其有了全面的了解。關(guān)鍵詞：臺(tái)北101、設(shè)計(jì)理念、工程特色一建筑概要臺(tái)北101這棟超髙摩天大樓位于臺(tái)灣臺(tái)北市的信義規(guī)劃區(qū)內(nèi)。信義規(guī)劃區(qū)最早開(kāi)發(fā)于 1980年代，占地而積153公頃，并將規(guī)劃成為臺(tái)北市的金融、零售與娛樂(lè)中心地點(diǎn)，展現(xiàn) 臺(tái)北這個(gè)大都市的的國(guó)際觀與活力。臺(tái)北101的舊稱為臺(tái)北國(guó)際金融中心，是一個(gè)系興建 營(yíng)運(yùn)-移轉(zhuǎn)為一體的個(gè)案，于1997年間由臺(tái)北金融大樓股份有限公司投資、開(kāi)發(fā)并營(yíng)運(yùn)。 建筑基地位于在新興商業(yè)區(qū)，且有鑒于臺(tái)北市有成為亞洲區(qū)域金融中心之潛力，經(jīng)市政府指 定為跨國(guó)性金融機(jī)構(gòu)的所在地。整體開(kāi)發(fā)案包含一座101層髙的辦公塔樓及5層的商業(yè)裙樓 和5層地下樓面，總平而而

3、積達(dá)到39.8萬(wàn)平方米。對(duì)于臺(tái)北市的游客、消費(fèi)者及企業(yè)團(tuán)體 而言，臺(tái)北101是一座嶄新時(shí)尚、頂級(jí)精品的高檔寫(xiě)字樓地標(biāo)。2003年11月，臺(tái)北101購(gòu) 物中心正式營(yíng)業(yè)，次年底寫(xiě)字樓啟用，到了 2005年1月間，位在89樓的臺(tái)北101觀景臺(tái)也 正式對(duì)外開(kāi)放營(yíng)業(yè)。無(wú)論在設(shè)訃或興建階段，臺(tái)北101自始便懷抱著一個(gè)長(zhǎng)期的目標(biāo)：以建 筑本身來(lái)展現(xiàn)當(dāng)?shù)匚幕c價(jià)值，成為世界與臺(tái)北的橋梁。臺(tái)北101將經(jīng)濟(jì)因素、環(huán)境因素、 社會(huì)責(zé)任三者予以完美整合，成為一座永續(xù)存在的摩天大樓。臺(tái)北101多節(jié)式外觀，以髙科技巨型結(jié)構(gòu)確保防災(zāi)防風(fēng)的顯著效益。每八層形成一組自 主構(gòu)成的空間，自然化解高層建筑引起之氣流對(duì)地而造成的風(fēng)場(chǎng)效

4、應(yīng)，透過(guò)建筑設(shè)計(jì)綠化植 栽區(qū)的區(qū)隔，確保行人的安全與舒適性。大樓造型宛若勁竹肖節(jié)髙升、柔韌有馀，象征生生 不息的中國(guó)傳統(tǒng)建筑意涵。內(nèi)斜七度的建筑而，層層往上遞增：無(wú)反射光害的高度透明省能 隔熱帷幕玻璃，讓人們?cè)谂_(tái)灣的最髙建筑內(nèi)，觀天看地。高科技材質(zhì)及創(chuàng)意照明，以透明、 淸晰、營(yíng)造視覺(jué)穿透效果，與自然及周遭環(huán)境大尺度的融合。二設(shè)計(jì)特色1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概要超高層大樓的設(shè)汁，對(duì)于安全的可靠度要求標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)高于一般建筑，相對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)汁而言, 在既左的設(shè)汁載重標(biāo)準(zhǔn)下，需要以更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度訂立材質(zhì)規(guī)格、施工標(biāo)準(zhǔn)與細(xì)部設(shè)計(jì)圖說(shuō) 明。而結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計(jì)之間的互動(dòng)更顯重要。1.1基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)臺(tái)北101大樓位于臺(tái)北市信義計(jì)劃

5、區(qū)，其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)必須承載地上101層的塔樓與6層 群樓的載重，其規(guī)劃的開(kāi)挖深度為22.2522.95 m,因基地堅(jiān)硬承載層上方有30-40 m厚的 軟弱粘上層，如使用注基礎(chǔ)時(shí)，可能會(huì)發(fā)生上壤承載力不足或?qū)е螺^大的沉陷變形產(chǎn)生，因 此必須使用深基礎(chǔ)將載重傳遞到堅(jiān)實(shí)的承載層，故設(shè)計(jì)時(shí)采用樁基礎(chǔ)將大樓的荷重穿過(guò)軟弱 粘上層傳遞到較深的巖層。而為了進(jìn)行可靠的基礎(chǔ)工程設(shè)汁，擔(dān)任大地顧問(wèn)的富國(guó)工程顧問(wèn) 工程公司所運(yùn)用的基地地質(zhì)調(diào)査鉆探孔數(shù)多達(dá)151孑L，為法規(guī)規(guī)左孔數(shù)的3倍之多?；A(chǔ) 板為3.04.7 m厚之巨形鋼筋混凝上實(shí)心板，設(shè)計(jì)齡期之圓柱試體抗壓強(qiáng)度為6 000 psio主 樓基礎(chǔ)板下共配置380根“

6、 1 500 mm平均入巖深度23.3 m的基樁，主樓柱的載重則以群 樁的方式支承。裙樓部分則于柱位配置167根02 000 mm平均入巖深度15.5 m之基樁。 地下室外用連續(xù)壁厚度為1.2 m,又為配合塔、裙樓之整體施工進(jìn)度規(guī)劃及不同深開(kāi)挖工法 之需求，塔、裙樓間自B1FL以下規(guī)劃一施工界而地中壁，該地中壁于地下室施工完成后 視建筑需要開(kāi)口位置予以敲除。地下結(jié)構(gòu)之配置剖而示意如圖1所示。圖1地下結(jié)構(gòu)示意圖1.2上部結(jié)構(gòu)系統(tǒng)本工程之的地上結(jié)構(gòu)體包含1棟101層的塔樓及1棟6層的裙樓，兩棟結(jié)構(gòu)體于地上部 份以伸縮縫形式完全斷開(kāi)，地下室共有5層且塔、裙樓相連。在平面配置上，服務(wù)核內(nèi)共有 16根箱

7、型柱，主樓四周每側(cè)采用2根巨型鋼柱延伸至90層，苴最大尺寸達(dá)2.4mX3mX80 mm。主樓四周于26 F以下并另外配It 1.2 mX2.6 m1.2 mX 1.6 m及1.4 mX 1.4 m1.6 m X1.6 m等兩種尺寸箱型柱，27F以上則配合建筑斜而造型而使用H900 mmX400 mm H1000 mmX500 mm的H形斜柱并與H型梁組成抗彎構(gòu)架，主要在于提供局部載重的傳遞 使用。為提髙抗風(fēng)勁度與強(qiáng)度,62層以下的箱型鋼柱均內(nèi)灌10 000 psi自充填高性能混凝上, 在立面配置上，圖2為本工程的3種主要立面構(gòu)架，英中X、Y方向各配苣兩組合計(jì)6道 立面構(gòu)架，服務(wù)核心的鋼柱間以鋼

8、竹大梁、斜撐相連，斜撐主要為同心斜撐與V型斜撐， 部分斜撐因開(kāi)門(mén)需求而為偏心斜撐型式，但基于抗風(fēng)勁度的需求予以加勁補(bǔ)強(qiáng)而未依偏心斜 稱細(xì)部設(shè)計(jì)。9樓以下的同心斜撐并與600 mm厚的剪力墻澆灌一體以形成良好的水平力傳 遞系統(tǒng)，機(jī)械層上下大梁間則以斜撐相接所形成的外伸桁架梁作為內(nèi)外柱間的主要垂直剪力 傳遞機(jī)構(gòu)。從宏觀的角度，主樓結(jié)構(gòu)主要是由巨柱、核心系統(tǒng)與外伸桁架梁等構(gòu)件所組成的 101層巨形構(gòu)架。fnw這亠捋:1: 2:*:3:窮 Hs:HFhHHtBlm2:bs:is:±:z:7-S:ii4i?盈S:劭=一二 - - * - "»- - 1 1W IWw* *

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10、動(dòng)來(lái)平衡大風(fēng)或地震造成的大樓的震動(dòng)，以減少兩者的危害；此 外，還可用來(lái)平衡一般風(fēng)力造成的大樓的微幅擺蕩，以提高居住其間的人的舒適感。這個(gè)“大 球”有一個(gè)專業(yè)需稱，叫'調(diào)質(zhì)阻尼器”。臺(tái)北101大樓的“涮質(zhì)阻尼器”是目前世界上最 大和最重的。通常，阻尼器是裝在摩天大樓 及其他建筑里的巨大混凝上塊，通過(guò)彈簧、 流體或擺錘的作用，平衡自然力量造成的大 樓的振動(dòng)，以減少其對(duì)大樓的危害。一般來(lái) 說(shuō)，可能對(duì)大樓結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有害振動(dòng)的自然力 屋主要是大風(fēng)和地震，比如在地震發(fā)生時(shí)，從地下深處傳來(lái)的地震波會(huì)使建筑物來(lái)回?fù)u擺，甚至導(dǎo)致建筑物垮塌。因此，為了提高建筑物的防震性能，大樓特別是摩天大樓在設(shè)訃上都會(huì)重視

11、和考慮應(yīng)用各種抗震技術(shù)。圖4風(fēng)阻尼器示意圖2.2先進(jìn)技術(shù)臺(tái)北101重視安全、防災(zāi)、質(zhì)量采用了前瞻性的建筑自動(dòng)化、辦公室自動(dòng)化、通訊自動(dòng) 化等高科技技術(shù)，采用了建筑法規(guī)規(guī)左的高層建筑防喪要求的10倍防震設(shè)計(jì)，以及1000 年的耐震強(qiáng)度設(shè)計(jì)，而實(shí)際可承受2500年一遇的10級(jí)以上大地震在抗風(fēng)設(shè)計(jì)上則可承受相 當(dāng)于17級(jí)以上的強(qiáng)烈臺(tái)風(fēng)。從抗震角度來(lái)看，地質(zhì)鉆探勘測(cè)也證實(shí)信義路沒(méi)有斷層通過(guò)另 外建筑采用800（抗風(fēng)制震設(shè)備和風(fēng)阻尼器。自動(dòng)計(jì)算搖晃幅度使建筑能自行調(diào)整移動(dòng)方向 確保大樓內(nèi)人員的舒適性。以每8層為一組構(gòu)成的空間，使超髙層大樓的結(jié)構(gòu)有如一棟川層 的組合建筑，獲得了最大穩(wěn)左度。以八大巨型鋼計(jì)梁

12、柱為竹干，圍繞周邊，兼具強(qiáng)度及韌性。 并采用遠(yuǎn)超過(guò)一般建筑要求的4536g髙性能混凝上，強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)大樓采用阻燃無(wú)煙材料裝 修每層均設(shè)置安全避難走道，每八層設(shè)有安全艙，防火避難室及避難陽(yáng)臺(tái)。2.3藝術(shù)風(fēng)格每一棟世界級(jí)的建筑，如果沒(méi)有充分和當(dāng)時(shí)環(huán)境特色結(jié)合缺少人文內(nèi)涵.就不能成為其 區(qū)域中的代表之作。鑒于此，臺(tái)北101在設(shè)訃中溯源深層文化。，超越單一體量的設(shè)計(jì)觀， 以中國(guó)人的吉祥數(shù)字“八”作為設(shè)汁單元層層相疊，構(gòu)筑整體。在外觀上形成有忙奏的律動(dòng) 美感，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)際超高層大樓新風(fēng)格。多節(jié)式外觀，宛若勁竹節(jié)節(jié)高升、柔韌有余，象征生 生不息的中國(guó)傳統(tǒng)建筑意涵。內(nèi)斜7度的建筑外墻而，層層向上擴(kuò)增：采用高科

13、技材質(zhì)及創(chuàng) 意照明，并利用透明、淸晰造成視覺(jué)穿透效果與自然及周遭環(huán)境融合斜立而與多層次結(jié)構(gòu)。 有如鮮花綻放、富貴飽滿。不同髙度展現(xiàn)不同視野，實(shí)現(xiàn)"一花一世界，一臺(tái)一如來(lái)，臺(tái)臺(tái) 皆世界，步步是未來(lái)”的東方原創(chuàng)理念。2.4環(huán)保秉承著打造一個(gè)時(shí)空地表的理想，臺(tái)北101在營(yíng)建過(guò)程中兼顧經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)兩個(gè) 目標(biāo)，以及持續(xù)經(jīng)營(yíng)的企業(yè)理念，將環(huán)保議題列入整體設(shè)計(jì)規(guī)劃。墻面采用斜而處理，無(wú)反 射光害，考慮了周國(guó)環(huán)境的使用者。髙科技隔熱玻璃建材，更可阻隔2/3熱源，達(dá)到節(jié)約能 源的目的。為了實(shí)現(xiàn)全面環(huán)保管理并顧及未來(lái)建筑實(shí)際使用，將水回收、垃圾分類、空氣溫 度調(diào)卩、燈光控制、廢棄物處理等環(huán)保措施全

14、部列入設(shè)計(jì)考慮的范弗1。三施工特色1 2.4 X 3m巨柱與10,000psi混凝土柱內(nèi)灌漿考慮到巨型構(gòu)架結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與整體施工進(jìn)度的需求，巨柱型式之選擇由箱型鋼柱及柱內(nèi)灌 漿結(jié)合而成，柱內(nèi)灌漿除了利用箱型鋼柱為既成的結(jié)構(gòu)模板外，柱內(nèi)混凝上亦提供整體結(jié)構(gòu) 勁度與強(qiáng)度需求。巨柱共配置8支，巨柱尺寸由B5F(D2.4mX3.0m)90F(Ell.6mX2.0m), 柱內(nèi)灌漿范用由B5F62F,施作高度270m, lOOOOpsi混凝土使用量共23900m3,巨柱設(shè)計(jì) 剖而與施工相片見(jiàn)圖5、6。柱內(nèi)灌漿施工程序?yàn)橛上峦媳盟鸵赃_(dá)到確實(shí)的充填性，灌漿 口則于柱內(nèi)設(shè)巻向上的5#導(dǎo)引管以有利于向上充填及減低材

15、料析離程度，施作前需確認(rèn)供 料足夠后才開(kāi)始施作。為考量灌漿時(shí)對(duì)鋼柱產(chǎn)生的側(cè)壓力影響，配合柱內(nèi)加勁板位置設(shè)宜柱 內(nèi)加勁板及羽束鋼筋，小柱部分則設(shè)巻井字拉桿予以用朿。箱型鋼柱4角隅采用全長(zhǎng)全滲透 的潛弧焊接，為了減少柱外灌漿開(kāi)孔的現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)強(qiáng)工作，灌漿口的開(kāi)口補(bǔ)強(qiáng)以廠內(nèi)補(bǔ)強(qiáng)為主, 灌漿完畢后以薄鋼板封孔電焊。每次灌漿的髙度以一節(jié)鋼柱為限，單柱灌漿時(shí)間以不超過(guò) 1.5小時(shí)為原則，施作前需確認(rèn)供料足夠后才開(kāi)始施作。實(shí)際泵送速率約為每小時(shí)401用 60m巨柱每分鐘約僅上升8cm10cm,英上升速率緩慢。柱而設(shè)置氣孔以利于受火時(shí)消 散蒸氣壓，該氣孔并用以觀察柱內(nèi)灌漿時(shí)的施作髙度。由于量產(chǎn)速率及施工時(shí)間的限制，

16、巨 柱部分約每2層樓澆置一次，其余部分平均為每4層樓、高度16.8m灌漿一次。圖5巨柱剖面圖圖6巨柱施工照片2 10000 psi高性能混凝土基于結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、勁度與整體施工進(jìn)度的需求，62層以下采用內(nèi)灌混凝上形式的箱型柱, 62層以上則為純鋼柱以減輕結(jié)構(gòu)自重。柱內(nèi)灌漿除了利用既有的箱型鋼柱作為灌漿時(shí)的模 板外，柱內(nèi)混凝土亦提供整體結(jié)構(gòu)勁度與強(qiáng)度需求。國(guó)內(nèi)自髙雄東帝士 85廣場(chǎng)大樓起，已 有相當(dāng)多箱型柱內(nèi)灌8000psi混凝丄的工程實(shí)例，目前本工程所采用的柱內(nèi)灌漿則為設(shè)計(jì) 強(qiáng)度10 000 psi (7 000 N/cm2)的高性能混凝上。其中針對(duì)箱型柱內(nèi)10 000 psi髙性能混 凝丄而言，灌

17、漿的施工程序?yàn)橛上峦蠅核?，因此必須確?；炷系母吡鲃?dòng)性與充填性，新 拌混凝上的工作性要求為60±10cm的奇坍流度，且不得產(chǎn)生泌水與丹材析離，另外為了減 少混凝上干縮及增進(jìn)耐久性的考量，設(shè)計(jì)齡期訂左為90 d,并限制設(shè)計(jì)齡期的混凝上自體 收縮量小于300X10-6m/m,以達(dá)到低水量、低水泥量、低千縮量及髙耐久性的設(shè)計(jì)需求， 又施工前則規(guī)劃實(shí)作兩次實(shí)尺寸模擬泵送試驗(yàn)(2.4 m x 3.0 m x 8.4 m)以確認(rèn)施作品質(zhì)與施工 可行性。3對(duì)施工可實(shí)施性的考慮由于巨柱的施工分節(jié)需考慮塔吊的能量與鋼板的最大生產(chǎn)尺寸，本工程一般鋼柱為每節(jié) 4樓高，而巨柱的分節(jié)以2層高為標(biāo)準(zhǔn)，其中最大

18、的單節(jié)拖吊重約達(dá)90(0而厚板的焊接 品質(zhì)較難掌握，因此焊接的方法與品質(zhì)控制均需特別注意，本案工地現(xiàn)場(chǎng)所進(jìn)行的巨柱續(xù)接 部分，因焊道量超過(guò)100kg,現(xiàn)場(chǎng)采用6名焊工以包藥焊線電弧焊接(FCAW)同時(shí)施作 之方式，圖7為巨柱平而配置與續(xù)接電焊示意圖，焊接程序采對(duì)稱焊接以控制焊接變形，n 中長(zhǎng)向左、右側(cè)各配置2人，短向內(nèi)、外側(cè)則各配垃1人，焊接中并以同一方向施作，且 同步注意各處焊接量的均勻控制，每個(gè)接頭的平均施作時(shí)間約為14 h。另外因厚板焊接的預(yù)熱控制非常重要、考慮柱尺寸、施工效率、連續(xù)性焊接及施工安全等因素，其焊接前的預(yù) 熱方法采用電熱片施作。實(shí)際施作中約ih即可達(dá)iio°c之最小焊序核準(zhǔn)預(yù)熱溫度，因所需 焊接時(shí)間長(zhǎng)，若焊接中斷時(shí)，電熱片可持續(xù)保溫以確保焊道之層間溫度。電焊紀(jì)淀與順序電熱片(ELECTRIC PAD) 尺寸 IM : W3e)l)xL55(xH60(mm ) 政小預(yù)雄溫度