台北101工程介绍概论

1、台北101工程介绍摘要：台北101,又称台北101大楼，在规划阶段初期原名台北国际金融中心，位于中国台 湾省台北市信义区，由建筑师李祖原设计，KTRT团队建造，保持了中国世界纪录协会多项 世界纪录。该专案主要由岛内十四家企业共同组成的台北金融大楼股份有限公司，与岛内外 专业团队联手规划，并由国际级建筑大师李祖原精心设计，超越单一量体的设计观，以中国 人的吉祥数字“八”（“发”的谐音），作为设计单元。每八层楼为一个结构单元，彼此接续、 层层相叠，构筑整体。在外观上形成有疗奏的律动美感，开创国际摩天楼新风格。本文通过 对关于台北101大楼的资料进行整理，从设计特色和施工特色分别对该工程进行了详细的

2、介 绍，从而对其有了全面的了解。关键词：台北101、设计理念、工程特色一建筑概要台北101这栋超髙摩天大楼位于台湾台北市的信义规划区内。信义规划区最早开发于 1980年代，占地而积153公顷，并将规划成为台北市的金融、零售与娱乐中心地点，展现 台北这个大都市的的国际观与活力。台北101的旧称为台北国际金融中心，是一个系兴建 营运-移转为一体的个案，于1997年间由台北金融大楼股份有限公司投资、开发并营运。 建筑基地位于在新兴商业区，且有鉴于台北市有成为亚洲区域金融中心之潜力，经市政府指 定为跨国性金融机构的所在地。整体开发案包含一座101层髙的办公塔楼及5层的商业裙楼 和5层地下楼面，总平而而

3、积达到39.8万平方米。对于台北市的游客、消费者及企业团体 而言，台北101是一座崭新时尚、顶级精品的高档写字楼地标。2003年11月，台北101购 物中心正式营业，次年底写字楼启用，到了 2005年1月间，位在89楼的台北101观景台也 正式对外开放营业。无论在设讣或兴建阶段，台北101自始便怀抱著一个长期的目标：以建 筑本身来展现当地文化与价值，成为世界与台北的桥梁。台北101将经济因素、环境因素、 社会责任三者予以完美整合，成为一座永续存在的摩天大楼。台北101多节式外观，以髙科技巨型结构确保防灾防风的显著效益。每八层形成一组自 主构成的空间，自然化解高层建筑引起之气流对地而造成的风场效

4、应，透过建筑设计绿化植 栽区的区隔，确保行人的安全与舒适性。大楼造型宛若劲竹肖节髙升、柔韧有馀，象征生生 不息的中国传统建筑意涵。内斜七度的建筑而，层层往上递增：无反射光害的高度透明省能 隔热帷幕玻璃，让人们在台湾的最髙建筑内，观天看地。高科技材质及创意照明，以透明、 淸晰、营造视觉穿透效果，与自然及周遭环境大尺度的融合。二设计特色1结构设计概要超高层大楼的设汁，对于安全的可靠度要求标准远高于一般建筑，相对于结构设汁而言, 在既左的设汁载重标准下，需要以更加严谨的态度订立材质规格、施工标准与细部设计图说 明。而结构与建筑设计之间的互动更显重要。1.1基础结构系统台北101大楼位于台北市信义计划

5、区，其基础设计必须承载地上101层的塔楼与6层 群楼的载重，其规划的开挖深度为22.2522.95 m,因基地坚硬承载层上方有30-40 m厚的 软弱粘上层，如使用注基础时，可能会发生上壤承载力不足或导致较大的沉陷变形产生，因 此必须使用深基础将载重传递到坚实的承载层，故设计时采用桩基础将大楼的荷重穿过软弱 粘上层传递到较深的岩层。而为了进行可靠的基础工程设汁，担任大地顾问的富国工程顾问 工程公司所运用的基地地质调査钻探孔数多达151孑L，为法规规左孔数的3倍之多。基础 板为3.04.7 m厚之巨形钢筋混凝上实心板，设计龄期之圆柱试体抗压强度为6 000 psio主 楼基础板下共配置380根“

6、 1 500 mm平均入岩深度23.3 m的基桩，主楼柱的载重则以群 桩的方式支承。裙楼部分则于柱位配置167根02 000 mm平均入岩深度15.5 m之基桩。 地下室外用连续壁厚度为1.2 m,又为配合塔、裙楼之整体施工进度规划及不同深开挖工法 之需求，塔、裙楼间自B1FL以下规划一施工界而地中壁，该地中壁于地下室施工完成后 视建筑需要开口位置予以敲除。地下结构之配置剖而示意如图1所示。图1地下结构示意图1.2上部结构系统本工程之的地上结构体包含1栋101层的塔楼及1栋6层的裙楼，两栋结构体于地上部 份以伸缩缝形式完全断开，地下室共有5层且塔、裙楼相连。在平面配置上，服务核内共有 16根箱

7、型柱，主楼四周每侧采用2根巨型钢柱延伸至90层，苴最大尺寸达2.4mX3mX80 mm。主楼四周于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等两种尺寸箱型柱，27F以上则配合建筑斜而造型而使用H900 mmX400 mm H1000 mmX500 mm的H形斜柱并与H型梁组成抗弯构架，主要在于提供局部载重的传递 使用。为提髙抗风劲度与强度,62层以下的箱型钢柱均内灌10 000 psi自充填高性能混凝上, 在立面配置上，图2为本工程的3种主要立面构架，英中X、Y方向各配苣两组合计6道 立面构架，服务核心的钢柱间以钢

8、竹大梁、斜撑相连，斜撑主要为同心斜撑与V型斜撑， 部分斜撑因开门需求而为偏心斜撑型式，但基于抗风劲度的需求予以加劲补强而未依偏心斜 称细部设计。9楼以下的同心斜撑并与600 mm厚的剪力墙浇灌一体以形成良好的水平力传 递系统，机械层上下大梁间则以斜撑相接所形成的外伸桁架梁作为内外柱间的主要垂直剪力 传递机构。从宏观的角度，主楼结构主要是由巨柱、核心系统与外伸桁架梁等构件所组成的 101层巨形构架。fnw這亠捋:1: 2:*:3:窮 Hs:HFhHHtBlm2:bs:is:±:z:7-S:ii4i?盈S:劭=一二 - - * - "»- - 1 1W IWw* *

9、»:J . - ' - 1« * . 4 aam一 - * ，-* - "tf V MV MWif »919曬AvvvzrrAHNs:童e:2:9imjss:is:5<=s:-e:E:j8:.=E:jx:M=s:m=s:m=:s.-ih，！ El=l?=lg=巨三？!=二»=-=!= -ii图2标准立面构造图2设计特色2创新设计图3调制阻尼器台北101大楼最引人嘱目的一个设计是：悬在大楼第8892层之间的一颗“大球”- 直径5.5米，重660吨，由41层实心钢板（每层厚125亳米）堆叠焊接而成。这个设计的 作用是：依靠“大球”的摆

10、动来平衡大风或地震造成的大楼的震动，以减少两者的危害；此 外，还可用来平衡一般风力造成的大楼的微幅摆荡，以提高居住其间的人的舒适感。这个“大 球”有一个专业需称，叫'调质阻尼器”。台北101大楼的“涮质阻尼器”是目前世界上最 大和最重的。通常，阻尼器是装在摩天大楼 及其他建筑里的巨大混凝上块，通过弹簧、 流体或摆锤的作用，平衡自然力量造成的大 楼的振动，以减少其对大楼的危害。一般来 说，可能对大楼结构产生有害振动的自然力 屋主要是大风和地震，比如在地震发生时，从地下深处传来的地震波会使建筑物来回摇摆，甚至导致建筑物垮塌。因此，为了提高建筑物的防震性能，大楼特别是摩天大楼在设讣上都会重视

11、和考虑应用各种抗震技术。图4风阻尼器示意图2.2先进技术台北101重视安全、防灾、质量采用了前瞻性的建筑自动化、办公室自动化、通讯自动 化等高科技技术，采用了建筑法规规左的高层建筑防丧要求的10倍防震设计，以及1000 年的耐震强度设计，而实际可承受2500年一遇的10级以上大地震在抗风设计上则可承受相 当于17级以上的强烈台风。从抗震角度来看，地质钻探勘测也证实信义路没有断层通过另 外建筑采用800（抗风制震设备和风阻尼器。自动计算摇晃幅度使建筑能自行调整移动方向 确保大楼内人员的舒适性。以每8层为一组构成的空间，使超髙层大楼的结构有如一栋川层 的组合建筑，获得了最大稳左度。以八大巨型钢计梁

12、柱为竹干，围绕周边，兼具强度及韧性。 并采用远超过一般建筑要求的4536g髙性能混凝上，强化建筑结构大楼采用阻燃无烟材料装 修每层均设置安全避难走道，每八层设有安全舱，防火避难室及避难阳台。2.3艺术风格每一栋世界级的建筑，如果没有充分和当时环境特色结合缺少人文内涵.就不能成为其 区域中的代表之作。鉴于此，台北101在设讣中溯源深层文化。，超越单一体量的设计观， 以中国人的吉祥数字“八”作为设汁单元层层相叠，构筑整体。在外观上形成有忙奏的律动 美感，开创了国际超高层大楼新风格。多节式外观，宛若劲竹节节高升、柔韧有余，象征生 生不息的中国传统建筑意涵。内斜7度的建筑外墙而，层层向上扩增：采用高科

13、技材质及创 意照明，并利用透明、淸晰造成视觉穿透效果与自然及周遭环境融合斜立而与多层次结构。 有如鲜花绽放、富贵饱满。不同髙度展现不同视野，实现"一花一世界，一台一如来，台台 皆世界，步步是未来”的东方原创理念。2.4环保秉承着打造一个时空地表的理想，台北101在营建过程中兼顾经济增长和环境保护两个 目标，以及持续经营的企业理念，将环保议题列入整体设计规划。墙面采用斜而处理，无反 射光害，考虑了周国环境的使用者。髙科技隔热玻璃建材，更可阻隔2/3热源，达到节约能 源的目的。为了实现全面环保管理并顾及未来建筑实际使用，将水回收、垃圾分类、空气温 度调卩、灯光控制、废弃物处理等环保措施全

14、部列入设计考虑的范弗1。三施工特色1 2.4 X 3m巨柱与10,000psi混凝土柱内灌浆考虑到巨型构架结构系统与整体施工进度的需求，巨柱型式之选择由箱型钢柱及柱内灌 浆结合而成，柱内灌浆除了利用箱型钢柱为既成的结构模板外，柱内混凝上亦提供整体结构 劲度与强度需求。巨柱共配置8支，巨柱尺寸由B5F(D2.4mX3.0m)90F(Ell.6mX2.0m), 柱内灌浆范用由B5F62F,施作高度270m, lOOOOpsi混凝土使用量共23900m3,巨柱设计 剖而与施工相片见图5、6。柱内灌浆施工程序为由下往上泵送以达到确实的充填性，灌浆 口则于柱内设巻向上的5#导引管以有利于向上充填及减低材

15、料析离程度，施作前需确认供 料足够后才开始施作。为考量灌浆时对钢柱产生的侧压力影响，配合柱内加劲板位置设宜柱 内加劲板及羽束钢筋，小柱部分则设巻井字拉杆予以用朿。箱型钢柱4角隅采用全长全渗透 的潜弧焊接，为了减少柱外灌浆开孔的现场补强工作，灌浆口的开口补强以厂内补强为主, 灌浆完毕后以薄钢板封孔电焊。每次灌浆的髙度以一节钢柱为限，单柱灌浆时间以不超过 1.5小时为原则，施作前需确认供料足够后才开始施作。实际泵送速率约为每小时401用 60m巨柱每分钟约仅上升8cm10cm,英上升速率缓慢。柱而设置气孔以利于受火时消 散蒸气压，该气孔并用以观察柱内灌浆时的施作髙度。由于量产速率及施工时间的限制，

16、巨 柱部分约每2层楼浇置一次，其余部分平均为每4层楼、高度16.8m灌浆一次。图5巨柱剖面图图6巨柱施工照片2 10000 psi高性能混凝土基于结构强度、劲度与整体施工进度的需求，62层以下采用内灌混凝上形式的箱型柱, 62层以上则为纯钢柱以减轻结构自重。柱内灌浆除了利用既有的箱型钢柱作为灌浆时的模 板外，柱内混凝土亦提供整体结构劲度与强度需求。国内自髙雄东帝士 85广场大楼起，已 有相当多箱型柱内灌8000psi混凝丄的工程实例，目前本工程所采用的柱内灌浆则为设计 强度10 000 psi (7 000 N/cm2)的高性能混凝上。其中针对箱型柱内10 000 psi髙性能混 凝丄而言，灌

17、浆的施工程序为由下往上压送，因此必须确保混凝上的高流动性与充填性，新 拌混凝上的工作性要求为60±10cm的奇坍流度，且不得产生泌水与丹材析离，另外为了减 少混凝上干缩及增进耐久性的考量，设计龄期订左为90 d,并限制设计龄期的混凝上自体 收缩量小于300X10-6m/m,以达到低水量、低水泥量、低千缩量及髙耐久性的设计需求， 又施工前则规划实作两次实尺寸模拟泵送试验(2.4 m x 3.0 m x 8.4 m)以确认施作品质与施工 可行性。3对施工可实施性的考虑由于巨柱的施工分节需考虑塔吊的能量与钢板的最大生产尺寸，本工程一般钢柱为每节 4楼高，而巨柱的分节以2层高为标准，其中最大

18、的单节拖吊重约达90(0而厚板的焊接 品质较难掌握，因此焊接的方法与品质控制均需特别注意，本案工地现场所进行的巨柱续接 部分，因焊道量超过100kg,现场采用6名焊工以包药焊线电弧焊接(FCAW)同时施作 之方式，图7为巨柱平而配置与续接电焊示意图，焊接程序采对称焊接以控制焊接变形，n 中长向左、右侧各配置2人，短向内、外侧则各配垃1人，焊接中并以同一方向施作，且 同步注意各处焊接量的均匀控制，每个接头的平均施作时间约为14 h。另外因厚板焊接的预热控制非常重要、考虑柱尺寸、施工效率、连续性焊接及施工安全等因素，其焊接前的预 热方法采用电热片施作。实际施作中约ih即可达iio°c之最小焊序核准预热温度，因所需 焊接时间长，若焊接中断时，电热片可持续保温以确保焊道之层间温度。电焊紀淀与顺序电热片(ELECTRIC PAD) 尺寸 IM : W3e)l)xL55(xH60(mm ) 政小预雄温度