กรณีศึกษาที่ 3: อาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก

- อาคารไทเป 101 (Taipei 101), ประเทศไต้หวัน

1.รายละเอียดอาคาร

    Taipei 101 Tower ตึกที่สูงที่สุดในโลกนี้ มีชื่อว่า อีหลิงอี ตั้งอยู่ใจกลาง กรุงไทเป ประเทศไต้หวัน ตึกไทเป 101 สูงจากพื้นดินขึ้นไป 509.2 เมตรหรือประมาณครึ่งกิโลเมตร มีทั้งหมด 101 ชั้นกับชั้นใต้ดินอีก 5 ชั้น รูปแบบของอาคารแห่งนี้นับว่าสร้างความฮือฮาให้กับวงการวิศวกรรมพอสมควร รูปแบบอาคารเป็นแบบโพสต์โมเดิร์นผสมผสานกันระหว่างความเชื่อโบราณของชาวเอเชียกับความเชื่อสากล

ภาพที่ 6.3.3.1
อาคารไทเป 101
ที่มา : (ไทเป 101 (เว็บไซต์), 2555)

2.การปรับแต่งรูปทรงอาคาร

       รูปทรงอาคารที่เป็นสี่เหลี่ยมจะทำให้เกิดการสั่นตัวด้วยกระแสวอร์เท็กซ์ แต่มีลบมุมของสี่เหลี่ยมนั้นออกทำให้การสั่นตัวเนื่องจากกระแสวอร์เท็กซ์นั้นลดลง และตัวอาคารมีการสมมาตรทำให้แรงลมไม่ส่งผลต่อตัวอาคารมากนัก

3.การเพิ่มความแข็งแรงของโครงสร้าง

- โครงสร้างหลัก

โครงสร้างของ Taipei 101 เป็นโครงสร้างระบบผสมระหว่างระบบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่มีลักษณะการวางเสาที่ถี่และมีคานยึดเสาทุกชั้นเข้าด้วยกันและยังมีโครงถักสานกันอยู่รอบนอกอีกด้วยทั้งหมดนี้เรียกระบบว่า “Bundled Tube” และอีกระบบคือโครงสร้างเหล็กแบบ Belt truss outrigger ที่สามารถลดผลของแรงกระทำด้านข้างโดยการกระจายแรงไปสู่โครงสร้างเสาของอาคาร 

ภาพที่ 6.3.3.2
ระบบ Outrigger เหล็กโครงถักช่วง Massive ระหว่างคอลัมน์ในทุกแปดชั้น
ที่มา : http://www.taipei-101.com.tw/en/Tower/buildind_05-1.html, สืบค้นเมื่อ 20 พฤษภาคม 2555

-โครงสร้างย่อย

มีระบบป้องกันแรงทางด้านข้างโดยใช้เสาขนาดใหญ่ (Mega columns) กระจายรอบอาคาร 36 ต้น ช่วยในการรับแรงและใช้โครงคอนกรีตเสริมเหล็กในการยึดเสา 36 ต้นเข้าไว้ด้วยกัน

ภาพที่ 6.3.3.3
โครงสร้างเสริมด้วยระบบการเชื่อมโยงกรอบโมเมนต์ คอลัมน์บนชั้นทั้งหมด

ที่มา : http://www.taipei-101.com.tw/en/Tower/buildind_05-1.html, สืบค้นเมื่อ 20 พฤษภาคม 2555

ภาพที่ 6.3.3.4
โครงเหล็กของโครงสร้างอาคารไทเป 101

ที่มา : http://www.architectureweek.com/cgi-bin/awimage?dir=2005/0302&article=building_1-2.html&image=12637_image_4.jpg, สืบค้นเมื่อ 20 พฤษภาคม 2555

4.การใช้ตัวหน่วง
ตึกไทเปใช้อุปกรณ์เสริมความมั่นคงของตึกอีกอย่างหนึ่ง และเป็นที่สนใจของ
สถาปนิกและวิศวกรทั่วโลกก็คือ ระบบ Tuned mass damper โดยใช้ลูกตุ้มเหล็กหนัก 
662 ตัน มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 5.5 เมตร ที่ใส่ไว้ในช่องระหว่างชั้นที่ 88-92 ซึ่งคอยช่วย
ถ่วงการเคลื่อนไหวของตึกในกระแสลมแรงได้อย่างดี

ภาพที่ 6.3.3.5
ระบบ TMD (Tuned Mass Damper) ของอาคาร ไทเป 101

ที่มา : http://www.taipei-101.com.tw/en/Tower/buildind_13-1.html, และ http://en.wikipedia.org/wiki/File:Taipei_101_Tuned_Mass_Damper.png, สืบค้นเมื่อ 20 พฤษภาคม 2555