Bal houdt hoogste gebouw in Taipei trillingvrij

Met 508 meter is de Taipei 101 in de hoofdstad van Taiwan op dit moment het hoogste gebouw ter wereld. Een 660 ton zware bal bovenin voorkomt trillingen door de wind. Aardbevingen tot kracht 7 worden opgevangen door reusachtige kolommen.

Architectonisch kenmerk van het grootste gebouw is de opbouw met licht taps toelopende segmenten. De delen hebben een vierkant grondvlak en hebben eigenlijk de vorm van een afgeknotte piramide, zij het met zeer flauw schuine wanden.
De wanden van het onderste segment met een hoogte van 25 verdiepingen staan schuin naar binnen onder een hoek van ongeveer 5 graden. Hierop staan acht segmenten van acht verdiepingen waarvan de vier gevels juist onder een hoek van 7 graden naar buiten staan als omgekeerde kegels. De ‘op vlucht’ staande gevels van de bovenste acht segmenten beperken de zonbelasting in het gebouw en geven de gebruikers van de toren extra zicht naar beneden. Bovendien ontstaat door de terugvallende gevels onder elk segment een veiligheidsdek aan de buitenzijde waarvan eventueel bij brand gebruik kan worden gemaakt.
Het dak van de Taipei 101 bevindt zich op een hoogte van 448 meter boven het maaiveld. Een 60 meter lange mast met een eigen gewicht van 470 ton torent nog boven de hoogste verdieping (101) uit tot een hoogte van 508 meter. Twee dempers van 7 ton per stuk zijn in de mast aangebracht om de bewegingen van de mast onder invloed van de wind in bedwang te houden.

Constructie
Voor het constructief ontwerp is gekeken naar en gebruik gemaakt van de toepassing van ‘megakolommen’ zoals in het ontwerp van de niet-gebouwde 610 meter hoge Miglin Beitler Tower in Chicago. De stalen megakolommen voor de Taipei 101 zijn 2,4 bij 3,0 meter. Deze kolommen moeten het gevaarlijk overhellen bij een aardbeving van de toren voorkomen.
Met twee stuks per gevel op een onderlinge afstand van 22,5 meter zijn in totaal acht megakolommen in de constructie opgenomen. Voor het opnemen van axiale krachten zijn de megakolommen uitgevoerd in 8 centimeter dik staal en afgevuld met beton voorzien van wapening. De zwaarste secties van twee verdiepinghoge prefab megakolommen wogen meer dan 95 ton per stuk. Voor het opnemen van seismische krachten als gevolg van aardbevingen zijn de hoofdliggers aan het staal van het gevelframe, de hoekkolommen en aan de megakolommen gelast. De hoekkolommen meten 1,4 bij 1,4 meter en maken met de hulpkolommen naast de megakolommen deel uit van de ‘onderbouw’ tot de 26ste verdieping.

Comfort
De megakolommen moeten het gebouw overeind houden bij aardbevingen tot 7 op de schaal van Richter en tyfoons, maar in tijden van relatieve rust is het een massief stalen bal met een diameter van 6 meter die voor comfort bovenin de toren zorgt.
Het 660 ton wegende gevaarte is een ‘tuned mass damper’, samengesteld uit dikke platen staal. Het is de grootste in zijn soort en neemt voor zijn constructie de bovenste vijf verdiepingen in beslag. De bal is opgesloten in een stalen frame dat met vier kabelcombinaties in de vloer van de 92ste verdieping is verankerd. Acht hydraulische cilinders van 2 meter lang dempen de bewegingen van het draagframe. De combinatie van tuned mass damper en hydraulische cilinders beperken vibraties en uitslag van de toren tot 35 procent.
Tijdens aardbevingen draagt de bal niet bij tot stabilisatie van de toren; van belang is juist dat de bal geen schade aan de constructie aanricht. Hiertoe steekt een stalen stang met een diameter van 60 centimeter onder uit de bal die voorkomt dat de uitslag nooit meer dan 1 meter wordt. De stang is met behulp van hydraulische dempers tussen de vloeren van de 87ste en 88ste verdieping verankerd. Als de toren is geopend voor publiek is de in goudkleur geschilderde bal te bewonderen vanuit de restaurants, cafés en panoramadekken tussen de 88ste en 92ste verdieping.
Om bovenin te komen is het gebouw voorzien van de snelst beschikbare liftinstallatie ter wereld met 34 dubbeldekker liften die bezoekers in ongeveer 55 kilometer per uur naar boven zoeven. Hierdoor is de 90ste verdieping binnen de 39 seconden te bereiken.
Voor de fundering zijn circa 380 funderingspalen in de grond gebracht, variërend van 40 tot 60 meter lang en een doorsnede van 1,5 meter. Een Duitse onderaannemer verslikte zich in de klus doordat de grond kleihoudender was dan verwacht en hij voor hardere grond materieel had aangevoerd. Een lokaal heibedrijf heeft uiteindelijk het werk geklaard.