基本说明
    中钢集团总部大楼为一地下4层、地上29层之办公大楼(图1)，总层高126m，基地位于高雄市前镇区，基地形状约呈长方形，长约114公尺、宽约97公尺，基地面积约11037平方公尺。设计建筑师为大元联合建筑师事务所，业主为中国钢铁股份有限公司。 

     
  图1 定案设计透视图(大元提供)                                                图2 结构立体构架图


结构系统
    本工程结构采钢骨造，结构系统之外周构架采用巨型桁架系统，桁架斜撑以8层为结构转折单元；内部构架采用韧性立体刚构架(SMRF)，内外构架组成二元系统，结构系统详图2所示。各楼层平面则因建筑立面之立体造型变化而随之转换（详图3）。
  细部设计
梁柱接头

• ​构架连梁采用箱型断面之翼板加强型韧性接头(图4(a))。内部SMRF之梁端具有较高之塑性转角需求者，则采用图4(b)之韧性切削减弱式接头(RBS, Reduced Beam Section)

​  

角柱接头

• 巨型斜撑构架的外角柱具双向倾斜的特性，且于16F转折层处又与两面之斜撑交会于同一节点，故16F转折层节点将有三个不同平面之柱－斜撑构件汇入交会点的特性，接合之处理如图5所示。

 

• 为确实掌握外角柱转折层之斜撑接头的实际应力行为，本案以ANSYS有限元素分析程式进行角柱接头的详细应力分析，确保接头应力传递能符合设计的要求（图6）。

     
 图6 斜撑接头3D模型                                                   图7 结构应力分析结果
 

• 结构应力分析结果如图7所示，整体之应力变化缓和，而断面变化处亦有内横隔板加强，可确保接头强度高于斜撑强度需求。

          
性能分析
    本案除依据台湾耐震规范对建筑物结构体在弹性范围内检核其层间位移角不得超过0.005(其对应之地震回归期约在30年左右)，另以非线性分析检讨475年及2500年回归期之地震水准下，检核建筑物之层间位移角是否符合性能设计之目标要求。ETABS之侧推分析结果详如图8所示，侧推分析之各阶段的层间位移角变化详如图9。由侧推分析的过程中，耗能机制的时序变化以及位移的控制来观察，本案之塑铰发展程式符合结构设计之要求，不仅层间位移的控制符合结构性能设计之要求，同时亦展现极优异的结构行为与耐震特性。
   
               (a)、EPA=0.169g之内外构架塑铰发展                             (b)、EPA=0.213g之内外构架塑铰发展
   
                (c)、EPA=0.334g之内外构架塑铰发展                             (d)、EPA=0.439g之内外构架塑铰发展 图9 侧推分析之重要阶段层间位移角


施工概况
    本案斜撑接头较为复杂，因此要求16F之钢构接头处施作钢骨实体模型(Mock-up) (图10)，以确保钢构厂能正确执行各项接合细节。图11,12为16F钢骨接头之厂验照片，图13~15则为现场钢构主体之施工情况。
  
图10 钢构接头Mock-up                                                                 图11 钢构接头厂验(1)

 
图12 钢构接头厂验(2)                                                                  图13 巨型构架连梁照片

            
图14 钢构第一组巨型斜撑完成照片                                               图15 钢构构架照片[郑德义提供]


结论
建筑常借由造型来传达特殊的建筑意象，而此种意象往往影响结构的系统规划方式，既要符合建筑师原有的设计概念，同时也要满足结构系统的合理性与经济性。以本案之外露巨型结构而言，更必须整合建筑设计理念与结构系统两者，透过协调与融合，以产生最理想之设计方案。 本工程建筑设计屡获国内外建筑大奖，结构设计亦由中华民国结构工程学会评选为102年度建筑结构金奖，为高雄新湾区之指标型建筑。