三脚、形状変化する断面、そして五重塔の建築から借りた耐震の仕組み
東京スカイツリーはどのように建てられたか
スカイツリーは非常に高く、川沿いの狭い敷地に収まり、この地域を定期的に襲う地震に耐える必要がありました。これら三つの課題への解決策は、どこを見ればよいか分かっていれば、完成した塔の中に見て取ることができます。
スカイツリーの入場を予約する ↗Why it exists at all
東京タワーは1958年から東京のテレビ信号を送信してきましたが、1990年代から2000年代にかけて高層ビルが増えるにつれ、その333メートルではビルを越えるのに不十分となり、デジタル放送への移行で問題は緊急のものとなりました。スカイツリーは、送信機を再び首都圏全体に届く高さに設置するために建てられました。展望デッキは、厳密に言えば副産物です。
三脚、そしてその理由
利用可能な敷地は隅田川沿いの狭い区画で、鉄道線路に囲まれていました。従来の正方形の基礎では収まりません。解決策は一辺約68メートルの三本脚の基部で、より小さな設置面積に荷重を分散させます。脚部は、木の根のような形状の突起を持つ連続した地下壁の上にあり、地面にただ載るのではなく、地面をつかむように支えられています。
Triangle to circle
三脚であるため、地上での塔の断面は三角形になります。しかし、高い塔には円形の断面のほうが適しています。どの方向からの風に対しても同じプロファイルを示すからです。そこで断面は上昇するにつれて連続的に変化し、基部の三角形から次第に丸みを帯びた形を経て、約320メートルで真円になります。何かを積み重ねるのではなく、鋼材は移行部を通じてねじられています。
Sori and mukuri
その移行は、設計者が意図的に活用した副次的効果を生み出します。断面が回転しながら同時に縮小するため、塔の輪郭は直線的ではありません。ある角度から見ると、日本刀の刃の反り(sori)のように内側に湾曲し、別の角度から見ると、寺院の柱や軒の起り(mukuri)のようにわずかに外側に膨らみます。どちらも日本建築の伝統的な形態であり、どちらが見えるかは立つ位置によって決まります。
中心部の五重塔
最も興味深い工学技術は目に見えません。鉄筋コンクリートのシャフトが塔の中心を貫いており、階段とエレベーターシャフトを収めています。それは約125メートルまでしか外側の鉄骨フレームと接続されておらず、それより上は自由に吊り下げられ、オイルダンパーで接続されています。地震の際、コアとフレームは異なる周期で揺れるため、部分的に互いの動きを打ち消し合い、塔の揺れを大幅に低減します。
そのアイデアの由来
五重の木造塔は、日本の地震において異例の生存記録を持つことで知られています。塔には心柱があり、これは構造全体を貫いて立ち上がる中心の柱で、周囲の階に堅く固定されることなく、各層が独立して動き、全体が折れるのではなくしなやかに身をくねらせるのです。スカイツリーの技術者たちはこの原理を直接取り入れ、40倍のスケールでコンクリートと鉄鋼によって実現しました。
建設中に試された
2011年3月の東北地震は、塔がほぼ完成しながらまだ開業していないときに襲いました。構造物は損傷なく乗り切り、これは設計の証明としてこれ以上ないほど説得力のあるものでした。開業の遅れはわずか数か月にとどまりました。
634 metres, deliberately
最終的な高さは語呂合わせで選ばれました——六・三・四は「む・さ・し」と読め、東京地方の旧国名です。また、広州のCanton Towerを抜いてスカイツリーを世界一高い塔とし、すべての構造物の中ではBurj Khalifaに次ぐ第二位としました。
The timeline
建設は2008年7月に始まり、塔は2011年3月に全高634メートルに達し、2012年5月22日に一般公開されました。鋼材の色は、かすかに青みがかったオフホワイトで、このプロジェクトのために指定され「Skytree White」と呼ばれています。それは藍白(あいじろ)、日本の伝統的な淡い藍色に基づいています。