三脚の脚、形を変える断面、そして1,300年前の耐震の知恵
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なければならず、川べりの狭い敷地に収まらなければならず、そしてこの地域を周期的に襲う地震に耐えなければならなかった。この三つの課題への解決策は、見るべきところを知っていれば、完成した塔の中にちゃんと見て取ることができる。
スカイツリーの入場を予約する ↗そもそもなぜ存在するのか
東京タワーは1958年以来、東京のテレビ放送を担ってきたが、1990年代から2000年代にかけて高層ビルが増えるにつれ、333メートルではそれらを越えるのに十分ではなくなり、デジタル放送への移行がこの問題を急務にした。スカイツリーは、送信アンテナを再び首都圏全域に届くだけの高さに設置するために建てられた。展望フロアは、厳密に言えば副産物にすぎない。
三本脚と、その理由
利用可能な敷地は、隅田川のほとりの、鉄道線路に挟まれた狭い区画だった。従来型の正方形の基礎はそこには収まらない。解決策は、一辺およそ68メートルの三本脚の基礎で、これによって荷重をより小さな設置面積に分散させることができた。脚は、木の根のような形状の張り出しを持つ連続した地下壁の上に据えられており、単に地面の上に乗っているのではなく、地面をしっかりとつかむ構造になっている。
三角形から円形へ
三本脚であるため、塔の地上部分の断面は三角形になる。しかし高い塔にとっては円形の断面のほうが有利だ——どの方向からの風に対しても同じ形状を示すことができるからだ。そのため断面は上るにつれて連続的に変化し、基部の三角形から徐々に丸みを帯びた形を経て、およそ320メートル付近で真円になる。何かを積み重ねているのではなく、鋼材そのものがその移り変わりの中でねじられている。
反りと起り
その移り変わりは、設計者たちが意図的に活用した副次的な効果を生み出す。断面が回転しながら同時に縮んでいくため、塔の輪郭は直線的ではない。ある角度から見ると、日本刀の刀身のような凹形の曲線「反り」を描いて内側にカーブし、別の角度から見ると、寺院の柱や軒のような凸形の輪郭「起り」を描いてわずかに外側へ膨らむ。どちらも日本建築の伝統的な形であり、どちらが見えるかは立つ位置によって決まる。
中心にある五重塔
最も興味深い工学的な仕掛けは、目に見えない部分にある。鉄筋コンクリート製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る。それが外側の鋼製フレームとつながっているのは、およそ125メートルの高さまでだけだ。それより上では自由に垂れ下がっており、オイルダンパーを介してつながっている。そのため地震の際には、中心のシャフトと外側のフレームが異なる周期で揺れ、互いをある程度打ち消し合い、塔の揺れを大幅に減らすことになる。
その発想はどこから来たのか
五重の木造塔から来ている。この構造は日本の地震における生存率の高さで知られている。五重塔には「心柱」と呼ばれる中心の柱があり、これは周囲の各階の床に固定されることなく構造全体を貫いている。そのため各層が独立して動き、建物全体は折れるのではなく、しなるように動く。スカイツリーの技術者たちはこの原理をそのまま取り入れ、40倍の規模でコンクリートと鋼材によって実現した。
建設中に試練を受けた
2011年3月の東北地方太平洋沖地震は、塔がほぼ完成していながらまだ開業していない時期に発生した。構造体はこれを無傷で乗り切り、これ以上ないほど説得力のある設計の実証となった。開業の延期はわずか数か月にとどまった。
意図された634メートル
最終的な高さは語呂合わせのために選ばれた——6・3・4は「む・さ・し」と読め、これは東京地域の旧国名である。またこの高さのおかげで、スカイツリーは広州にある広州塔を抜いて世界一高いタワーとなり、あらゆる建造物の中でもブルジュ・ハリファに次ぐ高さを楽々と手に入れることになった。
年表
建設は2008年7月に始まり、塔は2011年3月に634メートルの全高に達し、2012年5月22日に一般公開された。かすかに青みを帯びたオフホワイトという鋼材の色は、このプロジェクトのために定められたもので「スカイツリーホワイト」と呼ばれている。これは日本の伝統的な淡い藍色である「藍白(あいじろ)」をもとにしている。