삼각대, 형태가 변하는 단면, 그리고 1,300년 된 내진 기술
도쿄 스카이트리는 어떻게 지어졌나
스카이트리는 매우 높아야 했고, 좁은 강변 부지에 들어서야 했으며, 이 지역을 주기적으로 초토화시키는 지진에서도 살아남아야 했다. 이 세 가지 문제에 대한 해법은 무엇을 봐야 하는지만 안다면 완성된 타워에서 그대로 확인할 수 있다.
스카이트리 입장권 예약하기 ↗애초에 왜 지어졌나
도쿄 타워는 1958년부터 도쿄의 텔레비전 신호를 송출해 왔지만, 1990년대와 2000년대에 걸쳐 고층 건물이 늘어나면서 333m로는 더 이상 그 위로 신호를 보내기에 충분하지 않았고, 디지털 방송으로의 전환이 이 문제를 시급하게 만들었다. 스카이트리는 송신탑을 다시 수도권 전역에 닿을 만큼 높은 곳에 두기 위해 지어졌다. 전망대는 엄밀히 말하면 부산물이다.
삼각형 기초, 그리고 그 이유
확보 가능한 부지는 철도 노선에 둘러싸인 스미다강 옆의 좁은 땅이었다. 통상적인 사각형 기초는 들어맞지 않았다. 해법은 한 변이 약 68m인 삼각 다리 구조였고, 이는 더 작은 면적에 하중을 분산시켰다. 다리는 나무뿌리 모양의 돌출부가 있는 연속된 지하 벽 위에 놓여, 단순히 얹혀 있는 것이 아니라 땅을 붙잡는 방식으로 지지된다.
삼각형에서 원형으로
삼각 다리 구조로 인해 지면 높이에서 타워의 단면은 삼각형이다. 하지만 높은 타워에는 원형 단면이 더 유리한데, 어느 방향에서 바람이 불어도 동일한 형태를 보이기 때문이다. 그래서 단면은 올라갈수록 계속 변화하여, 기초부의 삼각형에서 점차 둥글어진 형태를 거쳐 약 320m 지점에서는 완전한 원형이 된다. 무언가를 쌓아 올린 것이 아니라, 철골 자체가 이 전환 과정을 거치며 비틀려 있는 것이다.
소리와 무쿠리
이 전환은 설계자들이 의도적으로 활용한 부수 효과를 낳는다. 단면이 회전과 축소를 동시에 겪기 때문에 타워의 윤곽은 직선이 아니다. 어떤 각도에서 보면 일본 도검의 오목한 곡선인 소리(sori)처럼 안쪽으로 휘어지고, 다른 각도에서 보면 사찰 기둥이나 처마의 볼록한 형태인 무쿠리(mukuri)처럼 바깥으로 살짝 부풀어 있다. 둘 다 일본 건축의 전통적인 형태이며, 어느 쪽이 보이는지는 서 있는 위치에 달려 있다.
코어 속의 오층탑
가장 흥미로운 공학적 요소는 눈에 보이지 않는다. 계단과 엘리베이터 통로를 포함한 철근 콘크리트 심주(心柱)가 타워 중심부를 관통해 올라간다. 이는 약 125m 지점까지만 외부 철골 구조와 연결되어 있으며, 그 위로는 오일 댐퍼를 통해 연결된 채 자유롭게 매달려 있다. 따라서 지진이 발생하면 코어와 골조는 서로 다른 주기로 흔들리며 부분적으로 서로를 상쇄시켜, 타워의 흔들림을 상당히 줄여준다.
이 아이디어의 유래
일본의 지진 속에서 유난히 잘 버텨온 오층 목탑에서 왔다. 오층탑에는 신바시라(shinbashira)라는 중심 기둥이 있는데, 이는 구조물을 관통해 올라가면서도 주변 층에 단단히 고정되어 있지 않아, 각 층이 독립적으로 움직이며 전체가 부러지기보다는 뒤틀리게 된다. 스카이트리의 엔지니어들은 이 원리를 그대로 가져와 40배 규모의 콘크리트와 철골로 구현했다.
건설 중에 시험대에 올랐다
2011년 3월의 도호쿠 지진은 타워가 사실상 완공되었지만 아직 개장하지 않은 시점에 발생했다. 구조물은 아무런 손상 없이 이를 견뎌냈는데, 이는 설계의 타당성을 입증하는 그 이상으로 설득력 있는 증거였으며, 개장은 불과 몇 달 늦춰지는 데 그쳤다.
의도된 634m
최종 높이는 언어유희를 위해 정해졌다. 6-3-4는 도쿄 지역의 옛 지방 이름인 '무사시'로 읽힌다. 이는 또한 스카이트리를 광저우의 광저우 타워를 넉넉히 앞서는 세계에서 가장 높은 타워로 만들었으며, 모든 구조물을 통틀어서는 부르즈 할리파에 이어 두 번째로 높다.
타임라인
공사는 2008년 7월에 시작되었고, 타워는 2011년 3월에 최종 높이인 634m에 도달했으며, 2012년 5월 22일에 일반에 공개되었다. 옅은 푸른빛이 도는 오프화이트 색상의 철골은 이 프로젝트를 위해 지정된 색으로 '스카이트리 화이트(Skytree White)'라 불리며, 일본 전통의 옅은 남색인 아이이로(aijiro)를 바탕으로 한다.