Треножник, меняющееся сечение и приём защиты от землетрясений возрастом 1300 лет
Как была построена Tokyo Skytree
Tokyo Skytree должна была быть очень высокой, помещаться на тесном участке у реки и переживать землетрясения, которые время от времени разрушают эту часть света. Решения этих трёх проблем видны в готовой башне, если знать, куда смотреть.
Забронировать вход на Tokyo Skytree ↗Зачем она вообще нужна
Токийская телебашня транслировала телевизионный сигнал Токио с 1958 года, но по мере того как в 1990-х и 2000-х годах множились небоскрёбы, её 333 метров уже не хватало, чтобы возвышаться над ними, а переход на цифровое вещание сделал проблему безотлагательной. Tokyo Skytree построили, чтобы поднять передатчики достаточно высоко и снова охватить весь мегаполис. Смотровые площадки, строго говоря, — побочный продукт.
Треножник и зачем он нужен
Доступный участок оказался тесным куском земли у реки Sumida, зажатым железнодорожными линиями. Обычный квадратный фундамент туда не помещался. Решением стало трёхопорное основание со стороной около 68 метров, которое распределяет нагрузку на меньшей площади. Опоры стоят на непрерывных подземных стенах с выступами в форме корней дерева, которые впиваются в грунт, а не просто опираются на него.
От треугольника к кругу
Из-за трёхопорной конструкции сечение башни на уровне земли — треугольник. Но для высокой башни круглое сечение лучше: оно даёт одинаковый профиль сопротивления ветру с любого направления. Поэтому сечение непрерывно меняется по мере подъёма — от треугольника у основания через постепенно скругляющиеся формы до настоящего круга примерно на высоте 320 метров. Ничего не собрано из отдельных секций: сталь просто скручена на протяжении всего перехода.
Sori и mukuri
Этот переход порождает побочный эффект, который проектировщики использовали намеренно. Поскольку сечение одновременно вращается и уменьшается, контур башни не прямой: с некоторых ракурсов он изгибается внутрь, как sori, вогнутый изгиб клинка японского меча, а с других слегка выпячивается наружу, как mukuri, выпуклый профиль храмовой колонны или карниза. Обе формы традиционны для японской архитектуры, и какую из них вы увидите, зависит от того, где вы стоите.
Пагода внутри ядра
Самое интересное инженерное решение невидимо. По центру башни проходит железобетонная шахта, в которой находятся лестницы и лифтовые стволы. Она соединена с внешним стальным каркасом только примерно до высоты 125 метров; выше она висит свободно, связанная с каркасом через масляные демпферы. Поэтому при землетрясении ядро и каркас колеблются с разными периодами и частично гасят колебания друг друга, существенно снижая раскачивание башни.
Откуда взялась эта идея
Из пятиярусной деревянной пагоды, у которой необычно хорошая статистика выживания при японских землетрясениях. У пагоды есть shinbashira — центральный столб, который проходит через всю конструкцию, не будучи жёстко закреплён на окружающих его ярусах, поэтому ярусы двигаются независимо друг от друга, и всё сооружение изгибается, а не ломается. Инженеры Tokyo Skytree напрямую позаимствовали этот принцип и воплотили его в бетоне и стали в сорок раз большем масштабе.
Проверку она прошла ещё во время строительства
Землетрясение Тохоку в марте 2011 года произошло, когда башня была практически достроена, но ещё не открыта для посетителей. Конструкция пережила его без повреждений, что стало настолько убедительным доказательством правильности проекта, насколько это вообще возможно, а открытие задержалось всего на несколько месяцев.
634 метра — намеренно
Окончательную высоту выбрали ради игры слов: шесть-три-четыре читается как му-са-си, старое название провинции на месте нынешнего Токио. Заодно это с запасом сделало Tokyo Skytree самой высокой башней в мире, опередившей Кантонскую башню в Гуанчжоу и уступающей среди всех сооружений только Бурдж-Халифе.
Хронология
Строительство началось в июле 2008 года, полной высоты в 634 метра башня достигла в марте 2011 года, а для посетителей она открылась 22 мая 2012 года. Цвет стали — почти белый с лёгким голубым оттенком — был специально разработан для проекта и называется Skytree White; в его основе лежит aijiro, традиционный японский бледный индиго.