三脚架、可变截面设计,以及从宝塔建造中借鉴的抗震巧思
东京晴空塔是如何建成的
晴空塔必须建得非常高,要在河畔一块狭小的地块上立足,还要能抵御时不时将这一地区夷为平地的地震。如果你懂得观察,这三道难题的解决方案在竣工的塔身上清晰可见。
预订晴空塔入场门票 ↗Why it exists at all
自1958年起,东京塔一直承担着东京电视信号的发射任务,但随着20世纪90年代至21世纪初高层建筑不断增多,其333米的高度已不足以越过这些楼群,而数字广播的转换更让这一问题变得迫在眉睫。晴空塔的建造正是为了将发射天线架设到足够高度,重新覆盖整个首都圈。严格来说,观景台只是附带产物。
三脚架,以及为什么
可用的场地是隅田川旁一块狭小的地块,四周被铁路线包围。传统的方形基座根本放不下。解决方案是采用三足式基座,每边约68米,将荷载分散到更小的占地面积上。三条腿坐落在连续的地下墙上,墙体带有形似树根的凸出结构,牢牢抓住地面,而不仅仅是搁置其上。
Triangle to circle
三脚架结构意味着这座塔在地面层的横截面是一个三角形。但对于高塔而言,圆形截面更为理想——无论风从哪个方向吹来,它呈现的轮廓都完全相同。因此,随着塔身升高,截面不断变化,从底部的三角形逐渐过渡为越来越圆润的形态,最终在约320米处变为一个完美的圆形。整个结构并非层层堆叠,而是在这一过渡段中,钢材被扭转成型。
Sori and mukuri
这种过渡产生了一种设计师刻意利用的副作用。由于该部分同时旋转并收缩,塔的轮廓并非笔直:从某些角度看,它像日本刀剑的凹形弧线“反り”一样向内弯曲;而从另一些角度看,它又像寺庙柱子或屋檐的凸形轮廓“起り”一样微微向外鼓起。两者都是日本建筑中的传统形态,而你看到哪一种,取决于你站在哪里。
核心区的宝塔
最有趣的工程杰作恰恰是看不见的。一根钢筋混凝土核心筒贯穿塔楼中央,内部容纳了楼梯和电梯井。它仅在大约125米以下与外部钢框架相连;在此之上则自由悬挂,通过油压阻尼器连接。地震发生时,核心筒与框架以不同周期摆动,彼此部分抵消,从而大幅削减塔楼的晃动。
这个想法的来源
从这座五层木塔说起,它在日本地震中有着非同寻常的幸存记录。塔中有一根“心柱”,贯穿整座结构却不与各层 rigidly 固定,因此各层可以独立晃动,整体随之扭动而非折断。晴空塔的工程师直接借鉴了这一原理,用混凝土和钢材将其放大四十倍加以实现。
它在建造期间经过了测试
2011年3月的东日本大地震发生时,这座塔已基本完工,但尚未对外开放。塔身在地震中毫发无损,这无疑是对其设计最有力的证明,也仅仅让开放时间推迟了几个月。
634 metres, deliberately
最终高度是出于谐音梗的考量——六三四读作“武藏”(mu-sa-shi),即东京地区古时的国名。这一高度也让晴空塔轻松成为世界最高塔,超越广州的广州塔,在所有建筑中仅次于哈利法塔。
The timeline
2008年7月开工建设,2011年3月塔身达到634米的最终高度,并于2012年5月22日正式对公众开放。塔身钢材的颜色为略带淡蓝的灰白色,是专为本项目定制的颜色,名为“晴空塔白”,其灵感源自日本传统的淡蓝靛色“蓝白”。