三腳架、可變形結構,以及向寶塔建築借來的抗震巧思
東京晴空塔是如何建造的
晴空塔必須蓋得非常高,得在河畔一塊狹小的土地上站穩腳跟,還要能挺過不時夷平這個地區的地震。只要你知道該看什麼,這三個難題的解答,在完工後的塔身上全都看得見。
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東京鐵塔自1958年起便負責發送東京的電視訊號,但隨著1990年代至2000年代高樓大廈不斷增多,其333公尺的高度已不足以超越這些建築,而數位廣播的轉換更使問題迫在眉睫。晴空塔的建造正是為了將發射器架設到足夠的高度,以重新覆蓋整個大都會區。嚴格來說,觀景台只是附帶的產物。
三腳架,以及原因
可用的基地是隅田川旁一塊侷促的狹地,四周被鐵道線路圍困。傳統的方形基腳根本無法容納。解決方案是採用三腳式基座,每邊約68公尺,將載重分散到更小的占地面積上。三隻腳坐落於連續的地下連續牆上,牆體帶有狀似樹根的突出構造,緊抓大地,而非僅僅擱置其上。
Triangle to circle
所謂「三腳」,是指這座塔在地面層的橫截面呈三角形。但對高塔而言,圓形截面更為理想——無論風從哪個方向吹來,都能維持相同的迎風輪廓。因此,截面隨著塔身向上攀升而不斷變化,從底部的三角形,經過逐漸圓潤的過渡形態,到約320公尺處成為正圓形。整體結構並非層層堆疊,而是鋼材在過渡段中扭轉成形。
Sori and mukuri
這樣的轉場會產生一種設計師刻意加以發揮的副作用。由於這個區塊同時旋轉並縮小,塔的輪廓並非筆直:從某些角度看,它向內彎曲,宛如日本刀身的反曲弧線「反り」;從另一些角度看,則微微向外鼓起,如同寺廟柱身或屋簷外凸的輪廓「起り」。兩者都是日本建築的傳統形式,而你看見哪一種,取決於你站在哪裡。
核心區的寶塔
最有趣的工程設計,往往隱於無形。一根鋼筋混凝土核心筒沿著塔身中央向上延伸,內部容納了樓梯與電梯井道。這根核心筒僅在約125公尺以下與外圍鋼構連結;在此之上則自由懸吊,透過油壓阻尼器與外框相連。因此,地震發生時,核心筒與外框會以不同週期擺盪,彼此部分抵消,大幅降低塔身的晃動。
那個想法的起源
從這座五重木塔說起,它在日本歷次地震中擁有罕見的屹立紀錄。塔中設有一根「心柱」,貫穿整體結構卻不與各層樓板剛性固定,因此各層得以獨立擺動,整座塔會扭轉卸力,而非硬生生折斷。Skytree 的工程師直接取法此一原理,以混凝土與鋼材將其放大四十倍付諸實現。
這在施工期間經過測試
2011年3月的東北大地震發生時,這座塔基本上已經完工,但尚未開放。建築物安然無恙地通過了考驗,這無疑是對其設計最有力的證明,而開放時間也僅因此延後了幾個月。
634 metres, deliberately
最終高度是為了諧音而選定的——六三四讀作「武藏」(mu-sa-shi),即東京地區的古國名。這個高度也讓 Skytree 輕鬆成為世界最高的塔,超越廣州的 Canton Tower,在所有建築物中僅次於 Burj Khalifa。
The timeline
東京晴空塔於2008年7月動工興建,2011年3月達到634公尺的完整高度,並於2012年5月22日正式對外開放。塔身鋼材的顏色為帶有淡淡藍調的灰白色,是專為本建案指定的色彩,稱為「晴空塔白」;其靈感源自日本傳統的淡藍染「藍白」。