(3)構造の紹介 東京スカイツリーの構造
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東京スカイツリーは、先進技術を集結して高いレベルの構造安全性を確保しています。
建築の基準において想定を超える直下型地震や2000年に一度あるかないかの強風にも倒れない構造となっています。
まずは未知領域のリサーチからスタート
東京スカイツリーの高さは約634メートル。それまで、日本で最も高い建物は1958年に完成した東京タワーで約333メートルでした。一気に2倍近くの高いタワーをつくるわけですから、まさに「未知の領域への挑戦」であり、安全性を確保するために、まずはその未知領域のリサーチから始めました。
600メートル上空にはどんな風が吹いているのかを調べるため、ラジオゾンデという気象観測気球を飛ばしました。 また、通常の地盤調査に加えて、通常は行わない調査方法(微動アレイ調査)で地下約3キロメートルまでの深い地層構造を調べました。この2つの調査で、地震時にこの場所がどのように揺れるのかをシミュレーションしました。
気球を用いた風調査の様子
大樹のような、地盤とのつながり方
そこで、基礎の杭(くい)を、節(ふし)が付いた壁状にして、つまりスパイクシューズの靴底のような形状にすることで摩擦抵抗を大きくして、倒れないようにしています。
また、この杭を連続させ、放射状に地中にはりめぐらせることで、「木の根」のように地盤と一体化する構造にしています。
地上に見えるタワーの鉄骨は、そのまま地下の杭につながっていて、力をダイレクトに伝えています。
これらの構造によって、東京スカイツリーは、大地から生えてきた大樹のように立っているのです。
杭の概要図(地下からの見上げ)
提供:日建設計
つないで一体化する鉄骨の工夫
部材として「高強度鋼管」という、標準的な鉄よりも約2倍強い鉄を使用しています。タワー足元の鉄骨は、直径2.3メートル、厚さ10センチメートルという巨大なものです。
塔体の構造は「トラス構造」という、主材、水平材、斜材からなる各部材を三角形状に接合していった骨組みです。
各部材の接合は、「分岐継手」と呼ばれる、鋼管同士を、プレートなどを介することなく直接、溶接接合する方法として、力がスムーズに伝わるようにしています。これは、見た目にもシンプルで、さびにも強いというメリットもあります。
2009年4月6日に撮影した、最初の塔体鉄骨取付けの様子。
この鉄骨は高さ約4メートル、直径2.3メートル、厚さ10センチメートル、重さは約29トン。
分岐継手の概要図
提供:日建設計
鉄骨造塔体の概要
- 鼎(かなえ)トラス
- 4本の柱と水平材・ブレース材からなる組柱。三角形の平面形の各頂点位置に配置している。水平方向からかかる力に耐える。
- 水平連結トラス
- 中塔-リングトラスを2層毎(25メートル)に連結する柱。 水平力(面内)の伝達部材及び、鼎トラス・外周柱 を補強する役目。
- リングトラス
- 1層ごと(12.5メートル)に配置する水平材。外周柱を補強する役目。
鉄骨造塔体の概要図
提供:日建設計
- [ 1 ] 東京スカイツリーの誕生
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- 東京スカイツリーの建設
- 「タワーのある街」東京スカイツリータウン
- 東京スカイツリーが建つ場所
- 東京スカイツリーの名前
- 海外からのお客様に向けて
- [ 2 ] 東京スカイツリーの各部紹介
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- 東京スカイツリーのエレベーター
- 東京スカイツリーのライティング
- 東京スカイツリーのデザイン
- [ 3 ] 東京スカイツリーの構造紹介
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- まずは未知領域のリサーチからスタート
- 大樹のような、地盤とのつながり方
- つないで一体化する鉄骨の工夫
- 鉄骨造塔体の概要
- [ 4 ] 塔体のしくみ
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- 約3万7000ピースで組まれた塔体
- ゆれを小さくするしくみ
- [ 1 ] 東京スカイツリーの役割
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- 高さ634メートルの決定
- 電波塔としての役割
- 展望施設としての役割
- [ 2 ] 災害時の役割
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- 大災害時も電波塔としての役目を果たす
- 東京スカイツリーの構造自体が災害に強い
- 環境への配慮
