新东京塔-东京天空树(TOKYO SKY TREE)-日本第一高塔设计与建设
yrm1978
yrm1978 Lv.3
2010年07月28日 22:35:57
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由于版主的一个帖子【日本塔楼特色结构】,介绍了一些关于日本第一高塔-东京天空树(TOKYO SKY TREE)的照片。我再发一个帖子,稍微详细的介绍一下,关于这个高塔的一些设计及施工过程。此贴的内容大部分来自于高塔的设计和施工单位的网站(即日建设计和株式会社大林组)。本人日语能力有限,有不准确及错误的地方,还请大家谅解。目前此塔仍在建设中,目前高度350m左右,完成了第一展望台。[ 本帖最后由 yrm1978 于 2010-7-28 23:30 编辑

由于版主的一个帖子【日本塔楼特色结构】,介绍了一些关于日本第一高塔-东京天空树(TOKYO SKY TREE)的照片。我再发一个帖子,稍微详细的介绍一下,关于这个高塔的一些设计及施工过程。此贴的内容大部分来自于高塔的设计和施工单位的网站(即日建设计和株式会社大林组)。本人日语能力有限,有不准确及错误的地方,还请大家谅解。

目前此塔仍在建设中,目前高度350m左右,完成了第一展望台。

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yrm1978
2010年07月28日 22:55:18
12楼
14.jpg 15.jpg 17.jpg 19.jpg 18.jpg
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yrm1978
2010年07月28日 23:01:20
13楼
下面介绍一下,关于东京天空树的设计。
东京天空树的设计公司是日本著名的日建设计,1958年竣工的东京塔也是出自他们的设计。
东京天空树的底部是一个每边长约68m的正三角形。三角形的三个顶点向上部延伸,在地上50m左右的部位连接为一点,继续向上延伸600m左右的高度。是一座纵横比约为9:1的纤细的塔。
低层部分可以看到的三个底座,灵感来源于古代中国礼仪用的“鼎”,造型给人以安定感。另外,三角形是用最少的材料组成的稳定结构,采用这样的结构,能够控制周边地域的压迫感,同时也能够减少钢结构材料的使用数量。
另外一方面,展望厅要实现一周360度的全景体验,考虑采用圆形结构。
综合以上的考虑,东京天空树平面采用了由低层部的三角形变化为高层部的圆形的,世界上没有先例的塔的形状。
shape_concept.jpg
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yrm1978
2010年07月28日 23:04:13
14楼
关于结构技术的介绍
东京天空树的高度约为634m。现在,日本最高的构筑物是1958年完成的东京塔,高度约为333m。考虑日本地震多发,10分钟的平均风速为70~80m/s(设定500年一遇的暴风)为了确保结构的安全性,采用了最新的结构技术。
建筑物越高,地震或强风时的晃动就越大,基础部分受到的引拔力和压力就越大。634m的细长高塔,受到的力更大。所以,基础的桩,采用了带节的墙壁状的桩,增加摩擦力,用以抵抗地震强风时的力。关于桩上带的节,通俗讲就像“钉子鞋的鞋底”。这些壁桩连续起来,在地下呈放射状的伸展循环,就像“大树的根”一样,和地基连为一体。
另外,在地上可以看到的钢结构,是直接和地下的桩相连接的,力可以直接传达到地下。反过来说,就是“像从大地长出的大树一样”。
str_tree.jpg
带节的墙壁桩的概念图(从底部向上观看)
材料使用了“高强度钢管”,强度是标准钢结构材料强度的2倍。塔的底部的底座部分的钢管,直径2.3m厚度10cm的巨大钢管。
塔体结构采用了“桁架结构”,主构件,水平构件,斜构件等各个构件都以三角形状接合,从而组成一个结构体。各个构件的接合,被称为“分支节点”,钢管之间不需要铁板等连接介质,采用直接焊接的方法。这样的话,看上去既简洁,同时防锈性能也变得更好。
这里使用的大断面的高强度钢管的“分支节点”,因为在建筑工程上不怎么使用,所以采用了海洋构筑物(比如石油挖掘套管)等工程的规范为基准进行了设计。
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yrm1978
2010年07月28日 23:09:24
15楼
未命名.jpg
2009年4月6日的照片,地上最初的塔体钢结构安装时的照片。这个钢结构构件高度约4m,直径2.3m,厚10cm,重量约29t。
未命名1.jpg
分支节点的概要图
untitled.jpg
钢结构塔体的结构构造简介

鼎桁架:由4根钢柱和水平构件,板材组成的构件。
配置在三角形平面的各定点位置。
是抵抗水平荷载的主要构件。
水平连接桁架:每2层(25m)连接中塔和环形桁架的支柱。
作为水平力(面内)的传力构件和鼎桁架,外周柱的支持构件。
环形桁架:每1层(12.5m)配置的水平构件,作为外周柱的支持构件。
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yrm1978
2010年07月28日 23:12:09
16楼
为了抵抗地震或强风时产生的晃动,建造安全,安心的建筑物,
进行了各种测试,在塔体中央设置了钢筋混凝土的核心筒,结构上分离了核心筒和外周钢结构的塔体,中央的核心筒上部设置了“重锤”,使用了新的抗震系统。
新的抗震系统的原理是“*质量附加机构*”,由于使用了此项现代技术,大地震时能够降低40%左右的剪力。
另一方面,日本传统的塔“五重塔”,到现今为止的地震灾害,“五重塔”都没有倒塌破坏,其中的秘密,我们推测也是因为“五重塔”中央有一根“芯柱”。

质量附加机构:
在地震的时候,加入一个构筑物本体和地震频率不一致的附加质量(重锤),本体和重锤的晃动相抵消,可以抑制构筑物本体晃动的抗震系统。附加质量,通常使用钢块或混凝土块,也有利用质量较大的设备机器或蓄热槽等的。这次,使用核心筒=楼梯间作为附加质量的例子,在世界上还是第一次。
untitled3.jpg
质量附加机构的概要图
untitled4.jpg untitled5.jpg
核心筒概要图
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yrm1978
2010年07月28日 23:14:29
17楼
下面介绍东京天空树的建造方法
东京天空树由日本著名建筑公司,株式会社大林组总承包建设。

基础部分
设计已经介绍的比较全面了,这里简单介绍一下。
东京天空树高度为634m左右,底座尺寸约为70m。基础部分所承受的压力和引拔力非常大。于是大林组采用了独有的桩工法【带节壁桩】。墙壁形状的桩,在地震或强风的时候,可以抵御很强的横向力。在墙壁状的桩上面附带节,可以增大桩的抵抗力。
01_01.jpg 01_02.jpg 01_03.jpg[localimg=541,450]4[/localimg] 01_04.jpg 01_05.jpg 01_06.jpg

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yrm1978
2010年07月28日 23:16:00
18楼
下面介绍底层部分的施工方法

东京天空树的塔体底部,有停车场,商业设施等裙楼。塔体本身是最优先施工的部分,周边的低层栋裙楼的施工顺序也有几个重点。
Point1:最优先施工塔体工程,所以先行挖掘塔体脚部,挖出桩头后,连接上部钢结构,继续上部施工。(顺打工法)
Point2:为了周边的低层栋能够利用塔体工程用的立体施工平台,塔体工程和平行的一层地面上的结构工程早期开始施工。
Point3:周边低层栋的地下结构工程,先施工一层的地面。然后从上向下施工地下结构。(逆打工法)
以上三点同时解决,就称为顺打,逆打,混合的【混合地下工法】。
进一步说,一层和四层的楼面作为施工平台被有效的利用,这就称为【多层施工平台工法】,采用这种工法,使得全部工程可以同时施工成为可能。 02_01.jpg 02_02.jpg 02_03.jpg 02_04.jpg 02_05.jpg 02_06.jpg 02_07.jpg

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yrm1978
2010年07月28日 23:27:17
19楼
再介绍一些关于高塔的基本事项。
最深的桩约为50m。
最大的钢结构柱构件直径2.3m,厚度10cm,长度4m。
钢结构构件之间采用焊接连接,最粗的柱的焊接,需要4个工人花3天时间。
从地面到第一展望台的客用电梯,是可以乘坐40人的电梯,共有4台,每分钟速度600m,到达第一展望台约需50秒。
第一展望台和第二展望台间的电梯,是可以乘坐40人的电梯,1台。每分钟速度约240m。

[ 本帖最后由 yrm1978 于 2010-7-29 14:18 编辑 ]
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neojhj
2010年07月29日 14:53:01
20楼
这个……,日本属于地震多发区,盖这么高的塔有必要么?为什么不采用隔震措施?
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yrm1978
2010年07月29日 15:34:57
21楼


关于建设新塔的目的:
为了降低东京市中心内高楼林立而造成的电波传输障碍。并且因应类比广播的播放终止后,需要建立一座高度达600米等级的高塔取代东京铁塔作为地面数位电视(日语:地上デジタル放送)的电波发射站。
但是建设这么高的新塔也存在很大的争议:
利用移动电话收看数位电视的需求性不明。若是现存的东京铁塔没有讯号接受的问题,东京天空树建设中新东京铁塔的建设计划可能没有必要。一般认为能够减低因数位电视广播讯号反射所造成的“影像重叠”现象,并缩小电波传输障碍的范围。尽管如此,可能还是会有电波传输障碍的产生,而详细的程度现在尚未有明确答案。日本放送协会和其他六间东京地区电视台所做的实验结果,也没有公开。 新东京铁塔的建设,会更改电波发送的位置,收视者可能需要变更接收器所面对的方向。此外,发生电波传输障碍的地点也会和类比广播时不同,可能会有暂时性的电波接收障碍(特别是和山梨县内地方电视台的讯号可能互相干扰),而解决的对策和资金目前并没有定案。 新东京铁塔的电磁波可能会影响人体。(目前对于电磁波和人体之间的影响关系有许多种说法。) 大多数人都认为新铁塔的建设能刺激当地的商业发展,但一部份的业者担心可能会带来治安、交通方面的恶化。 新东京铁塔建设资金帐目不公开透明 。比起现在的东京铁塔,广播设备的租赁费用可能会非常昂贵。
以上资料来源于百度百科。

关于隔震措施不是很了解,不好评论。
但很多高层建筑通常采用在屋顶设置阻尼器来减弱地震对大楼的影响。比如环球金融中心,TAIBEI101等。本贴中提到的中央核心筒上设置的【重锤】,我想就是阻尼器一样作用的装置,日语称作【制振システム】。本人日语不是特别精通,应该翻译为抗震还是隔震,还请更专业的朋友指正。

[ 本帖最后由 yrm1978 于 2010-7-29 15:36 编辑 ]
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