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by amor1029
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★【【スカイツリーの謎 3】】:五重塔のような制振構

★【【3記事+写真+2動画あり】】:【【スカイツリーの謎 3】】:五重塔のような制振構造になっており、心柱が揺れを抑えると、では3.11の時、スカイツリーの揺れは・・・詳細は「知識の泉 Haru's トリビア」をご覧下さい!!/キーワード:五重塔, 東京スカイツリー, 東京スカイツリータウン, 東京スカイツリー イーストタワー



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(スカイツリー構造設計を担当した慶伊道夫さん)

東京スカイツリー
極めれば日本古来の技 
動く「心柱」揺れ抑える

2011.2.8
tokyo

「現代の知識で合理的に追究した結果、伝統建築と同じ形になりました」。東京スカイツリーの構造設計を担当する日建設計の慶伊道夫さん(62)は、塔の地震対策について、そう話す。追究で生まれたのが、制振装置として塔の中心に設ける「心柱(しんばしら)」だ。

同社によると、心柱がある三重塔や五重塔は歴史上、地震で倒壊した記録がほとんどない。ただ、耐震のために置かれたわけではなく、地震に強い理由も明確ではない。

スカイツリーの心柱は、鉄筋コンクリート製で、直径八メートル、高さが三百七十五メートル。根元から第一展望台の屋根上まで、塔の中心を貫いている、巨大な一本の円筒だ。重さは一万一千トンもある。地震の際、周囲の鉄骨部分とは別に揺れる。互いの動きを打ち消し合うことで、塔全体の揺れは小さくなる。

通常の高層ビルでは、建物の頂上に制震のための重りが置かれる。高さ六百三十四メートルのスカイツリーに見合う巨大な重りを、塔の狭い頂上に置くのは、物理的に不可能。置ける場所が、塔中心にある非常階段の周囲だった。

柱は高さ百二十五メートルまでを塔に固定し、それより上は塔との接続部分に若干の「遊び」を設け、柱が動くようにしてある。柱の厚さも百メートルまでは四十センチ、それより上が六十センチと変え、最も効果的に揺れを抑えられるよう設計した。塔全体の揺れを、最大で四割減らせる。「関東大震災や阪神淡路大震災級の地震でも、ほぼ無傷で済みます」

ツリーの制振装置は、期せずして日本古来の塔と同じ構造になり、先達の技へ敬意を表して「心柱制振」と名付けられた。「日本人のものづくりのDNAが、同じ形にしたのかもしれませんね」。最先端と伝統の出合いに、感慨ひとしおだ。






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東京スカイツリー
五重塔のような制振構造 

nikken

地震や強風時の揺れに対し、いかに安心・安全な建物とするかさまざまに試みた結果、中央部に設けた鉄筋コンクリート造の円筒(=心柱*)と外周部の鉄骨造の塔体を構造的に分離し、中央部の心柱上部を「重り」として機能させた、新しい制振システムを用いています。

原理としては「質量付加機構*」という現代の制振技術を応用したもので、大地震時に40%程度の応答せん断力を低減することができます。

一方、日本の伝統的な塔である「五重塔*」は、これまでに地震による倒壊例がなく、その秘密は、同じく建物中央の柱=心柱にあると推察されています。

634mという塔を現代の技術でつくろうと試みた結果、いわば、現代の最新技術と伝統的構法が出会ったわけです。そこで、今回の制振システムを五重塔になぞらえて、「心柱制振」と呼んでいます。


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a0028694_9205259.gif質量付加機構

地震時などに、構造物本体とタイミングがずれて振動する付加質量(=重り)を加えることで、本体と重りの揺れを相殺させて、構造物全体の揺れを抑制する制振システムです。

付加質量には、通常、鋼塊やコンクリート塊が用いられますが、質量の大きい設備機器や畜熱槽等を質量に利用する例もあります。今回のように、心柱=階段室を付加質量に用いた例は世界初です。


a0028694_9205259.gif五重塔

日本独自の木造建築物です。台風や火事による倒壊はあるものの、地震による倒壊の記録は残っておらず、耐震性に優れた建物といわれています。高い耐震性の理由にはさまざまな説がありますが、「心柱」が大きな役割を果たしていると考えられています。


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a0028694_9205259.gif心柱

本来は五重塔など仏塔の中央部に建てた柱のことです。東京スカイツリーにおいては、同じく中央部に建てられる円筒部(鉄筋コンクリート造、内部は階段室)を指します。







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五重塔の謎btocjun


a0028694_9205259.gif何故法隆寺は木造建築なのに1300年ももつのか?

法隆寺は再建、非再建かの論争があったが、現在の建物は710年ごろ再建されたと考えられているようなので、建築後1300年経つわけで、木造建築としては世界最古。
塔の先端までの高さは32.56mであるが、下の断面図に見られるようにこの塔には一本の太い柱(心柱)が土台から塔の先端に突き出ている相輪まで貫かれているのである。
法隆寺の修復にあたる棟梁の西岡さんによると法隆寺の心柱は樹齢2千年以上、直径2.5mのヒノキの巨木を4つ割りにして使っているそうである。


a0028694_9205259.gifヒノキは一千年以上の寿命がある

法隆寺に使われている木材のすべてはヒノキであるそうだ。千年たったヒノキでも表面を削ると新しいヒノキと同じ手触りと香りがするということで伐採されてもその寿命を保持しているということには驚かされる。

2千年生きた木が建材に使われさらに1500年あるいは2千年も寿命があるとすれば、驚異的なことだ。何故古代の建築家はこのようなことを知っていたのだろうか?

長い間には木はそったり曲がったりすることもあるだろうとおもわれるが、古代の建築家は木の性質をよく見抜き力のかかるところや軸心部にはひねくれて節のあるところを使用するとかそりを逆向きに合わせて使う等ひとつひとつは不揃いでも全体として統一がとれ力強くたくましくまた時にはやさしくも見えるようにしてあると言う。

日本で最初に建てられたお寺は飛鳥寺で587年頃とされ当初の法隆寺はその直後であるので、このような塔の建築は始めてではないかと思われるが、どのようにして設計したのか?技術者は当時の百済帰化人と思われるが、何故朝鮮にも中国にもない日本独自の塔を考えだしたか?疑問はつきない。



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a0028694_9205259.gif五重塔は地震や台風で倒れたことは皆無である

塔の真ん中に一本の心柱があるが、これは塔の構造には直接関わってはおらず、心柱は一番上の相輪をさえているに過ぎないそうである。五重塔はこれまで地震で倒壊した例はないというが、何故倒壊しないのか?についてはまだ完全には判っていないようである。

一つの想定として、各階が独立した空間を重ね合わせているので外力がかっても一度に五重すべてにかからず、分散して伝わるのではないかと想像される。

また各階の力はちょうどやじろべえ構造となっていて垂木のやじろべえが側柱を支点として一方には屋根の瓦などの重量物の荷重がかかり、他方にはその上の階の重量がかかり、その階ごとに力がバランスしているのではないかと想像される。一番上の階はその上の階がない分心柱を介して相輪で押さえつけられているのではないか?と考えられる.
(「5重塔は何故たおれない」から)



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by amor1029 | 2011-08-30 10:13 | 有名建築物・名所