以柔克剛堅不可摧:日本蠶繭大廈的抗震設(shè)計

蠶繭大廈堪稱東京建筑中最具魅力的摩登大樓

蠶繭大廈是一座校舍建筑，外形酷似蠶繭，采用鋼架結(jié)構(gòu)

　　蠶繭大廈是一座校舍建筑，外形酷似蠶繭，采用鋼架結(jié)構(gòu)，以獨特的造型結(jié)構(gòu)吸引分解外來沖擊力，從而保障自身的穩(wěn)固性。蠶繭大廈的創(chuàng)新性外形和一流的立面設(shè)計處處體現(xiàn)了獨特的魅力，因而贏得了Emporis年度天樓獎。

　　日本東京的摩天大樓鱗次櫛比，日新月異的街頭風(fēng)貌聞名世界，來自全世界的建筑大師都在這里盡顯示身手，展示著建筑藝術(shù)源源不斷的創(chuàng)造力。而今年4月正式投入使用的蠶繭大廈堪稱東京建筑中最具魅力的摩登大樓了。

　　蠶繭大廈是一座校舍建筑，外形酷似蠶繭，采用鋼架結(jié)構(gòu)，里面共有三個學(xué)校：東京時尚學(xué)校（ModeGakuen）、東京IT數(shù)碼學(xué)校（HAL Tokyo）和醫(yī)護理學(xué)校（Shuto Iko）。大廈可以容納1萬名左右的師生同時進行教學(xué)活動，里面三塊矩形的教室區(qū)圍繞著內(nèi)核旋轉(zhuǎn)120度角。從1層到50層，這些矩形教室區(qū)以曲線排列，電梯安裝在內(nèi)核中， “學(xué)生客廳”位于教室之間，面朝東、西南和西北三個方向，橢圓的外形纏繞在鋁制幕墻內(nèi)，從外面看就像一個巨大的人造蠶繭。

　　這座高達(dá)203.65米的超高校舍建筑地上有50層，地下2層，建筑面積3541平方米。這是由日本頂級建筑大師丹下健三(Kenzo Tange)的建筑設(shè)計事務(wù)所設(shè)計的，其靈感來自“蠶繭”，不僅外形具有蠶繭的形態(tài)，其間架結(jié)構(gòu)也吸收了蠶繭的諸多優(yōu)點。

　　現(xiàn)代鋼筋混凝土建筑對抗地震的辦法大多是硬碰硬，通過加深地基、加強材料的堅固性和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固來保障大廈的安全。而蠶繭大廈卻展示了一種另類思維——以柔克剛，以獨特的造型結(jié)構(gòu)吸引分解外來沖擊力，從而保障自身的穩(wěn)固性。蠶繭大廈的創(chuàng)新性外形和一流的立面設(shè)計處處體現(xiàn)了獨特的魅力，因而贏得了Emporis年度天樓獎。

　　蠶繭大廈的外觀

　　蠶繭大廈共兩部分，分別由50層的塔樓和底部6層圓形商業(yè)會展大廳組成。塔樓由3面鋼架結(jié)構(gòu)包圍處于中央位置的“內(nèi)核”，主體框架是鋼鐵斜格結(jié)構(gòu)，其表層還且一層與主體鋼架結(jié)構(gòu)沒有關(guān)系的外掛護網(wǎng)。當(dāng)外力作用于這種斜格結(jié)構(gòu)時（如圖6），大廈產(chǎn)生搖擺，這時從一個支點承受的沖擊力會被分散到上下左右的各個支點中，整個大廈的承受的外力就分散開了，晃動也隨之被吸引。這種結(jié)構(gòu)不但可以提高抗震的強度，對于風(fēng)力所引起的晃動也能有效吸收。

　　塔樓高達(dá)200多米，對于大廈頂部的人來說，一旦發(fā)生意外是不容易逃生的。為此，大廈頂部還特別設(shè)計了一個可開閉的緊急援救平臺，用于直升飛機進行救援活動。這個平臺平時處于關(guān)閉狀態(tài)，一旦有需要，只需要7分鐘就可以要打開。但平臺可承受的重量不多，直升飛機不能降落在這個平臺上，只能進行懸空救援。

　　支撐大廈的獨特間架結(jié)構(gòu)

　　塔樓的地基結(jié)構(gòu)很堅固，先由36根直徑2.5米長16米的樁基打入地下深處，其上鋪有1米厚的基礎(chǔ)墊層，在基礎(chǔ)墊層上面，正對塔樓地下的混凝土有3.8米厚。

　　塔樓從3個方向被主體鋼架斜格所包圍，這3個主體鋼架只在大廈的上部連成一體，而在下部則是分開的，三足鼎立于地基之上。這個設(shè)計獨特的外殼使大廈有了很高的建筑強度，外殼包圍的“內(nèi)核”結(jié)構(gòu)的中間部分則連接著可以吸引橫向晃動作用的油壓減震器裝置。因外力引起的晃動，大約有30%可以被這一裝置所吸引，其它70%會被包括地基地內(nèi)的其它建筑構(gòu)件吸收。

　　蠶繭大廈獨特的設(shè)計與各種現(xiàn)代建筑技術(shù)的應(yīng)用，確保了整夜建筑的安全性與實用性。