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1、世界第一构筑物： 东京天空树,姓名：陈胜乐 班级：土木2012级2班 学号：201201020201,东京天空树简介,东京晴空塔，又译为东京天空树，正式命名前称为新东京铁塔（新东京）、墨田塔（），是位于日本东京都墨田区的电波塔。由东武铁道株式会社和其子公司东武塔天空树共同筹建，于2008年7月14日动工，2012年2月29日竣工，同年5月22日正式对外开放。其高度为634.0米，于2011年11月17日获得吉尼斯世界纪录认证为“世界第一高塔”，成为全世界最高的自立式电波塔 。,内部有各种不同的空间及设施，包括水族馆，天文馆，购物和餐厅。它的展望台位于350米高的地方，由5米厚的玻璃包裹，能为人
2、们提供全景视野，还能使游客看见远处70千米范围之内的场景，而450米处的玻璃走廊则让人感觉像是漂浮在半空中。内设2台商用电梯以及4台用来连接地面与东京晴空塔第一观景台的电梯和用于连接第一观景台与第二观景台等用途的7台电梯。这个电视塔由外立面钢铁结构包裹，它们环绕中心的水泥支柱。为了抵御地震影响，设计巧妙处理 中心柱体与周围结构之间的关系，产生中心支柱和周围结构因重量差别而向相反方向倾斜的趋势，从而抵消了地震造成的破坏力。由东武铁道全额出资成立的“东武塔天空树株式会社”负责建造，共钢材使用量约为4.1万吨，构件数多达3.7万个。主体构造为“塔体”，直到高度497m都是由圆截面钢管组成的桁架。最粗
3、的底层钢管直径为2.3m，壁厚10cm。每增高20m，钢管的直径大约缩小10cm，直径在300m高附近为大约1m，之后直到497m则都不再变化，这些钢管使用高张力钢材制造，即使发生千年一遇的巨大地震，构造也不会崩溃。晴空塔在高600多米处设置65吨重锤，抵御风力引起的摇摆，能够承受110m/s的飓风。,建筑设计,色彩理念东京晴空塔的色彩设计是对周围景观的调和以及名称、设计理念“创造超越时空的城市景观：日本的传统的美和将来的设计的融合”作出精心考虑，富有独创的色彩“晴空塔白”（SKYTREE White）。这是以日本的传统色，最淡雅的“蓝白”为基调的独创色彩。SKYTREE WHITE也是以白色
4、为基调，模仿染蓝工匠的技术，在高塔的白色再加上绿色,犹如白瓷略带绿色的白色，发出柔和的光辉。堪称日本的传统工艺，由染蓝工匠的手所制成的色彩,在建造高塔的工商业者居住区继承的工匠文化，通过与高塔相遇，新文化揭幕之感油然而生。 技术规格关于东京晴空塔的高度，在工程项目的当初定为610m，当初研讨成为世界上最高的自立式电视塔，设想谋求世界第一的范围对结构等采取了措施。通过反复研讨世界各地的高层建筑物的计划、建筑中，谋求成为世界第一而最终决定634m。鉴于该重大意义，东京晴空塔于2011年11月17日被吉尼斯世界记录公司认定为世界最高的高塔。 概念作用东京晴空塔的最大作用是地面数字广播的发送虽然从20
5、03年12月开始 , 在关东地区开始地面数字广播，在电波的发送方面，因为可能会受到东京都市中心林立的200m超高层大楼的影响。因此，希望从600m级的新高塔发送。如果向600m级的新高塔过渡，因为地面数字广播的发送高度将达到之前的2倍，随着能够对逐年增加的超高层大楼的影响而提出建议，人们也期待从2006年4月开始的面向移动终端用的数字广播服务“ONE SEGMENT ”的区域扩大。,建筑整体功能布局,东京天空町 - 商业设施东京晴空塔附属的购物中心，由东武铁道全额出资成立的“东武塔天空町株式会社”（东武株式会社）营运。其涵盖附属大楼的多数区域，楼板面积约52,000m2，可容纳约300个店铺。
6、 东京晴空塔东塔 - 商办、教育相关设施附属大楼东侧的高楼层部分；其中1329楼为出租办公室，总出租面积约25,300m2。 墨田水族馆位后附属大楼西侧，定位为一座“都市型水族馆”。 楼层1F：东京晴空塔团体楼层（包含The Skytree Shop、团体票务柜台）；4F：东京晴空塔入口楼层（票务柜台、问讯处）；5F：东京晴空塔出口楼层（The Skytree Shop、问询处）；位于地上350m处：东京晴空塔展望台（TEMBO DECK），四周360度配有高达5m多的大型玻璃，可眺望从塔底至约70km远处。楼层350、345、340包含Skytree Cafe、The Skytree Sho
7、p、Skytree Restaurant 634。在地上450m处：东京晴空塔展望台（TEMBO GALLERIA），管形玻璃结构的回廊相连，在品尝宛如在空中散步的感觉的同时，向各位介绍从楼层445到塔中最高的楼层450的情况。,施工遇到的问题及处理方法,问题及处理1：施工过程中遭遇东日本大地震。东京晴空塔在施工的最后阶段遇到了东日本大地震，而且“是在顶升施工法的最后阶段，当时正在进行天线增益塔的升吊作业，时机真是非常不凑巧”（田边部长）。 地震后，塔顶向水平方向倾斜了1.4m。地震发生时身在塔顶的50名施工人员事后说道：“当时觉得这下要完蛋了。”然而，塔身毫无损坏，施工人员也都平安无事。 晴
8、空塔具有即使发生千年一遇的巨大地震也会安然无恙的抗震性。不过，这终归只是完工之后的事情，在施工过程中并没有这种抗震性。因为拥有减振功能的心柱是在后期建造的。施工期间的安全性与完工后的安全性需要分开评价。如果在施工过程中要求具有与完工后相同的抗震性，那么成本就会无限度地增高。如何平衡安全性和经济效益呢？大林组面临艰难的选择。最后大多数的观点都认为，工期在半年左右的大厦，在施工过程中不会出现巨大地震。 问题及处理2： Gain Tower发生旋转 因为晴空塔的钢骨实现了最高的精度，直径1米的钢柱，歪斜度被限制在3毫米，但就是因为高度精度使得重达3000吨的Gain Tower呈逆时针旋转，如果继续
9、旋转下去，就会脱离防碰撞装置，就会有碰撞塔体之虞。后来施工方设计了用来挺值旋转的“导向固定器”， Gain Tower要发生旋转的时候，固定器便会阻止，凭借它使得Gain Tower的移动不会超过3公分。,建筑中的创新设计,（1）：单缝焊接、埋弧焊接技术 东京晴空塔的钢材使用量约为4.1万吨，构件数多达3.7万个。主体构造为“塔体”，直到高度497m都是由圆截面钢管组成的桁架。最粗的底层钢管直径为2.3m，壁厚10cm。每增高20m，钢管的直径大约缩小10cm，直径在300m高附近为大约1m，之后直到497m则都不再变化。 这些钢管使用高张力钢材制造，即使发生千年一遇的巨大地震，构造也不会崩溃
10、。整体工期44个月之中，允许搭建钢架的时间只有22个月。因为在此期间很难从1家公司采购到4万多吨高张力钢材，所以钢材由日本的4家高炉企业生产，钢管的制造也起用了多家工厂。其中，壁厚 最大达到10cm的钢材由3家高炉企业负责。钢管的制造企业的选定由陆地能够运输的最大尺寸、重量和现场吊车的悬吊能力决定，同时也考虑了钢材企业的设备和生产方式等情况。 构成塔体的钢管除了部分水平材料之外，都是通过焊接相连。因为构件大，所以焊痕也较明显。在4层的平台可以近距离观察到厚重的焊痕。钢材的接合选择焊接有两个理 由。一是使外观整洁，二是使水和灰尘不易在接合部囤积，抑制生锈和脏污。但焊接的操作并不容易。塔体除了中央
11、的主轴之外，没有任何一根垂直钢管，绝大多数钢管都以不同的角度倾斜。粗细和长度也各不相同。所以钢管是三维接合，接合角度也不尽相同。因为高处的现场焊接难以确保精度，所以钢管的分支全部在工厂内焊接。焊接采用分支连接方式，粗管作为主管，细管作为支管，支管在切割后插入主管。复杂的立体钢管桁架没有吸收施工误差的余量，因此，施工人员使用之前改进过的自动切管机，对钢管接口进行了高精度切割。焊接接合角度大多较浅也是特点之一。钢管以锐角接合的内侧采用埋焊，接合角度大的外侧采用堆焊。二者之间的侧面则是埋焊与堆焊相结合。,（2）“特殊工法部” “顶升施工法” “滑模（Slip Form）施工法”建筑物的高度越高，施工
12、时受风雨和地震等的影响就会越大。由于晴空塔的建筑材料大多采用钢铁材料，焊接作业不可缺少，因此在雨天或是湿度过高时就无法进行作业。另外，如果风力太强，就不得不停止起重机作业。 通过“顶升施工法”打好地基后，先不建造心柱，只把周围的钢架搭建至与第一瞭望台相同的高度。然后，在搭建上部周围钢架的同时，在用于建造心柱的空闲空间里，组装用来安装塔顶数字广播天线的铁塔 “滑模（Slip Form）施工法” 通常的施工顺序是搭建脚手架设置模板，浇筑混凝土后去掉模板，最后拆除脚手架。这就需要反复实施这种作业，不断地往上搭建脚手架。而滑模施工法则由专用设备来搭建脚手架、设置模板、进行混凝土浇灌作业。浇筑混凝土后，
13、设备会自己一点点地往上走，因此无需重新搭建脚手架等作业。 “特殊工法部” 特殊工法部保留下来的其他技术，也为晴空塔的短期完工做出了贡献。比如名为“节壁桩施工法”的基础工程技术。 为了防止建筑物倒塌，或因顶部的摇晃而导致塔体从地面被拔起，在进行基础 工程时，地下的坚固地基中固定有钢筋混凝土桩，然后在其上面建造建筑物。 高634m的晴空塔底部由三只“脚”支撑着，这三只脚构成了边长仅约70m的正三角形。每当电视塔因地震和大风而摇晃时，这三只脚会在上下和水平方向受到强大的力量，因此壁桩是必需的 实际上这三只脚是嵌入地下的三个带节壁桩，壁桩之间用巨大的墙壁（地下连续壁桩）连在一起。由三只脚和三面墙构成的
14、巨大三角形作为“根基”，支撑着塔体。与普通的壁桩相比，带节壁桩能够以较小的体积支撑相同大小的建筑物，因此可以减少挖土量，缩短施工周期。,（3） 升降距离电梯最长东芝电梯向东京晴空塔交付了两种电梯。一种是拥有日本最长升降距离的464.4m商用电梯。该电梯需要承受为了实现长升降距离，设备增加的重量。另一种是连接地面与观景台的电梯，虽拥有定员40人的大容量却实现了600m/分钟高速升降。该电梯注重提高乘坐舒适性。下面就来依次看一下这两种电梯。 悬吊轿厢的钢丝绳重约10吨 首先来看升降距离为日本最长的电梯。“升降距离变长的话，卷扬机承受的重量必然会增大”（东芝电梯事业本部建筑技术部部长藤井知秀）。该电
15、梯使用的钢丝绳长500多米。一根钢丝绳的总重量达约1吨，使用了10根。此外，再加上轿厢、对重及补偿链等，总重量高达约40吨。 该电梯为了最大限度地减轻重量也做了努力。比如，钢丝绳并非通常使用的“A类”，而是在电梯中首次采用了拉伸强度比A类高出约1成的“B类”。由此减少了钢丝绳的使用根数，减轻约2吨重量。 但即便采取了这一对策，整部电梯的重量还是达到了前所未有的80吨。“对卷扬机的旋转轴及轴承等的性能进行了仔细研究，为了能够承受这一重量，对大量部件采取了定做”（藤井知秀）。 随着重量的增加，负荷也在增大，这就要求卷扬机提高功率（图1）。不过，由于机械室空间有限，必须要做紧凑化设计。其中，尤其难以解决的是冷却问题。 机械室的温度设想为45以下。利用随马达旋转而产生的气流，也就是通过“自力通流方式”来冷却。至于如何在有限的空间内高效冷却的问 题，此次通过反复模拟及实验，优化空气流动及导热方式，得到了解决。,谢谢欣赏,
