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構造革命 超高層ビルの揺れを防ぐ「管状システム」とは？
今日の賑やかな都市では、空にそびえ立つ高層ビルはもはや贅沢品ではなく、近代建築の代表例となっています。しかし、これらの超高層ビルは、強風や振動に対してどのように岩のように安定しているのでしょうか?これが「チューブラーシステム」の魅力です。この革新的な構造設計は、堅牢性と優雅さを共存させ、超高層ビルの建設方法に革命をもたらしました。
チューブラーシステムは、横方向の荷重に耐える中空のカンチレバー構造として設計されています。この革新により、超高層ビルは他のどのビルよりも堂々とそびえ立つことができます。
管状システムの基本概念
チューブラーシステムの中心的な考え方は、チューブラー構造を片持ち梁として設計することで、建物が横方向の荷重に耐えることができるというものです。この構造は、1960年代にパキスタンのエンジニアであるファズルール・レハマン・カーンによって初めて導入され、彼はシカゴで最初の同様の建物であるデウィット・チェスター・アパートメント・ビルを設計しました。このシステムは通常、密集した周囲の柱と深い梁で構成され、それらがヒンジで互いに接続されて強力な構造フレームを形成します。
この構造では、外側の柱は比較的密集していますが、内部には少数のコア柱のみが必要です。この設計は、利用可能なスペースを最大化するだけでなく、構造物内の重力荷重を周辺の配管システムに効果的に伝達し、横方向の荷重に耐える能力を高めます。
チューブラーシステムの歴史
1963 年、超高層ビルの設計に新しい構造システム、すなわちフレーム管状構造が登場しました。この革新的な設計コンセプトは、建物の形状を変えるだけでなく、構造性能を大幅に向上させ、風や地震などによる横方向の荷重に耐えられるようになります。カーン氏のデザインは、竹の建造物から多くのインスピレーションを得た故郷ダッカからインスピレーションを得たものである。
カーン氏はかつて、高層ビルを建設することは、都市に耐久性のある垂直の竹を建てるようなものだと語った。
管状システムのバリエーション
建築上のニーズが進化し続けるにつれて、管状システムもさまざまな構造要件に対応するために変化しています。たとえば、管状フレーム、管状トラス、シェル＆コア設計は、現代建築で広く使用されています。それぞれのデザインには独自の特徴と利点があり、空間の特定の用途や建築様式に合わせて調整されます。
たとえば、トラス管状構造では、外部の柱の数が少なく間隔が広く、主構造を補うために鋼鉄で支えられたトラスまたはコンクリートのせん断壁が使用され、構造がより大きな横方向の荷重に耐えられるようになります。ジョン・ハンコック・センターや中国銀行タワーなどの有名な建物でもこのデザインが採用されています。
構造の未来
建設技術が発展するにつれて、管状システムの革新的な応用の見通しはますます広がっています。今日、建築家は構造上の安定性と安全性だけでなく、より柔軟な設計空間も求めています。チューブラーシステムの柔軟性により、建築設計は従来の制約から解放され、より多様で芸術的な超高層ビルを創造することができます。
このシステムにより、建物はもはや冷たい箱ではなく彫刻となり、街のスカイラインは活気と創造性に満ち溢れたものになります。
継続的な改善とカスタマイズされた構造設計により、将来の超高層ビルはより環境に優しく、多機能になり、より多くの技術的要素が組み込まれるようになります。これらすべてを考えると、私たちは疑問に思う。未来の都市には、他にどんな建築上の驚異が期待できるのだろうか？
