東京塔日本東京電視塔，位于東京都港區(qū)芝公園西側(cè)，位于東經(jīng)139°44′55″、北緯35°39′20″。1958年12月建成。于1968年7月對(duì)游客開(kāi)放。塔高333米，占地2118平方米。這座日本最高的獨(dú)立鐵塔上部裝有東京都7個(gè)電視臺(tái)、21個(gè)電視中轉(zhuǎn)臺(tái)和廣播臺(tái)等的無(wú)線電發(fā)射天線。東京使用的建筑材料是艾菲爾鐵塔的一半，東京塔造塔費(fèi)時(shí)一年半，不到艾菲爾鐵塔施工時(shí)間的三分之一，用這樣少的材料和這樣短的時(shí)間，平地豎起這座防臺(tái)風(fēng)、抗地震的龐然大物，震驚了全世界。

 基本信息

中文名稱：東京塔

英文名稱：Tokyo Tower

地址：東京都港區(qū)芝公園20號(hào)地1番

主要用途：綜合電波塔，瞭望塔1

設(shè)計(jì)指導(dǎo)：日建設(shè)計(jì)工務(wù)(今日建設(shè)計(jì))

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者：同上(負(fù)責(zé)人鏡才吉)

施工者：竹中工務(wù)店1

鋼結(jié)構(gòu)制作：松尾橋梁，新三菱重工業(yè)

鋼結(jié)構(gòu)安裝：宮地建設(shè)

東京塔規(guī)模：東京塔高333米，占地2，118平方米。

地理位置： 東京塔位于東京都港區(qū)芝公園西側(cè)，東經(jīng)139°44′55″、北緯35°39′20″。

簡(jiǎn)介

這座日本最高的獨(dú)立鐵塔上部裝有東京都7個(gè)電視臺(tái)、21個(gè)電視中轉(zhuǎn)臺(tái)和廣播臺(tái)等的無(wú)線電發(fā)射天線。東京使用的建筑材料是艾菲爾鐵塔的一半，東京塔造塔費(fèi)時(shí)一年半，不到艾菲爾鐵塔施工時(shí)間的三分之一，用這樣少的材料和這樣短的時(shí)間，平地豎起這座防臺(tái)風(fēng)、抗地震的龐然大物，震驚了全世界。 在100米高的地方，建有一個(gè)二層樓高的展望臺(tái);在250米高的地方，也設(shè)有一個(gè)特別展望臺(tái)。展望臺(tái)四邊都是落地的大玻璃窗，窗向外傾斜。站在展望臺(tái)上可俯瞰東京市容，全市景觀盡收眼底。塔的下部為鐵塔大樓，一樓為休息廳，二樓有商場(chǎng)，三樓是規(guī)模居日本及遠(yuǎn)東第一的蠟像館，蠟像館內(nèi)有數(shù)十尊和真人一般大小的蠟像，四周的布景，有神話中的仙境、恐怖的囚室及逼供室等場(chǎng)面，使游客宛若其境之感;在大樓的入口處右側(cè)，還矗立著參加第一次南極考察隊(duì)的犬群塑像。

東京塔誕生以前，世界上第一高塔是法國(guó)巴黎的艾菲爾鐵塔，但東京塔超過(guò)它13米，高達(dá)333米。而所使用的建筑材料卻只有艾菲爾鐵塔的一半，造塔費(fèi)時(shí)一年半，還不到艾菲爾鐵塔施工時(shí)間的三分之一。用這樣少的材料和這樣短的時(shí)間，平地豎起這座防臺(tái)風(fēng)、抗地震的龐然大物，震驚了全世界。東京塔是東京的最高點(diǎn)。

建造背景

自從1953年2月，NHK(日本放送協(xié)會(huì))電視實(shí)驗(yàn)局在日本首次發(fā)出電波以來(lái)，短短的幾年內(nèi)，電視在日本全國(guó)已經(jīng)普及到家家戶戶了。從1958年末起到1959年初這段時(shí)間，在原有的3家電視臺(tái)的基礎(chǔ)上，又新增了3家，共有6家電視臺(tái)向外發(fā)出電波。鑒于這樣發(fā)展，在以郵政省為首的廣播電視有關(guān)部門(mén)之間，從1955年前后，對(duì)建設(shè)“綜合發(fā)射塔”的想發(fā)展開(kāi)了嚴(yán)肅認(rèn)真的探討。1957年5月成立了“日本電視塔株式會(huì)社”，早稻田大學(xué)教授內(nèi)藤多仲博士被提名作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)，他不僅在抗震設(shè)計(jì)方面，同時(shí)在鐵塔設(shè)計(jì)領(lǐng)域也是權(quán)威人士。在內(nèi)藤博士的指導(dǎo)下，由日建設(shè)計(jì)工務(wù)課的鏡才吉先生負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的技術(shù)設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)。此外，類(lèi)似的電視塔還有名古屋電視塔，也是內(nèi)藤博士及日建設(shè)計(jì)共同設(shè)計(jì)，并早已竣工(1954年竣工)。

結(jié)構(gòu)

這座日本最高的獨(dú)立鐵塔是東京的最高點(diǎn)。棱錐體形的鐵塔由四腳支撐，塔身涂成澄黃和乳白相間的顏色，鮮艷奪目。塔的上部裝有東京都7個(gè)電視臺(tái)、21個(gè)電視中轉(zhuǎn)臺(tái)和廣播臺(tái)等的無(wú)線電發(fā)射天線。

塔的上部是整個(gè)建筑物的心臟，對(duì)外發(fā)送無(wú)線電波，為NHK(日本廣播協(xié)會(huì)的縮寫(xiě))、日本電視網(wǎng)、東京放送、朝日電視、富士電視、十二臺(tái)等電視臺(tái)的7個(gè)頻道傳送節(jié)目。另外，還可以發(fā)射偵察、消防等方面的特種電波。塔基底的四只坐腳墩之間各隔80米，四腳之內(nèi)建有一座5層大樓，里面設(shè)有餐廳、百貨店等，供應(yīng)齊全，大大方便了游客。特別值得一提的是，樓內(nèi)特開(kāi)辟了科學(xué)館，展出電視、無(wú)線電設(shè)備、各式各樣的實(shí)驗(yàn)儀器、豐富多彩的科普?qǐng)D片，使游客既盡游興，又增長(zhǎng)知識(shí)。

塔身150米的高處建有一座2層樓的瞭望臺(tái)，供來(lái)客登高賞景。250米的高處設(shè)有特別瞭望臺(tái)。3臺(tái)電梯不停地運(yùn)送參觀的人們。從大樓底層到瞭望臺(tái)，乘電梯只需一分鐘，若徒步則需攀登563級(jí)階梯。

瞭望臺(tái)內(nèi)是一個(gè)20米見(jiàn)方的房間，四周用整塊的大玻璃鑲裝，游客置身其中，仿佛凌空出世，遠(yuǎn)離人間。晴天，向下俯視，整個(gè)東京一覽無(wú)余，西邊美麗的富士山，淡妝素裹，婉麗多姿，令人贊嘆。入夜，塔身飾燈驟然齊明，在夜空中構(gòu)成一幅絢麗多彩的圖案，愈發(fā)顯得神奇、雄偉。

塔的下部為鐵塔大樓，一樓為休息廳，二樓有商場(chǎng)，三樓是規(guī)模居日本及遠(yuǎn)東第一的蠟像館，蠟像館內(nèi)有數(shù)十尊和真人一般大小的蠟像，四周的布景，有神話中的仙境、恐怖的囚室及逼供室等場(chǎng)面，加上燈光及音響效果，使游客宛若其境之感。在大樓的入口處右側(cè)，還矗立著參加第一次南極考察隊(duì)的犬群塑像。四樓是近代科學(xué)館和電視攝影棚，五樓是電臺(tái)發(fā)射臺(tái)。

設(shè)計(jì)

(1)構(gòu)成

總體狀況在距地面253m的自立鐵塔的頂端，又接上了一個(gè)高80米的天線支承塔，距地面的總高為333米，這就是發(fā)射和接收電視及期貨電波的信號(hào)收發(fā)塔。鐵塔將地下1層，地上5層，總面積約為21800平方米的科學(xué)館樓跨塔下。在距地面120米處的塔上設(shè)置2層的瞭望臺(tái)(約1500平方米)，而距地面225米處設(shè)有作業(yè)臺(tái)(后改為特別瞭望臺(tái)，面積約130平方米)。瞭望臺(tái)和塔下的科學(xué)館樓有可乘23人的話臺(tái)電梯和樓梯進(jìn)行聯(lián)絡(luò)，而上部作業(yè)臺(tái)與瞭望臺(tái)之間則設(shè)置的是可乘10人的電梯和樓梯。另外，在距地面66米處，還做了將來(lái)可以增設(shè)1000平方米瞭望臺(tái)的設(shè)計(jì)。瞭望臺(tái)的各部分裝修一律采用重量輕和不燃性材料，并且盡量采用干式施工法。鐵塔由四根正方形截面的主柱和與主柱相連的水平桿及斜桿連接而成的自立式鐵塔，構(gòu)件全是用大型型鋼(角鋼、槽鋼)和鋼板組成的組合截面。

(2)荷載及外力

固定的永久荷載是塔架本身的自重加上瞭望臺(tái)的裝修材料的重量。這是考慮到地震力而盡量減輕重量的結(jié)果。此外，天線和機(jī)械類(lèi)的荷載也按永久荷載計(jì)算?；詈奢d有作用在瞭望臺(tái)及樓梯上的，按300kg/平方米計(jì)算。對(duì)于這座鐵塔來(lái)說(shuō)，起控制作用的外力就是風(fēng)壓力。于是，按上述的速度壓的計(jì)算公式來(lái)計(jì)算塔身不同高度處的風(fēng)速后，便知，h=300m處，v=90m/s。另外，從1926年到1948年這個(gè)期間，關(guān)東地區(qū)的最大平均風(fēng)速是在千葉縣的銚子為48m/s。再談一下風(fēng)力系數(shù)，雖然有針對(duì)一般性鐵塔的標(biāo)準(zhǔn)值，或者是計(jì)算公式，然而，東京電視塔卻是由與一般的鐵塔尺寸相差懸殊的巨大構(gòu)件所構(gòu)成的鐵塔，再加上，在其迎風(fēng)面上還有電梯井的存在，就更加與眾不同了，因此，委托建設(shè)省建筑研究所的龜井勇教授做了風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)。

像鐵塔這樣的自振周期比較長(zhǎng)的柔性結(jié)構(gòu)物，其地震加速度與振動(dòng)周期之間的關(guān)系很密切，雖然，那時(shí)尚未想到，當(dāng)時(shí)的建筑基準(zhǔn)法中的那種簡(jiǎn)單和處理不一定是恰當(dāng)?shù)模又?，又是處于靜態(tài)分析的時(shí)代，況且，對(duì)于鐵塔來(lái)說(shuō)，風(fēng)壓力是起著控制作用的。按照基準(zhǔn)法中的地震力計(jì)算法，水平地震系數(shù)k=0.16+h/400[h為距地面的高度(m)]。計(jì)算結(jié)果為：地上16m處，水平地震系數(shù)為0.2;塔頂部(h=253m)為k=0.8;天線頂端(h=333m)為k=0.99

(3)計(jì)算方法

當(dāng)時(shí)，計(jì)算機(jī)尚未引進(jìn)(在日本，建筑方面最早使用計(jì)算機(jī)的時(shí)間是在1960年前后，而且，充其量也不過(guò)是解多元聯(lián)立方程而已)。連動(dòng)態(tài)分析手法也沒(méi)有達(dá)到實(shí)用化的程度。因此，分析和計(jì)算都是手算的。在當(dāng)時(shí)，作為桁架的計(jì)算方法，一般來(lái)說(shuō)，實(shí)際應(yīng)用的主要方法有克列莫納內(nèi)力圖解法和卡斯特利亞諾定理，為了修正立體角度造成的影響，還加入了三角函數(shù)。說(shuō)穿了，完全是三角尺、刻度尺和計(jì)算尺和時(shí)代(后來(lái)，1975年前后，在進(jìn)行電視塔的承載力調(diào)查時(shí)，使用的是立體分析程序“FRAN”，計(jì)算結(jié)果表明，手算所得的內(nèi)力值，除個(gè)別構(gòu)件的彎曲內(nèi)力之外，其精度毫不遜色)。

(4)材料

塔身的主要構(gòu)件一律使用JIS(日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn))的標(biāo)準(zhǔn)品SS41號(hào)鋼，而容許應(yīng)力則按建筑基準(zhǔn)法的規(guī)定采用。材料試險(xiǎn)結(jié)果表明，幾乎所有的鋼材的屈服強(qiáng)度都比規(guī)定值高出10%~15%，當(dāng)時(shí)的剛才也許就是這種情況。

(5)連接

除上述的天線支承塔外，構(gòu)件的連接一律采用鉚接。但是，考慮到高空作業(yè)時(shí)，施工和維修的難度增加，距地面140m以上，由于防銹，構(gòu)件經(jīng)過(guò)鍍鋅(浸鋅)，現(xiàn)場(chǎng)安裝則采用精制螺栓連接(使用彈簧墊圈、單頭螺紋的螺帽)。天線支承塔則按每10-12m為一段，在工廠里焊接組裝之后，為消除內(nèi)應(yīng)力，將其放入爐內(nèi)，用625攝氏度左右的溫度，視構(gòu)件的粗細(xì)的不同，進(jìn)行4-6小時(shí)的退火?，F(xiàn)場(chǎng)的連接采用凸緣型拉力螺栓連接，材料為SNC-2，sft=5t/cm2。此外，上述的焊接組裝屬于高強(qiáng)度大直徑圓鋼的焊接，這在當(dāng)時(shí)是一件非常困難的技術(shù)，是在早稻田大學(xué)鶴田明教授的指導(dǎo)下，在規(guī)定材質(zhì)的成分和施工試驗(yàn)等周密的研究的情況下，進(jìn)行施焊。

(6)防銹涂飾

由于鐵塔是處于風(fēng)吹雨淋之下的，它的耐久性是靠防銹來(lái)保證的。該電視塔的140m以下部分的構(gòu)件利用噴砂機(jī)清除鐵銹和氧化皮等后，涂一道蝕洗用涂料，再涂一道鉛丹之后，再涂?jī)傻类彵蕉姿嵯挡噬苛稀Ｋ淼?40m以上部分經(jīng)酸洗后，如前所述，旗以鍍鋅，然后，再將構(gòu)件組裝起來(lái)。飾面則是用與下部顏色相同的涂料上兩道。此外，該鐵塔的構(gòu)件幾乎全部都是組合截面，所以，應(yīng)采用雨水不易存留的形式，同時(shí)還要便于實(shí)施內(nèi)部涂飾，原則上，不能采用封閉型截面，必須有一部分是開(kāi)放型的(箱形截面時(shí)，應(yīng)有兩面是使用綴條的)。在實(shí)在避免不了的部位也要通過(guò)開(kāi)泄水孔等措施，以免構(gòu)件生銹。還有，竣工后，每經(jīng)過(guò)5-7年，包括天線支承塔在內(nèi)，整個(gè)鐵塔都要進(jìn)行一次重新涂飾，做一次確保耐久性的維護(hù)。

(7)基礎(chǔ)

電視塔所在地的地層屬于關(guān)東粉質(zhì)黏土層、砂質(zhì)黏土層和砂層的相互重疊的地層，在距地表約20-26m深處出現(xiàn)了密實(shí)的砂礫層。4座塔腳基礎(chǔ)就是采用木田式深基礎(chǔ)施工法(手挖)，用該砂礫層作為持力層的(長(zhǎng)期設(shè)計(jì)承載力為50t/m2)。支承4座塔腳的基礎(chǔ)用對(duì)角線方向的連系梁相連，以便承受長(zhǎng)期水平力。為了防止塔腳基礎(chǔ)發(fā)生移動(dòng)，在連系梁中施加初應(yīng)力(使連系梁中的鋼筋處于預(yù)熱伸長(zhǎng)狀態(tài)之下，澆注混凝土，用現(xiàn)在的話說(shuō)，就是施加預(yù)應(yīng)力)。

施工概要

該鐵塔在施工上的難點(diǎn)有防護(hù)措施、工期、初應(yīng)力、高強(qiáng)度圓鋼焊接等等，不一而足，就連鋼構(gòu)件的安裝也是一件艱難工程。尤其是，在距地面40m處，以拱的形式會(huì)合的4根斜主柱的安裝時(shí)，哪怕是有微小的角度偏差，都會(huì)對(duì)上部鐵塔的安裝精度造成巨大影響，因此，必須慎之又慎。由于塔下的科學(xué)館也要同時(shí)施工，所以，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全面支撐，只好采取裝有頂升機(jī)構(gòu)的鋼架(支架)和后拉索并用的方法。天線支承塔的架設(shè)也曾是棘手工程，是利用在主塔的塔頂上(高度為253m)安裝一個(gè)高30m的臨時(shí)支架的方法進(jìn)行裝配的。

再現(xiàn)新塔

由于東京已有一座1958年建成的高333米的名為“東京塔”的廣播塔，因而這座新塔暫被稱為“新東京塔”，預(yù)計(jì)塔高613米高，將取代原來(lái)的東京塔成為東京的新地標(biāo)性建筑。

高達(dá)610米的日本“新東京塔”預(yù)計(jì)將于2011年完工。屆時(shí)，它將取代中國(guó)臺(tái)北的“101大樓”和阿聯(lián)酋的迪拜塔，成為全球最高建筑物以及世界最高的通信塔。“新東京塔”總耗資約為500億日元。

“新東京塔”是由日本知名建筑師安藤忠雄和雕刻家澄川喜一聯(lián)袂設(shè)計(jì)。它將建在一個(gè)三角形的底座上，呈圓柱形，隨著高度上升塔身逐漸變細(xì)，頂端呈圓球形。據(jù)種類(lèi)似日本國(guó)寶“五重塔”的結(jié)構(gòu)造型，主要是為了有效抵抗地震和強(qiáng)風(fēng)。游客通過(guò)觀光電梯攀登其上，能夠遠(yuǎn)眺整個(gè)關(guān)東平原。而空中走廊則采用全透明玻璃設(shè)計(jì)，以便讓游客能在高空來(lái)個(gè)“云中漫步”。“新東京塔”是由日本廣播協(xié)會(huì)和5家民間電視臺(tái)共同出資500億日元建造，新塔落成后，將由這6家電視臺(tái)分別租用。