Главное здание кампуса Тойосу Технологического института Сибауры (SIT) в Японии, строительство которого было завершено в 2022 году, — это больше, чем просто административное здание. Это смелый архитектурный манифест, где новаторский структурный план и образовательная функция сливаются в единое целое. Спроектированный победителями конкурса, компаниями Nikken Sekkei Ltd. и Kajima Corporation, этот объект служит наглядным пособием для будущих инженеров и архитекторов.
С самого начала здание задумывалось как «ворота кампуса», активно связывающее университетскую среду с городским пространством. Его план решает несколько ключевых задач:
Создание общественного маршрута: Сквозной проход от оживленного перекрестка, где возвышаются мощные трубобетонные колонны высотой около 14 метров и диаметром 1000 мм, и трехэтажный атриум ведет студентов и горожан во внутренний двор и на центральную площадь. Эта прозрачность и открытость стирают границы между вузом и городом.
Визуальная метафора роста: Фасад здания, обращенный к дороге, диагонально расширяется кверху, достигая максимальной высоты 67.5 метров. Эта динамичная форма не только создает защищенное общественное пространство у основания, но и служит архитектурным выражением концепций «развития и роста».
Структурный план: Инженерия в условиях сложности.
Наиболее впечатляющей особенностью Centennial Main Building является его сложный структурный план, который был разработан для преодоления ряда уникальных вызовов.
Асимметричная конфигурация: Планировка верхних этажей здания смещена относительно стандартных этажей, создавая эксцентриситет в распределении массы на длине около 75 метров. Такая асимметрия могла бы вызвать опасную деформацию кручения во время землетрясения.
Комплексные сейсмические решения: Для компенсации этой особенности инженеры применили многоуровневый подход:
Мощный каркас и длинные пролеты: Со стороны смещения веса глубина балок-ригелей (girders) увеличена до 1000 мм. Также здание включает в себя большепролетные балки длиной от 22 до 28 метров и аналогичной глубиной (1000 мм), что позволяет создавать обширные свободные пространства внутри.
Передовые конструкционные материалы: Особого внимания заслуживают трубобетонные колонны (стальные трубы, заполненные бетоном), которые широко использованы в конструкции. Такие колонны, включая мощные наклонные колонны из сварных коробчатых сечений, сочетают высокую прочность стали с жесткостью и огнестойкостью бетона, что критически важно для сейсмостойкости всего здания.
Концентрированное размещение демпферов: Для гашения колебаний и подавления крутильной деформации интенсивно расставлены сейсмостойкие колонны и связи, сдерживающие продольный изгиб (Buckling-Restraint Brace).
Система контроля реакции: Учитывая слабый поверхностный грунт, была принята высокотехнологичная ответно-контролирующая структура. В ней три типа демпферов грамотно расположены по всей высоте здания:
• Масляные демпферы (Oil Damper) для контроля общего отклика конструкции.
• Вязкоупругие демпферы (Viscoelastic Damper) для гашения вибраций на перекрытиях.
• Связи, сдерживающие продольный изгиб, для подавления крутильной деформации.
Надежное основание: Из-за слабого грунта здание покоится на стальных трубчатых сваях, погруженных по технологии вращательного забуривания на глубину 31.0–34.0 метра.
Здание как живой учебник
Именно здесь структурный план выходит за рамки инженерии и становится центральной частью образовательной миссии SIT, особенно для студентов Школы архитектуры.
Тактильное обучение: Демпферы, мощные балки, трубобетонные колонны и такие элементы, как наклонные колонны из сварных коробчатых сечений, установлены в местах, доступных для студентов ежедневно. Учащиеся могут не только видеть, но и прикасаться к этим полноразмерным инженерным компонентам, изучая на практике преимущества комбинированных конструкций.
Практика на стройплощадке: Еще до завершения строительства здание использовалось как учебная лаборатория. Были организованы экскурсии по этапам строительства и инспекции стального каркаса, позволяя студентам изнутри наблюдать за процессом возведения объекта, включая монтаж трубобетонных колонн.
Мастерская для экспериментов: На территории был подготовлен специальный полигон, где студенты могли самостоятельно практиковаться в размещении арматуры и сборке бетонных форм, получая бесценный практический опыт.
Centennial Main Building — это блестящий пример того, как архитектура, инженерия и образование могут быть объединены в целостный организм. Его смелый структурный план, решающий сложные геометрические и сейсмические задачи с помощью балок глубиной в 1 метр, свай длиной с 10-этажный дом, инновационных трубобетонных колонн и целого арсенала демпферов, не скрыт за отделкой, а намеренно выставлен напоказ. Таким образом, здание не просто функционирует как административный центр, но и продолжает учить, вдохновлять и готовить новое поколение архитекторов, предлагая им уникальную среду для обучения через прямое взаимодействие с передовыми инженерными решениями.