Район Кёбаси в центре Токио относится к исторической части города, где ткань застройки формировалась ещё в период Мэйдзи. Парадокс современного Токио заключается в том, что именно здесь, в зоне высокой плотности и одновременно глубокой сейсмической опасности — с прогнозируемыми событиями у разломов Минами-Канто и Нанкай — рождаются самые смелые конструктивные решения. KYOBASHI EDOGRAND, 170-метровый офисный комплекс с публичной галереей, не просто вписывается в контекст, но и переопределяет его. Главное открытие проекта: слой сейсмоизоляции вынесен не в подвал и не на технический этаж, а в зону контакта с городом — между высотной башней и уличным уровнем.
Урбанистический вызов и пространственное решение
Расширение автомобильных дорог в Кёбаси привело к частичному выводу из эксплуатации местных проездов — привычные пешеходные маршруты оказались разорваны. Проект ответил на это не переносом потоков в подземный этаж, а созданием сквозной галлереи в уровне первого-второго этажей, перекрытой сверху высотной частью. Это полуоткрытое пространство, окружённое тремя малоэтажными блоками (сталежелезобетон с сейсмическими стенами, частично — сталь), работает как общественный атриум, компенсационный узел и одновременно как зона видимой работы конструкции.
Структурная логика: три уровня, три материала
Согласно структурной схеме из проектной документации, здание делится на три конструктивные зоны. Высотная башня решена на стальном каркасе с трубобетонными колоннами (CFT). Ниже располагается этаж сейсмоизоляции — промежуточный слой с масляными демпферами, эластичными скользящими подшипниками и механизмом локинга, способный к расчётному смещению до 50 сантиметров. Низкоэтажная часть, выполненная из сталежелезобетона с сейсмическими стенами, служит жёстким основанием для галереи.
Трубобетонные колонны
Для здания высотой 170 метров CFT-колонны дают ряд преимуществ. Удаётся уменьшить сечение на 30–40 процентов по сравнению с железобетонной или чисто стальной колонной — а значит, больше свободной планировки. Бетонное ядро предотвращает выпучивание стенок трубы при циклических нагрузках и повышает огнестойкость. Кроме того, CFT-колонны эффективно передают сосредоточенные усилия на нижележащий слой изоляции без локальных смятий в зоне анкеровки. В японской практике к 2016 году трубобетонные колонны стали стандартом для высотных зданий в сейсмических зонах.
Инновация: эластичный локинг на высокопрочной стали HSA700
Проблема, с которой столкнулись авторы проекта, хорошо знакома проектировщикам высотных зданий. При высоте 170 метров объект испытывает значительные ветровые нагрузки. Стандартное решение — увеличить количество масляных демпферов в изоляционном слое. Однако это неизбежно ухудшает сейсмический отклик: при редком, но мощном землетрясении система становится «зажатой», демпферы работают неоптимально.
В ответ на этот вызов был разработан механизм эластичного локинга на основе срезных штифтов и высокопрочной стали HSA700 для изгибаемых балок. Механизм работает в двух режимах. При частых землетрясениях или сильном ветре, когда расчётное смещение изоляционного слоя не превышает 7,2 сантиметра, срезные штифты остаются целыми. Они заставляют масляные демпферы поглощать энергию, лифты продолжают функционировать, а конструкции возвращаются в исходное положение после каждого события.
При редком катастрофическом землетрясении — более сильном, чем Великое восточно-японское землетрясение 2011 года, с расчётным смещением до 50 сантиметров — штифты ломаются. Система переходит в режим анлокинга, и к работе подключаются эластичные скользящие подшипники. Энергию начинают гасить и демпферы, и трение в опорах. Как сказано в техническом отчёте, применение высокопрочной стали не только решило задачу ветроустойчивости, но и позволило реализовать изоляционную структуру с оптимальным использованием демпферов.
Архитектурный итог
Благодаря выносу изоляции на промежуточный этаж, галерея освобождена от диафрагм жесткости и наклонных раскосов, которые обычно «выдают» сейсмостойкий каркас. Поток сил здесь читается как чистая тектоника: вертикальные CFT-колонны и сталежелезобетонные стены передают нагрузки через слой изоляции, не загромождая общественное пространство. Это редкий случай, когда сейсмика становится архитектурным инструментом, а не ограничением.
KYOBASHI EDOGRAND — это прототип для плотной городской застройки в сейсмических зонах, где промежуточная изоляция работает как градостроительный катализатор, CFT-колонны обеспечивают эффективность высотного объёма, а эластичный локинг разделяет ветровую и сейсмическую логику. Лауреаты проекта — Юдзи Ямано, Кадзухико Ёсида, Такаси Фукусима и Сатоси Яги — предложили модель, которая будет воспроизведена в следующих редевелоперских проектах Токио, Иокогамы и Осаки.
Во время подготовки этого материала в Японии вновь произошло землетрясение магнитудой 7,5, значимость выбора трубобетонных колонн становится не абстрактной, а предельно конкретной. Именно такие композитные конструкции обеспечивают зданию способность выдерживать горизонтальные сдвиговые усилия без хрупкого разрушения. Высокая несущая способность и пластичность CFT-колонн напрямую переводятся в сохранённые жизни людей, которые остаются под защитой каркаса.