互动科普

2015年3月，四位美国建筑师与结构设计师公布了一项令人震惊的构思，计划2045年在日本兴建高度超过1600米的超高层建筑——英里塔（Sky Mile Tower）。

英里塔的设计者为美国的Kohn Pedersen Fox Associates（KPF）建筑设计事务所。其截面由朝向3个方向的台形建筑相互交错连接而成。6座建筑相连在一起，形成了六角形的“空中大厅”。

台形建筑分别由钢筋混凝土构成，有好几十层楼高，支撑着整个英里塔的重量。英里塔朝内的墙壁上安装有带巨型斜撑的钢结构以加固建筑物。此外，在空中大厅所在的高度，还安装有由钢结构构成的巨型钢框架（三角形组合结构），将建筑物牢固地连在一起。正是由于这些独特的结构设计，才能够建造出高达1600米的英里塔。

如果简单地按比例计算的话，英里塔的高度大约是哈利法塔的2倍，那么，它的固有周期也应该为哈利法塔的大约2倍，即23～25秒。在日本，地震时出现的“长周期地震动”（周期长于2～3秒的长时间晃动）会对超高层建筑造成致命性的损害。不过，在关东平原导致建筑物摇晃强烈的是周期7秒左右的长周期地震动（大阪平原为周期5秒左右，浓尾平原为周期3秒左右），与建筑物的固有周期相差较大，所以不会引起共振。其实，对英里塔来说，强风的威胁要远远高于地震。

英里塔的侧面有几个大型的细长竖洞，这种方式的竖洞称为“开槽”（slotted）。风从竖洞穿过，就不会形成卡门旋涡，能减轻建筑物的摇晃。

英里塔的完工预想图

英里塔在名为“Next东京2045”的构想中初次面世，是面向未来的超高层建筑。根据“Next 东京2045”的构想，将在东京湾最窄之处——神奈川县川崎市与千叶县木更津市之间兴建多个六角形的“人造陆地”，并在其中之一建造英里塔。如果城市不再向郊外扩展，而是向空中扩展的话，不仅能极大缩短上下班所花费的时间，还能让人们更加安全舒适地生活。

日本多位建筑家在20世纪60年代发起了一场名为“新陈代谢”的建筑运动，认为城市和建筑物也应该结合环境和社会的变化进行“新陈代谢”，提出建设新型城市与建筑。

东京大学名誉教授、建筑师丹下健三博士（1913～2005）是“新陈代谢”建筑运动的创始人。1961年，丹下博士发表了“东京计划1960”这一构想，建议在东京湾兴建海上城市。“Next东京2045”则进一步融合了新技术与战略，将丹下博士的构想带入了2045年的东京。

（本文发表于《科学世界》2016年3期）