„De Yokohama Landmark Tower is sterker dan elk ander gebouw in de wereld.” De bouwers zijn zeker van hun zaak: Wat er bij een grote aardbeving ook tegen de vlakte gaat, de hoogste wolkenkrabber van Japan blijft fier overeind staan.
plattekst (u15,1,0(Alle seismische isolatiesystemen ten spijt, de 300 meter hoge Yokohama Landmark Tower is direct gebouwd op een rots, zonder meer. „Het is de plaats waar vroeger de haven was”, zegt Masayuki Kataoka van Mitsubishi Estate Building. De haven ligt nu een stukje verderop.
De naar boven taps toelopende Landmark Tower is een markante verschijning. Architecten hebben de wolkenkrabber een mooie eenheid weten te maken met het vroegere dok aan de voet ervan. „Vooral door de vorm van het gebouw is de Landmark Tower aardbevingbestendig”, zegt Kataoka. „De vier in het oog springende hoekpunten, een soort steunberen, maken het gebouw sterk. Al het gewicht van het gebouw concentreert zich in deze hoeken.”
Hoe het gebouw precies in elkaar steekt, kan hoofdaannemer Taisei beter uitleggen. „De toren bestaat uit een binnen- en een buitenkoker, beide gigantische staalconstructies”, zegt Rioichi Sugisaki. „Van de 52e tot de 67e verdieping zijn deze twee constructies aan elkaar verbonden. De buitenste kolom omvangt de omtrek van het gebouw, de binnenste bevat de servicekern met daarin 52 liften.” Tot 2003 waren deze liften, die met 45 kilometer per uur omhooggaan, de snelste ter wereld.
„Voor de Landmark Tower is de windbelasting een groter probleem dan een aardbeving”, zegt Sugisaki. „Voor gebouwen tot 200 meter geldt in Japan dat de seismische belastingen het belangrijkste zijn. Wordt het gebouw hoger, dan neemt het belang van de windbelasting toe, simpelweg omdat de wolkenkrabber meer wind vangt. Bij de Landmark Tower is dit extra van invloed, omdat de wolkenkrabber aan het water ligt en het daar flink kan waaien.”
Pendulum
Vooral windstoten zijn voor wolkenkrabbers gevaarlijk. „Als de windstoten met een bepaalde regelmaat tegen het gebouw aankomen, kunnen zij het gebouw in trilling brengen”, zegt Sugisaki. De eigen frequentie, afhankelijk van de hoogte van het gebouw, is daarom volgens de bouwer erg belangrijk.
De Japanse aannemer berekende de meest gunstige frequentie van het gebouw zodat de wind zo min mogelijk invloed heeft op de constructie. „De onderste acht bouwlagen zijn extra stijf gemaakt -een combinatie van staal en gewapend beton- zodat de eigen frequentie van de wolkenkrabber korter wordt”, legt Sugisaki uit.
De rest van het gebouw heeft volgens hem een relatief lichte constructie. „De bovenste verdieping kan makkelijk 2 meter heen en weer bewegen. De onderste bouwlagen fungeren dan als een soort contragewicht, zodat het gebouw niet te ver doorbuigt.”
„Het overhellen van het gebouw wordt ook voorkomen door de vorm”, zegt de Taisei-man. „Alle krachten in het gebouw concentreren zich in de vier hoekpunten. Speciale vakwerkconstructies zorgen ervoor dat de krachten in de geveldelen naar de steunberen worden afgevoerd.”
Toch is deze constructie niet voldoende. Het echte bijzondere zit aan de binnenkant van de Landmark Tower, op de zeventigste verdieping om precies te zijn. De ruimte is voor publiek niet toegankelijk en slechts een smal trapje leidt naar een reusachtig zogenoemd pendulumsysteem van 9 bij 9 meter en 5 meter hoog. Twee reusachtige stalen gewichten op twee tegenover elkaar liggende hoeken van het gebouw, elk 170 ton -500e deel van het gewicht van het gebouw-, controleren de bewegingen en zorgen ervoor dat het gebouw niet omvalt.
„Wanneer sterke wind of een aardbeving het gebouw in trilling zet, gaat de pendulum heen en weer bewegen”, legt Masayuki Kataoka uit. „Deze beweging van de massa’s is het passieve controlesysteem en het vermindert de slingering. Bij een sterkere trilling wordt het actieve mechanisme aangezet. Sensoren meten dan de slingering van het gebouw, een computer berekent de meest effectieve beweging van de gewichten en grote elektromotoren zorgen ervoor dat de gewichten ook daadwerkelijk zo gaan bewegen.”
De maximale uitslag van elk gewicht vanuit de neutrale positie is 1,7 meter. „Het gewicht kan dus maximaal 3,4 meter heen en weer bewegen. Als het erg hard gaat, wordt de beweging geremd. De massa’s gewichten zouden anders bij sterke wind of een aardbeving de complete verdieping van de toren rammen.”
Wat doet de toren bij een zware beving? „De liften stoppen ermee, de toren zal even trillen op z’n grondvesten maar het pendulumsysteem houdt hem in evenwicht”, zegt Kataoka. De tijd zal het leren.
