構造設計に関すること

構造設計って、どんな仕事だろう?『本質』を探る。

構造設計という仕事をしていますと、街歩きをしていて『あー、コレ無理してるなぁ』とか『危なそうな建物だなぁ』とか、目につきます。日々、業務の中で安全性を確認する業務ですからね。

さて、安全性の確認は大まかに応力と変形で確認しています。応力度が許容応力度に対してOKか、変形が規定値を満足しているかなど。一方、計算した応力や変形が本当に正しいのかどうか、チェックはしていません。

ところで、日本の産業を支えている『車』は、設計を行った後、実際に車を製作して、衝突検査を行って耐久性をチェックします。また、試乗して運転性能を満足するか確認します。

つまり、建築物は『実際に作用する応力』や『本当の安全性』については、現実チェックできていないのです。一回、建物をつくって壊すなんて不経済なことは出来ませんからね。そう考えると、構造設計という仕事は一体何を確認しているのでしょう?

スポンサーリンク

 

もし、全く違う応力だったら何が安全を担保しているのか?

実際の建物に作用する応力が、計算値と全く違った場合、何が安全を担保するのでしょうか?計算値と全く違うなんてありえない!と思うかもしれません。が、計算のモデル化や荷重の加力は『建物が組みあがった状態で、一斉にドンと荷重を作用』させています。

一方、実際の建物は、基礎⇒R階まで順次建設を行うので、応力状態は違うように思います。また、設定した積載荷重も偏在するし、固定荷重だって『平米重量』の設定が本当は集中荷重かもしれません。実際の建物に作用する応力状態は、建設後の建物にひずみゲージを取り付けて計測しない限り、誰も分からないのです。

そもそも、地震荷重はざっくりと荷重分布をモデル化しているだけで(Ai分布が代表的)、実際にその荷重が作用するのでしょうか?

ともかく、私たちは実際とはかけ離れた応力や変形を計算して、あーでもないこーでもない、と議論しています。

このように、計算と実際の応力が違う要因は様々あります。では構造設計は、どうやって安全性を確認しているのでしょうか?

やはり、安全率(余裕度)に他なりません。実際に作用する応力が変動しようが、設計でチェックした応力や変形より小さければいいわけですから。『安全率1.5倍を考慮する』ように、『まぁ、こんなもんか』というのが、建築屋さんが安全を担保する方法です。他の工業屋さんからみると、いい加減と思われそうですが、現実そうなのです。

 

とりあえず、過去の建物に倣えばOK。

もう1つ安全を担保する方法があります。それは、過去の建物に倣うこと。例えば1000㎡の保育園なら、過去設計された1000㎡の保育園に倣って断面を大まかに設定すれば、『まぁ、こんなもんか』に外れない建物になるでしょう。

と、いうのも構造設計で設定している地震荷重は数十年、数百年に1度起きるレベルを想定しているので、『起きてみなければ分からない』という性質があります。ですから、過去大きな地震で耐えた建物に倣えばOKだろう、という方法論です。

 

構造設計の本質は数字や科学じゃない。『歴史』を知ること。

以上のように、構造設計の本質は数字や科学ではありません。『歴史』です。歴史的にみて地震に耐えたので、この構造でOK、ということです。もちろん、簡単な物理を使って、応力計算や変位計算を行いますが、最終的に部材の断面を決定するのは、人間の感覚です。

悪く言えば、数字は後付でも良いかもしれません。『良い建物を構造設計した歴史、良い建物を調べた歴史』が、構造設計をする上で重要かもしれませんね。

スポンサーリンク

ピックアップ記事

  1. 【徹底比較】一級建築士の定期講習費用が安い機関「9選」
  2. 建築嫌いの僕でもおすすめしたい、建築が好きになる建築本1つ。
  3. 【一級建築士】実力を発揮する試験当日の過ごし方
  4. 冗談抜きでマリオサルバドリーの『建築の構造』だけは読んどけ。
  5. 露出柱脚のキレイな納め方のコツ。

関連記事

  1. 構造設計に関すること

    構造設計者なら知っておきたい、重力とは何か?

    ほとんどの物には必ず重量があります。重量は、物質の質量×重力加速度9.…

  2. ブログ運営

    建築業界でくすぶっている人の自分メディアのつくり方とメリット

    ども、tyazukeです。どんな仕事でもそうですが、上司や環境…

  3. 構造設計に関すること

    大学院まで卒業した僕が構造設計に向いていない3つの理由。

    来年、勤めているブラック事務所を辞めます。理由の半分は、田舎へのUター…

  4. 構造設計に関すること

    溶融亜鉛メッキ高力ボルト大臣認定品とする件

    ども、tyazukeです。1年間に1回は謎の独立庇を設計するこ…

  5. 構造設計に関すること

    露出柱脚のキレイな納め方のコツ。

    ども、tyazukeです。ご存知の通り柱脚には3種類あります。…

  6. 雑学

    『で?』と返してくる上司と、それを言われた部下の気持ち。

    社内で、同僚と上司のやりとりを聞いていました。同僚は、上司に質…

最近の記事

Tazukeのおすすめ書籍

  1. 構造設計に関すること

    曲げひび割れモーメントとは何か?
  2. 労働

    就活エージェントに進路相談できる「キャリセン」が大学教授より心強い件
  3. 建築のこと

    隈研吾さんが設計したサニーヒルズを見学した話
  4. 労働

    業界人が考えた、有名な建築家になるために必要なこと6つ。
  5. 一級建築の試験勉強

    【一級建築士】独学2ヶ月で法規勉強したけど、21点とれた。
PAGE TOP