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建築構造設計について

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 建築構造設計のフロー
 建築構造設計の流れは、①意匠図面の入手、②構造形式と構造モデル、構造材料の決定、③柱や梁、耐震壁などの躯体の仮定メンバーの決定、④地質調査や地耐力、基礎荷重、基礎形式の決定、⑤構造計算の手法、⑥応力解析と断面検討、結果のまとめ、⑦構造図(柱・梁伏図、軸組図、架構図、基礎伏図、杭伏図、柱キープラン、地質図など)の作成です。これは、新築の構造設計です。
 既存の建築物は、耐震診断(現場調査と調査に基づいた計算ソフトでの検討)と耐震補強です。構造設計者は、現場での施工管理や鉄骨・鉄筋・木材の加工検査、工程管理、品質管理も必要になります。
 ほとんどの構造設計事務所は、構造計算と構造図のみの仕事が中心です。施工管理は、ゼネコンや受託メーカーの工事管理の専門スタッフが専念しています。大きい構造設計事務所は、構造設計と施工管理のスタッフを配置しています。   
 建築構造設計の仕事をして感じること
 私は、建築構造設計の仕事をして、15年ぐらいになります。仕事は、構造計算をしながら構造図を書いています。意匠設計と人と考え方の違いから議論になったこともあります。私は、建築物のプランをできるだけ変えないように構造設計の立場から柱や壁、梁などのメンバーの大きさや位置の変更を提案をします。意匠設計の人は、どちらかと言うと構造分野が苦手の人が多く、構造的な考え方をしていません。
 世間の人は、「建築設計の方は、数学や物理が得意でしょう。」と言いますが、実は、数学や物理、力学、化学が苦手な人が多いのです。建築学は、数学や物理、力学、美学、居住学、各産業の状態などの総合的に集約されたもので、「建築工学」ではありません。建築設計が、意匠と構造、設備、積算と専門別に分けられるようになって総合的な仕事にならないようになりました。
 構造設計は、構造計算ソフトを利用して建築物の強度の検討と検討した結果をCADで構造図を作成して特定行政庁に意匠図面と設備計算、設備図と一緒に添付をするための建築確認申請をします。その後役所が中間検査と完了検査に立ち会うまでの仕事です。仕事は、計算から申請業務、鉄筋の配置やコンクリートの打設、鉄骨の建方・取り付け・加工などの施工管理など沢山ありますが、設計業務だけに追われて、施工管理については、管理技術者に任されています。
 私の後輩は、CADや計算ソフトの処理が私よりも裏技を駆使しますが、電卓を使っての「手計算」での構造計画や微小な構造計算ができないようです。そして、構造計算書に添付をする「構造計算チェックリスト」の書き方を知らない、解析フレームの取り扱いを知らないようです。このことは、建築における教育の悪さを示しています。これは、技術の陳腐さと将来の建築設計の運営が危ぶまれるようです。
建築構造設計のこれからのこと
 世間の人は、建築設計の全部の分野をすべてをこなすと考えています。しかい、小規模の設計なら個人が、建物のプランや骨組みの安全の検討、設備の配置を設計ができますが、規模が大きくなると専門別の設計がどうしても必要です。 
 建築設計は、大きく3つに分けられます。第1は意匠設計、第2は構造設計、第3は設備設計です。意匠設計は、敷地内に建てる建物の形状(間取りや高さ)や建築喜基準法や基準法施行令、行政の条例などの法規チェックを建築主の要望合わせてデザイン、設計します。構造設計は、計画した建物に柱、梁、壁、スラブ、屋根、2次部材、基礎などを地震や風、雪など条件を考えて計算ソフトを使ってパソコンで解析をした結果にもとづいて骨組みの配置や部材を設計します。設備設計は、計画した建物に空調や電気、ガス、水道、排水などの流量や風速、流速を計算をしてダクトの大きさや管径、材質のなどを配置、設計します。
 設計事務所の中には意匠と構造、意匠+設備、意匠と構造、設備と2つ以上備えた大手の設計事務所や総合設計事務所のところもありますが、各設計ごとに専門的な知識が必要なため単独に分かれてます。
 構造設計は意匠設計から計画した建物に通常時(人や家具、貨物、荷物など)の荷重を考慮し、そのうえで地震、台風、雪などの荷重がかかっても潰れないように柱、梁、基礎など骨組の大きさを構造計算により算定して設計していきます。
 少し丈夫でも大きな部材をたくさん配置すればいいのではと思われますが、意匠上支障が出たり(部屋に大きな柱があってジャマになるとか)コスト面にもかかる場合があるので、適度にバランスよく建物に強度を持たすのが’構造設計のセンスだと思います。最近、免震構造や制震構造の建物が見かけるようになりました。
 免震構造は、積層ゴムやダンパーを組込んだ免震層で地震エネルギーを吸収し、建物への地震エネルギーの伝達を小さくさせる構造です。この構造形式は、一般住宅にまで取り入れられる様になっています。建設戸数としては非常に少ないと言えます。阪神・淡路大震災直後は、地震に対する関心が高かった為、ブームになりました。
 制震構造は、地震のエネルギーを建物に組込んだ制振装置によって吸収する構造です。この構造形式は、既存の建物にも組込むことが可能であることから既存建物の耐震性能を改良する方法として有効です。
 免震構造と制震構造は、まだまだ発展途上の段階であり、これからますます合理的な工法が生み出されると考えられます。
 その他には、耐震診断と耐震補強があります。この仕事は、既存の建物の耐久性を増すために建物の計算結果と骨組みの図面をもとにして、建物の調査と計算ソフトでの解析をして柱や梁、壁、スラブなどを耐震補強の検討をします。これは、構造設計者の経験がものを言います。
 構造設計の仕事は、そちらかと言うと女性向きの仕事といえます。しかし、女性の構造設計者が少ないです。建築設計のなかでも、設計技術者からは嫌われています。構造は、工業高校や大学では苦手分野のひとつになっています。日本は、地震国です。日本の構造設計者は世界の構造設計のハイレベルの方に入っていると考えます。これからの構造設計者は、既存の建物をいかに大事にしていくか、最近の物理や工学の動向に常に注目するかで変わってくると考えています。