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1 第 56 回コイシ塾 (2014/8/22) 建物の構造を設計する ということ ~ 基本を知り 未曾有 想定外の事態に臨む ~ 東京理科大学工学部第一部建築学科伊藤拓海

2 本日のトピックス 1. 建築とは ~ 計画 設計 施工 開発 ~ 2. 建築の構造を設計するということ 3. 想定外 で終わらせない 逃げない 想定外 を設計する

3 建築とは ~ 良い建築とは ~ Vitruvius (Roma, B.C.1C ~ A.D.1C?) utilitas firmitas venustas 建築について をアウグストゥス ( 左 ) に披露するウィトルウィウス wikipedia より

4 1. 建築とは ~ 建物の設計から完成までの流れ ~

5 建築とは ~ 計画 設計 施工 開発 ~ 建築 建築主

6 建築とは ~ 計画 設計 施工 開発 ~ 建築 建築主 設計施工開発

7 建築とは ~ 計画 設計 施工 開発 ~ 建築 建築主 設計 施工 開発 合意 意匠 designer 設備 engineer 構造

8 1. 建物の設計のいろは ~ 色々なトラブル ~

9 建築のトラブル 欠陥住宅だった 近隣住民とのトラブル 新築なのに雨漏り 一年中 日があたらない 法律等 ユーザーと生産者を守る仕組み 設計 徹底的な話し合いと合意形成 対策 次善策や問題発生時の対応策の用意

10 建築とは ~ 計画 設計 施工 開発 ~ 建築 建築主 設計 施工 開発 合意 意匠 designer 建築基準法 設備 engineer 構造

11 まず押さえておきたい 3 つのポイント 合意形成の仕組み ユーザーと生産者の間で 価値観をきちんと共有し 理解する その上で 合意形成を図っていく 理解できる言葉で議論 わかりにくい専門用語や概念を排除し 双方理解できる情報 用語を整備する とにかく 理解し合えるまで議論する 行動規範責任の所在 前例踏襲の排除 先頭に立つことを恐れない既成概念にとらわれない自由な発想と責任を持った行動ができる仕組みや制度

12 2. 建物の構造を設計する ということ

13 建物の構造を設計するということ 建築 建築主 設計施工開発 建物は どのような自然の脅威に晒されているのか 合意 意匠 designer 建築基準法 設備 engineer 構造

14 構造とは何か 建物自体の重量と, 人間 物品の重量を支持すること, および風 地震等の外力に抵抗し, 安全な空間を構成することを主な目的とする 建物の自重と人間や物品の重量 地震

15 被害と教訓 阪神淡路大震災 (1995 年 ) 東日本大震災 (2011 年 ) なぜ壊れたか, を学び, 被害を出さないために必要なことを考える 百の成功例よりも, 一つの失敗例の方がより教訓的である

16 建築とは ~ 企画 設計 施工 販売 ~ 建築 建築主 設計 施工 開発 合意 構造を設計する ということ 意匠 designer 建築基準法 設備 engineer 構造

17 建物に作用する外力の種類とレベル 積雪荷重 固定 積載荷重 風荷重 地震荷重

18 建物の被害レベル

19 構造を設計する ~ 要求 vs 性能 ~ 荷重 外力 建物の応答 ( 荷重効果 ) 構造設計の重要な 3 つの要素 1 設計荷重 ( 外力 ) 2 荷重効果 ( 変形, 応力 ) Q 3 クライテリア ( 安全 使用制限 ) R 判定 Q R 3 クライテリア ( 安全 使用制限 ) 何を守らなければならないか 1. 日常生活 2. 財産 3. 人命

20 建物の構造を設計するということ 建築 建築主 設計 施工 開発 合意 現行の構造設計法 意匠 designer 建築基準法 設備 engineer 構造

21 我が国の耐震設計の考え方 教科書的には 耐震設計の考え方 ⅰ) 中地震に対する許容応力度設計 耐用年限内に 1 度ないし数度経験する程度の比較的頻度の多い中地震に対しては ほとんど損傷しない機能維持 ⅱ) 大地震に対する終局耐力設計 極めて稀に遭遇するかもしれない大地震に対して 建物が多少損傷してもやむを得ない しかし 建物の崩壊 破損 その他派生する災害により 人身に危険が及ばない 人命保護

22 建物の構造性能と設計法の整備 地震の強さ 震度階 Ⅳ( 中震 ) Ⅴ( 強震 ) Ⅵ( 烈震 ) Ⅶ( 激震 ) 再現期間 20 年に一度 100 年に一度 500 年に一度 2500 年に一度 加速度 25-80gal gal gal 800gal 以上 レベル 1 レベル 2 建物の被害レベル 部材は弾性部材の塑性化崩壊メカニズム形成部材の座屈や破断

23 耐震設計で設計者がやること 建築 建築主 設計 施工 開発 合意 構造設計者の仕事 意匠 designer 建築基準法 設備 engineer 構造

24 耐震設計で設計者がやること 構造設計者のやるべきこと ( 全体像 ) 1 設計荷重 2 変形と応力の計算 ( 骨組応力解析 ) 構造計画 荷重の種類荷重の大きさ作用位置 作用応力度 構造形式構造種別部材断面接合法制振 免震 3 安全性の検証 3 使用性の検証 f 0

25 耐震設計法の問題点 建築 建築主 設計 施工 開発 合意 設計 議論 合意における問題点 意匠 designer 建築基準法 設備 engineer 構造

26 耐震設計法 ( 現行法 ) の問題点 実態や性能が不明確 建物の挙動 性能をきちんと把握できるようになっていない ( 慣習的に ) 壊れない設計はできるけど 建物の性能は不明確 専門用語がわかりにくい 専門用語や理論が難解な場合があり 建築主が正確に理解できない また 齟齬 誤解の原因になる 性能と価値判断の関係が不明 構造性能と市場原理 ( コスパ ) の関係性がやや不明確 情報不足により 危機意識 当事者意識を把握 共有できない

27 耐震設計法の改善に向けて 建築 建築主 設計施工販売 議論 合意形成のために 見える化 合意 意匠 designer 建築基準法 設備 engineer 構造

28 地震規模と被害の関係 ( 見える化 ) 気象庁ホームページより

29 建物の被害レベル ( 見える化 )

30 建物の構造性能と設計法の整備 震度 それ以上 Ⅶ( 激震 ) Ⅵ( 烈震 ) Ⅴ( 強震 ) 地震の強さ Ⅳ( 中震 ) 建物の被害レベル 被害無し軽微な損傷崩壊前 ( 甚大な被害 ) 崩壊 倒壊

31 建物の構造性能と設計法の整備 震度 それ以上 レベル 3? Ⅶ( 激震 ) Ⅵ( 烈震 ) Ⅴ( 強震 ) Ⅳ( 中震 ) 地震の強さ レベル 1 レベル 2 建物の被害レベル 被害無し軽微な損傷崩壊前 ( 甚大な被害 ) 崩壊 倒壊

32 性能設計法の整備 ~ 国内外の動向 ~ 当事者間 ( 建築主 設計者 ) で目標性能を決める 耐震性能を明文化し説明 理解できる

33 性能設計法の整備 ~ 国内外の動向 ~ 右上ほど高度な性能を持った高品質の建物となる 耐震 性能グレードの表示

34 耐震設計法の改善に向けた動向 建築 建築主 設計施工販売 合意 意匠 性能マトリクス designer 建築基準法 設備 engineer 構造 性能 耐震グレードの表示

35 改めて押さえておきたい 3 つのポイント 合意形成の仕組み ユーザーと生産者の間で 価値観をきちんと共有し 理解する その上で 合意形成を図っていく 理解できる言葉で議論 わかりにくい専門用語や概念を排除し 双方理解できる情報 用語を整備する とにかく 理解し合えるまで議論する 行動規範責任の所在 前例踏襲の排除 先頭に立つことを恐れない既成概念にとらわれない自由な発想と責任を持った行動ができる仕組みや制度

36 3. 想定外 に挑む

37 建築設計の全体像 建築 建築主 設計施工販売 現行法だけやっておけば それで十分なのか? 合意 意匠 性能マトリクス designer 建築基準法 設備 engineer 構造

38 建築構造物の被害と建築家の責任 安全に対する建築家の責任 ~ ハンムラビ法典 (BC1750 年 )~ もし, 建築家が他の人のために家を建て, その建設が堅固でなく, 倒壊によって所有者の死亡を招いたならば, その建築家は死罪に処せられるべし 出典 )wikipedia より 関東地震 (1923 年 ) 死者 10 万人超 日本建築学会 2011 年東北地方太平洋沖地震災害調査速報 (2011.7) より 東北地方太平洋沖地震 (2011 年 ) 死者約 1.6 万人 ( 行方不明 0.3 万人 )

39 我が国の主な震災と耐震法規の変遷 濃尾地震 (1892) 明 1920 年市街地建築物法施行治関東大震災 (1923) 1924 年市街地建築物法改定三陸地震 (1933) 東南海地震 (1944) 1947 年日本建築規格 3001 号南海地震 (1946) 昭和 平成 1950 年 建築基準法の制定 1963 年建築基準法の改定 1971 年建築基準法施行令の改正 施行 1981 年建築基準法施行令の改正 施行新耐震法 ( 現行法 ) 2000 年建築基準法の改正 2007 年 建築基準法の改正 福井地震 (1948) 新潟地震 (1964) 十勝沖地震 (1968) 宮城県沖地震 (1978) 兵庫県南部地震 (1995) 宮城県北部地震 (2003) 新潟県中越地震 (2004) 新潟県中越沖地震 (2007) 東日本大震災 (2011)

40 建物の構造性能と設計法の整備 震度 それ以上 レベル 3 Ⅶ( 激震 ) Ⅵ( 烈震 ) Ⅴ( 強震 ) Ⅳ( 中震 ) 地震の強さ レベル 1 レベル 2 想定外で終わらせない 想定外から逃げない 建物の被害レベル 被害無し軽微な損傷崩壊前 ( 甚大な被害 ) 崩壊 倒壊

41 4. 結び

42 結び 耐震安全性, 安全神話 防災 + 減災 再生 治癒 ( 震災前補強 震災後補修 ) 人事を尽くして天命を待つ 天命を待ってただ 祈る だけでは技術者 科学者としては本当にまずい ( 恩師の言葉 ) 震災後の安心, 安全まで, 責任を持つ

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