--
--.--

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。

2016
01.29

帝国ホテル耐震神話の内実

Category: 建築構造史
ライトの帝国ホテルについて書かれたものには、虚実ないまぜのものが多いようだが、先日書いた神話の一つ「殆どの建物が灰燼に帰した関東地震において、帝国ホテルだけは無傷のまま残った」というのは、明らかに事実に反すると断言してよいようである。

R. Reitherman は、文献 1 の"Extent Of Damage."という節で、帝国ホテルとそれ以外の建物の被災状況について以下のように書いている(拙訳と原文)。

保険会社は、被害評価に五段階評価を使用していた。帝国ホテルは二番目に良いランク、つまり軽微な被害に分類された。帝国ホテルよりも大きな建物で第一ランクに格付けされたものがあった。

Tokyo Building Inspection Department の評価では、地震被害だけでなく火災も含まれるが、東京市の煉瓦造建築の約 19% が無被害に部類され、鉄骨および鉄筋コンクリート造建物の 20% 強が同ランクに分類されている。

The insurance companies' damage rating system used a five point scale. The Imperial Hotel was listed in the category of second-best performance, or light damage. There were other large buildings which were rated in the first category.

The Tokyo Building Inspection Department's estimates, which included fire as well as earthquake damage, list about 19% of the city's brick buildings in the undamaged category, and a little over 20% of the steel and reinforced concrete buildings in this category.

末広恭二のアメリカでの3番目の講演(Lecture III Vibration of Buildings in an Earthquake)にも関東地震後の丸ノ内の写真が掲載されているが、ここに写っているビルの殆どは極めて普通の状態に見えるので少し驚くほどである。その写真(下記で Fig. 46 と書かれているもの)を説明している本文の箇所を以下に示そう。

... Fig. 46 は、東京市内で最も被害の軽かった丸の内地区を示している。丸ノ内は東京の商業の中心である。内外ビルの無残な姿を除けば、注意深く見ない限り、これらの景色が都市の大部分を壊滅させた大地震と火災の直後に撮られたものであるとは誰も思わないであろう。

... Fig. 46 shows the Marunouchi Quarter, the most unharmed part of the city. It is the business center of Tokyo. Except for the unsightly appearance of the Naigai Building, no one would suppose, without careful examination, that these views were taken just after the great earthquake and the fires that laid waste the greater part of the city.

帝国ホテルが無傷であったというのも誤解である。R. Reitherman のレポートには、帝国ホテルの地震後の状況について以下のような記述がみられる(文献 1 の"Extent Of Damage.")。

1923年の地震では、帝国ホテルの非構造部および構造部にかなりの被害を生じた。食堂の床は膨れ上がり、その補修のためにコンクリートの柱を切って詰め木(?)を入れて水平にする必要があった。また、ファン、調理器具、照明、間仕切りおよびその他同様な非構造部品が被害を受けた。

The Imperial Hotel experienced some non-structural and structural damage in the 1923 earthquake: the dining floor bulged and required cutting and shimming of concrete columns to re-level it, and fans, kitchen equipment, lights, partitions, and other similar non-structural items were damaged.

帝国ホテルの被害状況については、R. Reitherman のレポートを引くまでもなく、日本語で書かれた多くの資料にも記述されている。文献 3 には、内藤多仲の報告が出ているので、以下にそれを示そう。

完成後間もなく大正 12 年の関東大地震、幸い著しい被害はなさそうに見えた。当時われわれはあらゆる建築について被害調査をしたがその時著しかった被害はあの孔雀の間の中央塔屋の部分がおよそ 60 センチも沈下したことであった。

佐野博士らとこの問題につき討議し、一体この中央塔の部分と左右の翼との連結を基礎の部分で切り離したが良いか、あるいはそのまま置いたが良いか、の議論があり結局切り離したら、中央部はさらに沈下するだろう、むしろ連結したままで左右で釣上げる形になる方がよかろうと云うことになりそのままにしたことを思い出す。

ところが結果としては、それで安定したのかも知れないが左右翼の部分が対称に斜めに著しく沈下し窓が菱形に歪んだのである。国電の側から見れば左右対称に菱形に並んだ窓がいつも目ざわりだったのである。

また正面の食堂、この床は蒲鉾形に中央が膨れ上り両側が下ったのが著しい現象(原文では"現豫")であった。これは地下にプールがあり中央部を支え、壁は両側にあるのでその重みで不同沈下を起こしたものと推定されたのであった。


この不同沈下は、結果的に帝国ホテルの寿命を縮める主要因となったようである。再び R. Reitherman から引用すると、

帝国ホテルは、世界的な抗議活動も空しく1968年に取り壊された。ホテルが経済的に立ち行かなくなった主な原因は、恐らく低層で低密度な設計と東京の中心という高コストな立地にあったと思われる。オーナーの犬丸氏が「建物の修復は不可能であったし、泥の中にゆっくりと沈んでいた」という事実を引き合いに出していたことも報告されている。

The Imperial Hotel was demolished in 1968, amid worldwide but ineffectual protests. Probably the prime reason for the economic obsolescence of the hotel was its low-rise, low density design and its high-priced, central Tokyo location. A reporter also noted that the owners, the Inumaru's had cited the fact that "the structure was impossible to repair and was slowly sinking into the mud."

上記に続く部分には、内藤多仲の報告と一部被る内容(地震で中央が 2 フィート沈下、取り壊しまでの45年での総沈下量は、中央部後方で 3 フィート 8 インチ)が示されている。このような結末を迎えた帝国ホテルは、果たしてどのような耐震的配慮がなされていたのか、あるいはされていなかったのか、といったことはまた後日。


参考文献

  1. Robert Reitherman : Frank Lloyd Wright's Imperial Hotel: A seismic re-evaluation, Proceedings of the Seventh World Conference on Earthquake Engineering, Turkish Earthquake Foundation, Istanbul, Turkey. 1980.

  2. Kyoji Suyehiro : Engineering Seismology Notes on American Lectures, Proceedings of the ASCE, Vol. 58, May, 1932, No.4

  3. 渡辺義雄(写真)、内藤多仲、明石信道、山本学治(文):帝国ホテル、鹿島研究所出版会、1968





スポンサーサイト
Comment:0  Trackback:0
2016
01.20

昭和大橋はなぜ落ちたのか?(構造設計者に求められるもの)

Category: 構造設計
地盤と基礎の話をもう一つ。

M. サルバドリー、R. ヘラー共著、望月重訳「建築の構造」の"第7章 7.4 曲げの2次応力"を見てみよう。1スパンの単純支持はりと両端固定はりの比較を通して、不同沈下が引き起こす悪影響について簡潔明瞭に説明されている(下記)。

撓みを描く事は、荷重が原因ではない、とじ込められた応力の状態を決めるのに、非常に有用である。建物の基礎の不同沈下による応力状態は、かようなものである。

もし単純支持梁の右支点が、左支点よりも多く沈下すると、梁はヒンジの周りに回転して、この状態に順応する。そして応力を受ける事なく、少し傾斜した状態をとる。もし梁が端部で固定されていると、端部の回転は防がれ、梁は曲がる。その梁間中央断面は反曲点を示し、曲げ応力を起こさない。二つの2分された梁は、その先端に荷重をささえている、二つの片持梁のような性質を示す。

固定梁の利益は、ある不利益によって帳消しとなる。すなわち、固定梁は、容易に予測する事ができない沈下に対して、非常に敏感である。基礎沈下の危険がある場合には、歪や応力を起こさないで、かような状態に順応できるような構造システムが選ばれるべきである。

上記は抜粋であるので、若干補足しておくと、この部分に先立つ節では、両端固定はりの持つ利点(たわみは小さく、強度は大きい)について、単純はりとの比較を通して説明されている。それが実に鮮やかな筆致で書かれているので、筆者もそうであったが、初学者であればあるほど「へぇー」と思う内容なのである。

読者はそのような経験をした後に、上記の部分を読むことになるので、ちょっとしたどんでん返しの気分を味わうことになる。そのようにして、"固定梁の不利益"が脳裏に焼き付けられる。さすがはサルバドリーの本だと感心してしまう。

1964年は、前回の東京オリンピックが開かれた年であるが、液状化現象を世界に知らしめた新潟地震が起きた年でもある。この地震では、鋼管パイル、鋼管ピアを使用した、まだ完成して間もない昭和大橋が落橋するという惨事が起きている。5径間が落橋、中央径間は完全に落下して河底に埋没するという大被害である。

この被害状況を伝える多くの資料に目を通している時に筆者が思い出したのが、上記のサルバドリーの本に書かれている内容であった。昭和大橋は、静定かほぼ静定といってよい構造形式が採用されていることから、設計者は主に不同沈下について配慮していたことが伺える。

結果からすると、これでは全く不十分であったことになる。これは筆者にとっては二度目のどんでん返しであるが、設計者にしてみれば、どんでん返しどころの騒ぎではないだろう。

この昭和大橋の被害について、内藤多仲の評が「日本の耐震建築とともに」に出ているので以下にそれを示そう。この本は、新潟地震の翌年の1965年に出版されたということもあって、最初に採りあげらている話題が新潟地震なのである。

土木関係について私は専門外であるが、昭和大橋の被害は最も著しいものであった。中央辺で二列の橋杭が倒れたのもそのためであるが、橋桁は外れ順々に鋸の歯のような形に川の中に落ち込んだのである。このような橋を設計したのは然るべきエキスパートであったと思う。

ところが新しい橋が落ちて、古い万代橋がその名の如く、万代不変であったことは何より有難いことである。その基礎のケーソン工事(コンクリートの函を堅い盤まで潜める工法)は私も見たが、それにアーチの橋がビクともしなかった。古いものが良くて新しいものが悪いと批判されるが、それだけの理由があるからで致し方がない。

(中略)

昭和大橋といえば当地の新聞(七月三日付、新潟日報記載、久保教授診断)で見ると、鋼管杭二五メートルのものが打ち込んである(一つのピヤーが一列九本)という。この記事から想像すると、杭の先端が三メートルぐらい、堅い層に入っていることになる。

その上に柔らかい泥だから凡そ二十二、三メートルがフーラフーラ揺れる恐れが多分にある。地震で不規則の振動がくれば橋桁が外れるぐらいのことは想像できるのである。

ここまで考えれば自らまた工夫がつくものと思う。建築では工場などのように長い場合には、必ず所々に揺れ止めの筋違を入れ地震や風に備えるのが定石となっている。余り橋の美観とか形式的なことにとらわれすぎて、安全率ということを重視しなかったのではないだろうか。誠に残念であると思う。


地面の下まで一体と見なして、色々な可能性を検討しておく必要があったわけである。それは簡単なようでいて、とても難しいことだと思われる。科学にしろ、それに基礎を置く技術にしろ、その指向は一般化、汎用化にあるといってよいと思うが、建築や土木の設計という行為は、その範疇に入りきらないものといえるのかもしれない。

雪の研究者で、世界で初めて人工雪を作ったことで知られる中谷宇吉郎の随筆に、似たようなことが書かれているので、引用ばかりになってしまうが、それも以下に示しておこう(昭和36年の随筆「なにかをするまえに、ちょっと考えてみること」より)。

遠く江戸初期の時代において、角倉了以が、富士川や天竜川の治水に渾身をつくして、洪水の災害から人々を救った事績は、昔の小学校の教科書にものっていたくらいである。

(中略)

現代科学の輸入以前の日本において、すでに治水にかなりの業績をあげていたのに、今日の発達した機械と土木工学とをもってして、依然として洪水の害からまぬがれられないことは、ちょっと考えると不思議である。(中略)しかし、この問題については、逆の考え方もできる。すなわち、「科学抜き」の昔の治山治水策が、案外有効だったのではないかという考えである。

(中略)

全国の河川を対象として、その対策をいかにするかというような場合には、科学としての河川学が必要である。しかし特定の川を治めることに、問題をかぎるならば、一般的な河川学の知識よりも、角倉了以のようなやり方が、もっと有効なのではなかろうか。

この場合は、川の個性を十分よく知ることが大切であり、その矯正には、この川についてのささいな知識の集大成が必要である。それは自分がこの川と親しむことによって体得される。これもまた行の科学の一つの例である。

よく言われるように、建築は大量生産品ではなく一品ものである。同じものが二つと無いのであるから、上記の河川とも同じで、一般化された法則を当てはめて設計したからといって、安心できるものではない。LRFD なども、ものの本には state-of-the-art な設計法であると書かれていたりするが、目の前の対象と直接"親しむ"ことの方が大事と言えるのかも知れない。



Comment:0  Trackback:0
2016
01.16

ラーメンとは?

Category: 用語
内藤多仲の「日本の耐震建築とともに」の中の"ラーメン"の記述箇所には、括弧付きで以下のような注釈が書かれている。

支那料理ではない。柱と梁と四角に堅く組合せた架構のこと

一般向けの本なのでこのような説明をわざわざ付けたと思われるが、支那料理とはなんだか高級そうなイメージだ。食べる方のラーメンは、まだ大衆化していなかったのだろうか?

専門用語としてのラーメンは、建築学用語辞典では以下のように説明されている。

(独)Rahmen, (英)frame; moment resisting frame
各節点で部材どうしが剛に接合された骨組。外力に対して曲げモーメント、せん断力、圧縮軸力および引張軸力により抵抗する。(=剛接骨組)

英語として、frame と moment resisting frame が挙げられ、日本語として"剛接骨組"が挙げられている。剛接骨組を英語にすれば、rigid frame または rigid-jointed frame である。

Frame という語には、建築学用語辞典に示されるように"骨組"という語が対応するが、一般用語としては、"枠"や"縁"が使われることの方が多いのではないだろうか。"フレーム"とそのまま呼ぶ場合も多い。

たわみ角法の生みの親アクセル・ベンディクセンの本 "Die Methode der Alpha-Gleichungen zur Berechnung von Rahmenkonstruktionen" の中でラーメンと付いた言葉を探してみると、以下のようなものが見つかる。

Rahmen(22箇所)
Rahmenwerk(5箇所)
Rahmenkonstruktion(7箇所)
Stockwerkrahmen(1箇所)
Gelenkrahmen(2箇所)

上記二番目の Rahmenwerk であるが、werk とは、英語の work のことであり、rahmenwerk は英語だと framework ということになる。("フレームワーク"も最近は普通に使われているのをよく目にするなぁ。。。)

骨と骨組の違いは明瞭だが、枠と枠組の違いをちゃんと説明するのは難しい。だが、両者の意味や使われ方に違いのあることはなんとなく分かる。フレームとフレームワーク(面倒なのでカタカタで書いている)の違いも似たようなものかもしれない。そうすると、ラーメンとラーメンベルクにも同様なニュアンスの違いがあると考えてよさそうだ。

ラーメンとセットで出てくるものと言えば、トラスである。ドイツ語だと fachwerk と呼ばれる。こちらも werk が付いている。では、werk を省略して fach だけでもトラスを意味するかというとそうではない。この場合は werk を付けないとトラスを意味しないので注意が必要だ。この言葉を使うことがある人がそうそういるとは思えないけれど。。。



Comment:0  Trackback:0
back-to-top
上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。