なぜあの建物は細い柱で倒れないのか？② ガラス建築

建築には、昔から一つの欲望がある。

もっと軽くしたい。
もっと細くしたい。
もっと視界を遮りたくない。

柱は邪魔だ。

構造設計者としては少々複雑な気持ちになるが、建築家も施主も、そして利用者も、できるだけ何もない空間を好む。

床面積を少しでも増やしたいという事情もあるだろう。

しかしそれ以上に、

「見えないことへの憧れ」

があるように思う。

その究極が、おそらくガラスだ。

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ガラスは弱くない。むしろ強い。

一般に、ガラスは「壊れやすい材料」というイメージがある。

間違ってはいない。

ただ、構造設計的には少し違う。

ガラスの圧縮強度は高い。

実はコンクリート並みに優秀だったりする。

問題は別のところにある。

壊れ方だ。

鉄骨は変形しながら粘る。

RCもひび割れながら、鉄筋が踏ん張る。

構造設計では、この「粘る」という性質が非常に重要になる。

塑性性能。

靭性。

地震エネルギーを吸収する能力。

ところがガラスは違う。

限界を超えると、比較的突然壊れる。

脆性的破壊。

だから主構造材に使う難易度が一気に上がる。

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ガラスを耐震壁にできないのか？

ここで一つ、素朴な疑問が出てくる。

柱梁は普通の素材にして、

耐震壁だけガラスにできないのか？

理論上、強度だけなら可能性はある。

しかし問題が山ほど出てくる。

普通のガラス外壁は、構造から切り離して設計する。

理由は単純だ。

建物は揺れる。

変形する。

ガラスは小口衝撃に弱い。

だから通常は、ガラス周囲にクリアランスを設ける。

「構造の変形から逃がす」のである。

しかし耐震壁にするなら話が逆になる。

力を伝えないといけない。

ここが難しい。

DPG（点支持ガラス）にするのか。

ガスケットを使うのか。

積層ガラスか。

接合方法は。

防水は。

防音は。

温度変形は。

考え始めると課題が終わらない。

不可能ではない。

だが、決して簡単でもない。

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ガラス柱はさらに難しい

柱となると、難易度はさらに跳ね上がる。

なぜなら柱は、

床や屋根を支える主構造

だからだ。

外壁が壊れても、建物全体は残るかもしれない。

しかし柱が壊れれば、全体崩壊に直結する。

ここで重要になるのが、

レダンダンシー（冗長性）

である。

一部が壊れても、全体は崩壊させない。

建築基準法の根底にも流れる考え方だ。

建物にはダメージがあってもいい。

しかし人命は守らなければならない。

そのためには、

代替荷重経路。

多重支持。

破壊シナリオ。

極端な話、最悪の事態を想定した設計が必要になる。

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ルーブル美術館 グラン・ピラミッド

ルーブル美術館の中庭に立つと、

最初は単純な透明ピラミッドに見える。

しかし近づくと印象が変わる。

細いテンション材。

金属ロッド。

ガラス。

接合金物。

あれは単なるガラスの塊ではない。

実際には、

非常に繊細な空間フレーム構造

だ。

圧縮材と引張材を極限まで細くし、

透明性のために構造を「消そう」としている。

だが皮肉なことに、

透明に見える建築ほど、構造は高度になる。

夜のルーブル。

石造建築の重さ。

その中央に置かれた軽い透明構造。

歴史と現代構造の対比が強烈だ。

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東京国際フォーラム ガラス棟

東京国際フォーラムに入ると、

巨大な船体の中にいるような感覚になる。

フィッシュボーン梁。

巨大鋼骨。

長大スパン。

あの空間は、

「ガラス建築」というより、

巨大骨格建築

と言った方が正確かもしれない。

実際、透明性を成立させているのはガラスそのものではない。

あの巨大な構造骨格だ。

二本柱で成立する大空間。

整理され尽くした力の流れ。

あれほど構造が露出しているのに、

なぜか空間は軽い。

構造が主役でありながら、透明性に奉仕している。

不思議な建築だ。

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Apple Park Visitor Center

ここでは、さらに一歩進む。

ガラス柱。

本当にガラスが屋根を支えている。

もちろん単純な一枚ガラスではない。

積層ガラス。

高精度接合。

見えない鋼金物。

極めて慎重な荷重制御。

温度変形。

施工誤差。

あらゆるリスクを制御しながら成立している。

屋根が浮いて見える。

構造が消えているように見える。

しかし実際には逆だ。

見えない場所に、

ものすごい量の構造的配慮が潜んでいる。

透明性は、努力なしには成立しない。

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太陽酒店（中国 浙江省湖州市）

遠くから見る。

巨大なリング状の球体。

まるで湖面に浮かぶ人工惑星だ。

しかし構造設計者として見ると、

まず別のことを考える。

これ、施工どうしたんだろう。

巨大曲面。

球体形状。

鋼骨メッシュ。

曲面ガラス。

累積誤差。

温度伸縮。

風荷重。

考えるだけで胃が痛くなる。

球体は、美しい。

そして施工は難しい。

巨大曲率を持つ鋼骨シェルに、

大量のガラスパネルが載る。

一枚ずつ精度を合わせる。

ガラス単独では成立しない。

鋼骨メッシュがあり、

曲面骨組があり、

接合ディテールがある。

透明な球体に見えるが、

実態は極めて高度な複合構造体だ。

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ガラス建築は「見えない構造」の建築

ガラス建築を見ていると、

構造設計の面白さを感じる。

透明性を目指せば目指すほど、

構造は見えなくなる。

だが、

消えているわけではない。

むしろ逆だ。

見えないところで、

構造は増えている。

細くなり、

高度化し、

精密になっている。

透明とは、

構造が不要になることではない。

構造を極限まで洗練すること。

ガラス建築は、

そんな少し逆説的な世界なのだと思う。

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内部リンク

なぜあの建物は細い柱で倒れないのか？①大空間
東京国際フォーラム ― 構造設計という仕事で一番驚いた建物
構造設計の魅力