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建物と形態

建築物の形態と構造との関わり

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建築物の形態と構造との関わり

1．自然物と人工物の関係

2．構造材料の特徴

3．基本的な形態

4．個々の形態の特徴と実例4.1 アーチとカテナリー

4.2 ヴォールトとドーム

4.3 はりと柱

4.4 トラスとスペースフレーム

4.5 シェル

4.6 吊り構造

4.7 空気膜構造

4.8 折板構造

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1．自然物と人工物の関係：「共通点」 (1) 形態の類似

放散虫の骨格ローマの小スポーツパレス

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1．自然物と人工物との関係：「相違点」

(1) スケール

• 力学的なメカニズムが異なる

– 放散虫：表面張力

→

3次元シンメトリー

– 小スポーツパレス：重力

→

2次元シンメトリー

• 使用する材料が異なる

– 長さが2倍なら重量は8倍

→

人工物は高い材料強度 が必要

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1．自然物と人工物との関係：「相違点」

(2) 形態決定の要因

– 自然物：意志がない

• 環境，力学的要因，

効率，生命体とし

ての効率

– 人工物：意志がある

• 美的センス，宗教

観

• 技術力，経済性，

工期

Euardo Torroja研究所の石炭庫

1951

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自然物と人工物と の関係：「相違点」

(3) 完成までのプロセス

– 自然物

：

常に安定

– 人工物

：

完成まで不安

定 → サポート

Uta州のRainbow天然アーチ

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人工物

：

完成まで不安定

→

サポート

Nogent sur Seineの石造アーチ(1768)

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2．構造材料の特徴

• 石 (stone)• れんが (brick) →

圧縮に強く，引張に弱い

• コンクリート

(concrete)

– ローマ時代：ポゾラニックモルタル(火山灰，凝灰岩)• 鋳鉄 (cast iron)

– 鋳物：堅くてもろい

• 錬鉄 (wrought iron)– 鋳鉄を脱炭したもの。柔らかく鍛造出来る。

• 鋼 (steel)– 錬鉄より炭素量が多く，少し堅い。

• アルミニウム(aluminum)– 軽い，柔らかい，美しい

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構造材料の特徴

• 鋳鉄(cast iron)• 鋼(mild steel)• コンクリート

• 木材(timber)

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部材に作用する力

• a:引張

• b: 圧縮

• c,d : 曲げ

• e: ねじり

• f,g: せん断

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基本的な形態：引張に抵抗する形態

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基本的な形態：圧縮に抵抗する形態

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基本的な形態：圧縮に抵抗する形態

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基本的な形態：曲げに抵抗する形態

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4．個々の構造形態の特徴と実例

4.1 アーチとカテナリー

4.2 ヴォールトとドーム

4.3 はりと柱

4.4 トラスとスペースフレーム

4.5 シェル

4.6 吊り構造

4.7 空気膜構造

4.8 折板構造

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カテナリー

アーチ

アーチとカテナリー

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アーチ

• 石造

ゼゴビアの水道橋

(DC.2, Spain)

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木造アーチ

木造アーチ：Westminster Hall(1402) スパン20.5m

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Westminster Hallのメカニズム

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ヴォールトとドーム

• ヴォールト

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ヴォールトの形の原理

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バットレスとタイ

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アミアン大聖堂フランス最大の盛期ゴシック大聖

堂 全長145m、天井の高さ約

42.3m、身廊幅14.6m

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リブの造形の変遷

ブールジュ大聖堂 (13世紀) キングスカレッジ礼拝堂(15世紀)

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キングスカレッジ礼拝堂