構造デザインの講義【トピック6：用途と構造のデザイン】第5講：ターミナルの構造とデザイン

伊藤拓海研究室

2024年5月24日 06:45

人々が集い、国・街の玄関口として、旅情を高める空間を演出

東京理科大学・工学部建築学科、講義「建築構造デザイン」の教材（一部）です

構造美で演出する大空間ターミナル

空港や駅、港などのターミナルは、多くの人が訪れ、出発する、その地の玄関です。
出発前や到着後の時間を過ごす大切な空間であり、旅情を演出する空間的工夫も見られます。
大空間・大スパン建築を支える多様な構造と表現があります。

↑ローマ・テルミニ駅（カバー写真）、ロンドン・スタンステッド空港、などの構造デザインを解説しています

力学の美を構造デザインに取り組む

構造物に作用する力により、骨組や部材に応力が生じます。
例えば、直方体の空間の柱・梁の骨組には、曲げやせん断、軸力が作用します。
特に、建築材料は曲げによる断面応力に対して損傷することがあります。
コンクリートや木材は圧縮、鉄骨は引張の力に対して、断面効率の良い抵抗を得ることができます。
つまり、柱や梁による直方体の骨組と空間は、力学的な合理性からズレています。
建築空間を考え、用意する上で、避けられないことです。

古代のアーチやドームも、一見すると構造的合理性があるように見えますが、いずれも鉛直荷重に対して曲げとせん断が生じ、組積やモルタルの目地に損傷が生じることがあります。
これまでに見てきた双曲線関数による形状、すなわち、カテナリー曲線に配置すると、曲げやせん断が生じない構造となります。

鉛直荷重を受けるアーチには、曲げが作用します。
脚部の固定度によりますが、頂点などに大きな曲げが作用します。
力の分布に対し、部材を配置することで、安定した大空間とする事例が世界中で見られます。