構造デザインの講義【トピック9：曲面構造のデザインを科学する】第3講：ドームの力学とフォルムの可能性

2024年7月16日 06:46

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

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トピック9：曲面構造のデザインを科学する
第1講：シェルの力学とフォルムの可能性(1)
第2講：シェルの力学とフォルムの可能性(2)
第3講：ドームの力学とフォルムの可能性（ココ）
第4講：膜構造の力学とフォルムの可能性(1)
第5講：膜構造の力学とフォルムの可能性(2)
第6講：平板・折板の力学とフォルムの可能性

ドームの歴史と発展と最先端

古代のパンテオン、中世のドゥオーモなど、当時の身の回りの物、コンクリリートや金属系材料などを使い、建築としての多様な目的を実現するための大空間建築が作られてきました。
アーチやドームの誕生は、人類に新たな建築空間の可能性をもたらしました。
同時に、適切な構造安定を設けないと、建物が崩落する経験を繰り返すこととなりました。
構造を安定させるために、工夫して作られた古代の大空間建築は、重厚で尊厳な、唯一無二の趣を見せています。
その構造美から、人類の悠久の挑戦と、英知の結晶を感じることができます。

アーチやドームは、スラスト（水平推力）により、構造物の被害をまねく
スラストへの理解と対策は、今日の大空間建築の構造技術にも活かされている

尖塔形状のアーチやドームは、空間をより高くするとともに、スラストを軽減する力学的工夫にもつながる

物理・力学の原理、力の分解と合成は、ゴシック建築の安定した構造を成立させるうえで、重要な知見をもたらす
力学的合理性をもった構造は、外観と内観に特徴的なデザインをもたらすこととなった

大空間は、骨組によって支えられることがあります。
曲面に骨組を割り当てる場合、様々な形状が考えられます。
三角形や四角形が最小・基本単位となります。
トラスをはじめ、ラメラ形状やラチスにより構成されるものなどがあります。
それらは、天井を見上げたときの印象とリズムに影響することがあり、空間のイメージと結び付けて選択することも１つの方法です。

新宿御苑大温室の特徴的なフォルムに、三角形の枠が割り当てられて、屋根を支える構造を構成する

神社の鳥居をイメージした幕張メッセのキャノピーは、三角形の枠を用い、大きな枠組みとしてラメラを見ることができる

博多空港のエレベータホールのガラス天井は、三角形の要素によるラチス構造を見ることができる

球体の空間を支える構造、ジオデシックドーム

バックミンスター・フラーが提唱したジオデシックドームは、球面に測地線（ジオデシック）の線分を配置します。
これにより、球体に近い正多面体となります。
現存するものでは、フォード・モーターの創立50年記念のロトンダ・ドームがあります。
また、1967年モントリオール万博のアメリカ館が有名です。
日本では、なにわの海の時空間などで見ることができます。