ソース: АrсhDаilу
石垣から超高層ビルまで: 構造石積みを理解する
シカゴのモナドノック ビルは 1891 年に建設が始まり、現在も使用されています。 装飾のない地味な外観と、当時としては16階建てという巨大な高さが特徴の建物です。 これは、セラミックレンガと花崗岩の基礎を備えた構造石積みで建てられた最初の超高層ビルと考えられています。 建物全体の荷重を支えるため、1 階の構造壁の厚さは 1.8 メートル、最上部の厚さは 46 センチメートルです。 130 年経った今でも、この建築システムは一般的であり、はるかに薄い壁で高い建物の建設を可能にし、新しい建築作品でも経済的かつ合理的に完成させることができます。 しかし、構造石積みとは何でしょうか?また、設計者はそれを建築プロジェクトでどのように使用できるのでしょうか? また、このシステムはどのような建物に最適なのでしょうか？
石を積み上げて壁を築くという行為は、ピラミッド、パルテノン神殿、万里の長城、ノートルダム大聖堂などの象徴的な歴史的建造物で使用されてきました。 これらの建物の中には、どのように建てられたのか、またどのように今も残っているのかについて、研究者の興味を引き続けているものもあります。 石積みの構造年表を描くことは、建築の歴史とその偉大な作品に迫ることと同じです。 簡単に言うと、石積みとは、石積み、レンガ、または石を使用して、建物の壁が自立する方法で構造的機能を果たす建設システムです。 層に積み重ねられたコンポーネントは、壁の機械的特性に大きな影響を与えるバインダー (モルタル) によって接続されている場合もあれば、接続されていない場合もあります。 このようなモルタルは、石灰、セメント、または合成接着剤で作ることができます。
現在も石壁が建設されていますが、古代の場合のように、唯一の実行可能な構造オプションであるというよりも、その美的側面が重視されています。 実験、研究、新技術により、設計者は、簡単に構築でき、耐久性に優れた十分な強度と軽量のブロックを作成できるようになりました。 1940 年代に、石積みブロックが工業的に製造され、市場で販売され始めました。 現在、石積みの建物の建設には、セラミック、コンクリート、ソイルセメント、砂石灰ブロックが使用されています。 また、ブロックは圧縮力に耐えられるような形状になっており、構造補強、コンクリート、配管、電気ダクトのために穴があけられます。
今日の石積みではより一般的な柱梁システムとは異なり、壁は荷重を基礎に分散し、その後地面に分散します。 構造物の成功は、これらの構造壁の形状と配置によって決まり、構造物の自重や占有荷重 (垂直荷重)、さらには風などによる横荷重に耐えることができます。 荷重が均等に分散され、壁が脆弱になりすぎないように、垂直面が連携することが重要です。 これは、スパンとスペースの正しい寸法設定と、適切な場所に開口部を配置することによって行われます。
石積みは構造的なものである場合もあれば、耐荷重性のものである場合もあります。 最初のタイプは少し単純で、壁はブロックとモルタルのみで構築されますが、耐力石積みはワイヤー、バー、または鋼製スクリーンで補強され、アクティブな力に耐えられる寸法になっています。 これらの補強材はブロックの空洞に配置され、その後グラウト（高抵抗と高流動性を備えたコンクリートまたはモルタルの一種）で充填されます。
さまざまなタイプのブロックが、各プロジェクトの特定の機能を果たします。 世界中でさまざまなパターンがありますが、一般的には、先に述べた一般的な構造ブロック（1、2）と、水平補強を受ける側溝型ブロック（3）が存在します。 また、「J」チャネル (4) と呼ばれる、スラブを互いに適合させるためのブロックもいくつかあります。 この類型では、スラブは一方の端に置かれ、構造的なロックと良好な仕上げが提供されます。 ブロックの寸法規則性は非常に優れているため、プロジェクトの効率が大幅に向上し、作業が正常に実行されます。
このシステムを使用する主な利点は、構築のスピードにあります。 木材、鉄鋼、コンクリートの使用量の削減。 時間とコストを節約します。 高度に組織化された建設現場。 そして優れた耐火性。 この建設システムは、プロジェクト、特に電気設備や油圧設備などの他の建設要素の合理化にもつながります。 さらに、石積みは圧縮強度が高く、塗装せずに放置した場合でも多くの場合美的魅力があります。
明らかに、同等の機能を持つ別の要素と交換することなく支持壁を取り外す必要はありません。これは、建物の柔軟性を大幅に低下させ、元の建築レイアウトに根本的な変更を加えることがほぼ不可能になるため、欠点となる可能性があります。 もう一つの問題は、地震が頻繁に起こる地域では石積みの建物がうまくいかないことです。 このような場合、現地の法律を理解し、従うことが重要です。
今日では、最大 28 階の高さに達する耐荷重石積みの建物の例があります。 このシステムは、小規模な一戸建ての建物から大規模な構造物まで、さまざまな建物タイプに適しています。 一般に、石積みプロジェクトでは、設計と建設のあらゆる側面が統合されることが前提となっており、建築家はリーダーシップを発揮し、作業が適切に実行されるように管理する必要があります。 明らかに、プロセス中に構造エンジニアのサポートが不可欠です。 石積みでは、建設作業中に即興で設計を変更したりすることはできません。 石積みは非常に古い構造システムですが、その後の技術的貢献により、将来の都市にとって非常に望ましいものとなる可能性があります。
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