6月3日 第8講
大学院の担当授業もこれで第8講、半分を超える。
芸大の大学院は意匠設計者の養成所みたいなものだから、果たして彼女達の興味を持続させることができているのか気になるところでもある。
とりあえず、先週までの授業で、鉛直荷重に対する梁断面の決め方や、柱断面(圧縮に対して)の決め方は教えてあるので、今日の授業は、設計断面力を決定するための荷重の決め方を教えることに。
荷重は、おおざっぱに、
(1)強制的に決められている内容
(2)外的要因で決まってしまう内容
(3)自分で自由に決めることができる内容
の3種に分かれている。
(1)は、いわゆる法令。これは基本的に守らねばならない。
(2)は、スラブ厚さや梁断面サイズに伴う構造自重。これらはスパンの大小で必要剛性が左右されるので自由気ままには決めることはできない。
(3)が唯一、設計者が自由にその裁量で決めることができるといっていいだろう(もちろん、耐火性能・遮音性能などから必要な構成が決まる場合もあり、必ずしも自由気ままに決めれるものではないのだが・・・)
素材や構成を決めることができ、その結果として荷重が決定する、という意味である。
固定荷重を決めるということは、仕上げの構成を決めるということであり、つまりは矩計図を意識できているかどうかということになる。
こちらから、いわゆる例題を与えてその荷重表を作成してみる、ということでも授業としては成立するのだが、それでは自己の問題に置き換えることができないので、自分の設計課題を持参させてみた。
学会の荷重指針には、断面構成の絵が付いた荷重例があるので、それを見せながら、自分の建物にはどういう仕上げであるのがふさわしいかを考えさせ、そこから仕上げを決定(=仕上げ荷重を決定)させてみることにした。
学生の設計した美術館は、2階建て。1階に120平米無柱のレクチャーホール、2階には喫茶室がある、という部分で考えることに。構造的には、きちんと梁や柱の位置を考えられた耐震壁つきラーメン構造のRC造。
2階喫茶室の床はフローリング(モルタルt20の上に捨板12mmをしき、その上にナラのフローリング15mm)にすることに。
1階の天井は吸音版(軽鉄吊り天にパーティクルボードをはり、吸音版で仕上)という構成に。
まずは、スラブの厚さを150ミリとして仮定し、構造自重は3600(N/m2)
そこに、先ほど決めた仕上げ荷重を足して、固定荷重が決定。
積載荷重については、喫茶室を使って立食パーティー等の利用もあるかな、ということだったので、不特定多数の人が利用する集会所の積載荷重を採用させることに。
その荷重に対し、スパン4mのスラブとして設計できているかを確認させる。
剛性も問題なし、配筋もD13@200 で済む内容だったので、それで確定。
続いて、8mスパンの大梁の設計。支配幅は4m。
T型梁の剛性増大効果は使わないことにして(それを言うとややこしくなるので)、
手順を追って計算した結果、梁せいは700がちょうど良い(常識的な寸法)、ということに。
で、断面が決まったので、めでたしめでたし。。。
といいたいところではあるが、そうではない。
それを意匠にフィードバックしてこその設計である。
もういちど、断面に戻らせる。
先ほど決めた仕上げの構成がポイント。
床は約50mm、天井も梁下頑張っても50mm
梁成が700であれば、意匠としての床厚は800である。
が、生徒の図面では1階床GL+100、2階床GL+3550である。
ということは、CH=2650となる。
120平米無柱のレクチャーホールのCHとしてそれが駄目であるとまでは僕は言わないが、少なくとも、生徒自身がイメージしていたものと相違ないかは生徒本人が自覚せねばならない。
聞くと、そういうイメージではなかったです・・・、と。
無論、構造でボイドスラブなどを用いた無梁版として設計すれば、8mスパンなら300厚で済ませることもできなくはないので、頑張ればCh=3000くらいまでもっていくことはできるだろうけれども。
でもそういう構造的なテクニックを用いた小さな引き出しを一つ覚えることよりも、まずは矩計レベルで断面構成を意識でき、仕上げが決まれば同時に荷重も決まってくる、ということが意識できるようになってもらいたいところ。
そんなに難しい話ではない。