2022年09月30日 Fri

コラム「石場建ての真実」

伝統構法を標榜する大工職人には、建物を石の上に据える「石場建て」が人気です。

むかしの民家や社寺は、柱が石の上に置いてあるだけで、固定されていません。また床下の大引は存在しなくて大きな「足固め」が柱を結んで床を支えていました。束も束石もない。一間おきか二間おきの柱の下に礎石が据えてあるだけです。

金物もコンクリートもない頃は、「石場建て」は当然のことであったかもしれませんが、さらに他にも理由があったと思われます。石は丸い形状で、雨も溜まらないのですが滑ります。大工は石の形に合わせてカーブをなぞらえて、吸い付くように据えました。

木と石の接点の形をなぞり据え付けることを「光付け」といいます。一つ一つの石の形が違うので「光付け」には時間がかかったと思います。これには地震に対する備えもあって、大きな力が入ると滑り落ちるので、地震力がそれ以上入力しません。

つまり免震効果があるのです。ある程度の地震には石の上で揺れて力を逃し、建物が耐えきれないほどの大きな力がかったときに滑ればいいので、その塩梅が難しい。それには建物の重量や形状、地震の波の大きさなどの前提条件が複雑です。力学計算では摩擦係数0.4以上で滑ると言われています。

しかし平易に考えれば、固定していない机や椅子は、地震で滑っても壊れることはないのです。建物の下敷きにでもならない限り破壊には至らないでしょう。だから、足元フリーは理にかなっています。

そもそも日本の古民家は、強い力に抵抗する「強度設計」ではなく、力をいなす「減衰設計」であり、石の上を滑るのは究極の「免震」だと思います。また、超高層の建物は揺れて力を逃がす「減衰」が耐震・耐風対策であり、「剛構造」より「柔構造」です。

超高層ビルも「減衰設計」が前提であり、未曾有の自然災害に対抗する「強度設計」には限界があると考えられます。

古民家は「貫」などの「木のめり込み」と「継手・仕口」の加工面の「摩擦」により、揺れながら力を逃がす、つまり地震エネルギーを吸収して力を減らす「減衰」系の「柔構造」であり「石場建て」は、まさに日本のような地震や台風の常習国の知恵といえるのです。

柔構造の高層ビルに採用された設計法「限界耐力計算」は、「阪神大震災」の被害を憂いた大阪の構造家・樫原健一氏によって国土交通省に働きかけ木造住宅に転用され、ようやく2000年に告示化されました。

2008年から2011年にEディフェンスで公開された、国土交通省の「伝統的構法の設計法ならびに性能検証の実大実験」では、足元を固定しない建物の損害が殆どなかったことが実証されています。

ただしその後の建築基準法の改定では、足元フリーで縦揺れの拘束はなくなりましたが、柱の根元にステンレスのダボを入れる条件があるため横揺れに対して応力を受けてしまい、建物に損害を与えるおそれがあります。なので充分な足元フリーとは言えません。

筆者は当初から、国土交通省の伝統的木造家屋の委員会に参加し実験に立ち会い、試験体の作図もお手伝いしましたが、実験で得られた多くの知見が充分に建築基準法に反映されていないことを残念に思います。さらなる実大実験が待たれますが、今のところその動向はありません。

本コラムの詳しい記述は拙著「古民家への道」ウエルパイン書店　50頁「石場置きは免震か」187頁「新たな解析法」193頁コラム「柔剛論争」を参照にしてください。