こんなことを階数分繰り返して、ＲＣ造の建物は建っていきます。

ＲＣ造の特徴を挙げてみましょう。

　長所は火災に強く、RC造であれば、通常は構造そのものにそれ以上の耐火
対策をしなくても耐火構造となります（壁厚10cm以上・柱40cm角以上などという
条件はあるが、通常の設計であればクリアしている）。　後は開口部を防火戸に
すれば耐火建築物となり、都心の建物密集地に建てることができるのです。
　その他、コンクリートは型枠に合わせた形状になるので、曲線などの表現をしや
すいこと、重量度があるので遮音性が高いことが挙げられます。

　短所は、材料そのものが大変重く、建物の自重が他の工法と比べて圧倒的に
重いということがあります。RC造の場合、建物の用途にも依りますが、建物全体
の重量のうち９割程度を自重で占めることとなり、人や建物に据えられる設備の
重量は、ほどんど「構造の余力で支えている」というくらいの微々たるものなの
です。
　また、型枠を作って鉄筋を組んで……　という過程を経るので、それぞれの職人
さんの力量によって精度に差が出ることや、工程そのものが長くなるという欠点が
あります。

・壁式構造（WRC造）
　コンクリートにも壁式構造と言われるものがあります。これは木造の２×４工法
に似たようなもので、柱の代わりに壁によって支えるものです。"RC"の前に壁と
いう意味の"wall"の頭文字を付けて、WRC造と言います。
柱を無くすことにより、柱の出っ張りを無くすことができるので、広く整った空間を
確保できるなどの利点があります。
壁によって支えているので開口の大きさや位置に制約があるのが難点ですが、
それでもWRC造の利点を生かして、低・中規模のマンションやアパートに採用され
るケースが多いのです。同タイプの室を重ねることによって上下の開口位置を合わ
せることができ、またマンションの場合、戸境の壁には開口がいらないどころか、
遮音のために厚い壁にすることが求められるくらいなので、耐力壁を取るのが
容易だからです。



　４）　鉄骨鉄筋コンクリート造（ＳＲＣ造）
　高層の建築物を建設する際、コンクリートの中に鉄骨を骨組みとして入れる
工法があります。これを鉄骨鉄筋コンクリート造といいます。Ｓ造とＲＣ造を合わ
せたようなもので、略称もＳＲＣ造と言います。
　つい最近まで、ＲＣ造で１０階以上の建物を造ることは稀でした。やはり自重が
大きすぎて、それくらいの規模となると自分自身すら支えきれなくなるためです。
最近は、高強度のコンクリートを使用して、ＲＣ造で高層建築物を建てるケー
スが増えましたが、やはり中に鉄骨を入れたＳＲＣ造も多く採用されています。
鉄骨が入った分、ある程度断面の大きさを抑えることができ、粘り強い建物にす
ることが可能です。また、鉄骨造で問題となる、強風などによる揺れの問題も
ＳＲＣ造にすることによってある程度解消できますし、コンクリートで包んでいる
ので、耐火被覆を必要とせず、鉄骨の座屈も考慮しなくていいというメリットがあ
ります。
　しかし、大きな鉄骨が入るのでコンクリートを充填しづらいという問題と、
どの工法よりも工程が複雑化するという問題があります。また、鉄骨があっても
鉄筋は省略できないので、鉄骨と鉄筋の交差部分の取り合いや、柱・梁接合
部をどのように収めるかなど、大変面倒な問題もあります。

　・ＳＲＣ造の逆？　ＣＦＴ構造
　ＳＲＣ造は、鉄骨をコンクリートで包む構造ですが、その逆とも言える工法が
あります。鋼管状の鉄骨の中に、コンクリートを入れるのです。
"Concrete Filled steel Tube"の略でＣＦＴ構造と言います。
この工法のメリットは、鉄骨の中にコンクリートを入れるので、型枠も鉄筋も
省略でき、しかも同じ大きさの鉄骨部材より強いということです。中のコンクリ
ートの膨張しようという力を鉄骨が拘束し、それが部材の強さとなるのです。
また、コンクリートは中にあるので劣化することが少なく、外を包む鉄骨の
耐火性能を上げる効果もあるので、高層建築物に向いています。

建物のしくみ　３

　基礎は、建物を支える上で最も大切なものと言っていいでしょう。
基礎の形状は、上部の建物の規模や地盤の状態によっていくつかの形態が
あります。大まかに分けて見ていきましょう。

　１）　独立基礎
　小規模の建物で、地盤の状態も良いときに使用します。杭基礎に対して、
直接基礎に分類されます。それぞれの基礎が独立している状態で、基礎の
最も基本的な形です。地盤の浅い部分が良質な状態であることが求められる
ので、条件が揃わないと独立基礎は採用出来ません。

　２）　布基礎
　小～中規模の建物に採用されます。これも直接基礎に分類されます。
布基礎は、建物の荷重がかかる柱を基礎梁で繋ぎ、その基礎梁から
フーチングを出すことによって基礎として建物を支えます。独立基礎も
基礎梁で繋げることが多いのですが、独立基礎の時の基礎梁は、単に
繋いでいるだけの役目（つなぎ梁）なのに対し、布基礎の場合は基礎
梁そのものがフーチングを出すことによって基礎の役割を果たします。
　住宅から中規模のRC造・S造など、大変多くの建物に採用されています。

　３）　べた基礎
　中規模の建物に採用されます。これも直接基礎です。
　基礎の部分を１枚の版にしてしまって、版全体で建物の荷重を支える
基礎で、直接基礎の中では最もしっかりしている基礎です。
布基礎にしてもほとんどがフーチングで占められてしまうような場合、全部を
１枚の版にしてしまった方がいいことも多いので、そのような時にべた基礎
を採用します。また、地下水位が高い場合に、地面からくる湿気を抑えるために
採用することもあります。　
　最近では、個人住宅でも多く採用されています。

　４）　杭基礎
　中規模～大規模の建物に採用されます。地盤面下に長大な杭を打ちこんで、
建物を支えます。
　杭基礎にも２種類あり、地盤の深いところにある堅い層まで杭を到達させて、
その堅い層でもって支持させる支持杭と、土が杭に与える摩擦力でもって支え
る摩擦杭があります。支持杭として設計していても、結果としてその大半が
摩擦力でもって支えられていることもあります。
　杭は、使用している材料や工法によっても分けられます。

　　・場所打ちコンクリート杭
　杭を打つ部分を掘削した後、鉄筋を組んだものをその中に入れ、コンクリート
を打設して作る杭で、大きな杭を作ることができます。既製のコンクリート杭と
分けて場所打ちコンクリート杭と言います。

　　・既製コンクリート杭
　既に完成されているコンクリート杭を使用する方法です。工場で作られた杭な
ので、場所打ちコンクリートに比べて、杭体は品質が良くコンクリート強度も大きい
のが特徴です。工事の仕方は、掘削を先にしてから挿入していく方法（プレボーリ
ング工法）や、掘削しながら挿入していく工法（中堀り工法）があります。杭を
直接叩いていく打込み工法もありますが、騒音が激しいので近年ではあまり採用
されていないと思います。

　　・鋼管杭
　既製の鋼管杭を使用します。既製コンクリート杭と比べて軽く、運搬が容易
です。また、鋼材の特徴として水平力に強い傾向にありますが、腐食に対する
検討を必要とします。工法は既製コンクリート杭と同じような方法が採られます。

　　・木杭
　木材を杭に使用します。木は完全な乾燥状態か又は完全な湿潤状態にして
おけば腐らないので、地下水位の常水面下部分に設置します。木杭は通常、
摩擦杭として使用します。

　このカテゴリは構造一般ということもあって、基礎の話はあまり深く立ち入り
ません。次に、最終的に建物を支えている地盤と、それを確認する地盤調査に
ついて見てみましょう。

　地盤には、粒径（土を構成する粒の大きさ）によって、分類することが
できます。

　粒径の大小によって、特徴が分かれますが、この粒径の違いだけで
地盤の良否を正確に判断することは出来ないと言っていいでしょう。
それらを判断するのは、次に解説する地盤調査が不可欠です。
　また、土は自然のものなので、上記の様にきちんと分類できるわけでも
なく、「粘土質シルト」とか、「シルト質砂」「砂質粘土」など、細かく分けると
無数の組合わせになります。

　・ローム層
　何万年も前に降り注いだ火山灰が元となっている土で、「赤土」などと
言われるものです。上記の表では粘土に分類されるものです。
非常に柔らかく使い物にならないという印象を持つ方もいるかと思いますが、
荒らされることの無かった良質なローム層は意外と地耐力（地盤が荷重に
耐えられる力の大きさ）があり、100kN/m2（約10t/m2）の地耐力を見込め
るものもあります。関東では関東ローム層が一般的ですが、地域によって
様々なローム層があります。

次に、各土質の特徴（とくに欠点）を見てみましょう。

　・液状化現象（砂質土の問題）
　大地震が起こった時には耳にすることがあるかもしれません。阪神・淡路
大震災の時も、液状化現象による被害が発生しています。
液状化現象は、
　　　１）　粒径がだいたい均一の砂質層で、
　　　２）　地盤が軟弱な上に
　　　３）　地下水位が高い
場合に特に発生する危険性が高くなります。
　普段は砂の粒子の空間にあって安定していた地下水が、地震で揺すられる
ことによって、砂の粒子間の隙間が変形し、地下水の水圧が高められて地上
に吹き出してきます。液状化現象のメカニズムは、実際にはもっと難しい理論
なのですが、ここでは割愛します。
　液状化現象が起こると、地盤の浅い地点を支持層として頼っていた建物は、
液状化の発生によって砂が水に浮いているような状態に変わった結果、
足元をすくわれたように倒れてしまうのです。
　粘土層ですと粒径が小さいので地下水は容易に動くことが出来ません。また、
礫層では隙間が多すぎて地下水の水圧が確保出来ないので、液状化にはなり
にくいと一般的に言われていますが、地震の規模によっては礫の液状化の発生
が見られたこともあるそうです。

　・不同沈下（粘性土の問題）
　更地の上に建物を建てるということは、地盤に重さが掛かるということです。
それによって、どんな形であれ沈下が発生します。
　砂質土の場合、隙間が多く地下水がすぐに抜けるので、沈下はあっという間に
終わるのですが、粘性土ですと地下水が抜けるのに時間が掛かるので、沈下
するのに時間が掛かります。
　この時の砂質土の沈下を即時沈下と言います。即時沈下はその名の通り、
建物を建てている時点で沈下は終わっているので、長期的な問題になること
はほとんどありません。
　それに対して、粘性土の沈下を圧密沈下と言います。圧密沈下は建物が竣工
した後も沈下が続くので、思わぬ障害が発生することもあります。圧密沈下
が引き起こす障害の１つが不同沈下なのです。
　不同沈下とは、粘性土の層の厚さや堅さの違いによって、沈下の速度や
大きさが異なるために、建物の部分によって沈下量が変わってくる現象で、
それにより建物が傾むいたり、構造体に大きな亀裂が入ったりします。
　液状化現象は地震が起こらないと発生しませんが、不同沈下はある意味、
建物を建てた時点では表面化していないものの、すでに回避しようのない事態
に陥っていると言えるので、より一層厄介な問題です。
　これを回避するには、不同沈下を招くような軟弱な粘土層を貫いて、深い層を
支持層とすることや、地盤改良、または転圧を十分に行って竣工後の沈下を
減らす方法などがあります。基礎梁を強固なものにして一部分だけが下がる
のを構造で抑えるのも有効です。

　地盤がどれだけの荷重に耐えられるか、また上記の様な問題が発生する
のかどうか、地盤の状態を確認することは極めて重要なことです。これを
地盤調査と言います。基礎の大きさや、調査の必要がある深度・土質の
違いによって、いくつかの調査方法がありますが、ここでは４つの地盤調査
方法を紹介します。

　・ボーリング調査
　地中深く掘り進んで、試料の採取を行います。これにより、その地点の
地層がどのようになっているかを知ることができます。後述する標準貫入
試験を行う際に必ず実施されます。常にセットで行われるので、標準貫入
試験も合わせてボーリングということもあります。

　・標準貫入試験
　中規模以上の建物を建てる時には、必ず実施されます。
　矢倉のようなものを建て、ロッドと言われる細長い棒を、重さ63.6kgの重りの
落下によって打ち込んでいきます。その結果30cm打ち込むのに必要だった
重りの落下回数をＮ値といい、これが地盤の硬軟を評価する最も大事な数値
となります。基礎の大きさや種別も、このＮ値によって決まります。
　土質を選ばずに採用できますが、砂質地盤の方が正確な値が出やすく、
軟弱な粘土層に対しては、他の試験の方が適しています。
　打ち込むロッドの先端には、土を採取するためのサンプラーが付いています。
これが上記のボーリング調査用の試料となります。
　試験の結果を集計し、報告書という形で以下のような柱状図を作成します。
ボーリング・標準貫入試験の結果、その深度に該当する土質とＮ値を柱状図
としてまとめることによって、視覚的に地質が理解できるようになります。
　柱状図は最も大事な資料の１つです。

・スウェーデン式サウンディング試験（ＳＳ試験）
　標準貫入試験と比べて、小規模・軽量の建物を建てる地盤の調査に
適しています。戸建て住宅を建てる際の地盤調査として最も一般的です。
ロッドの先端がドリルのようになっていて、最初は軽い重りから載せて
行きます。非常に軟弱な地盤なら、この時点でズブズブとロッドが入って
いきます。1kN(100kg)の重りを載せた状態でも貫入しなくなったら、ロッドを
回転させ、25cmロッドが貫入するのに掛かった回転数をカウントします。
これらのデータから、Ｎ値に換算することもできます。

　当サイトは構造設計のサイトで、構造設計を必要とするような規模の
建物の場合は、上記の標準貫入試験を行うのが普通ですので、私たち
にとってこの試験はあまり一般的ではありません。しかし、資材も少なく
てすみ、試験の時間も半日～１日程度で、費用も数万～１０万ほどと
決して高くないので、新築される場合には必ず調査するべきと思い、
ここで取り上げました。

新築される場合は、施工者や設計者に地盤調査のことを確認してください。

　・平板載荷試験
　直接基礎（独立・布・べた基礎）の底盤の高さとなる予定のレベルまで掘
削し、そこに30cmの円形の載荷板を設置します。その載荷板の上から荷
重を掛けて、それによる沈下の量や変化などから、地耐力を求めます。
　この試験は深いところではできないので、杭基礎を想定している場合は
採用できません。また、載せる荷重が大変重く、重りとして重機そのものを
載せるくらいの重さが必要になることがあるので、この試験はかなり大規模
になります。地盤が頼りになりそうで、中規模の建物を直接基礎でやりたい
場合などに、この試験を行うことがあります。


　ここまで、建物の骨格から足元の基礎部分、そしてそれを支える地盤の
解説をしました。一般の方を対象に「触り」の部分だけを取り上げてきました
が、いかがでしたでしょうか。
　次ページでは、建築の設計ってどんなものがあるのか、特に構造屋とは
何をやっているのかを解説します。

建築設計の世界

　建築の世界で設計に携わる人は沢山います。設計の種類にも沢山あって、
細かく分けていくとかなりの数になると思いますが、大まかには以下の３種類
があります。

　・意匠設計
　言わずとしれた、設計の中枢に当たる部分です。建築主となるお客さんから
新築する建物に対する様々なニーズや条件などを聞き、設計に盛り込んでい
きます。平面図等はもちろんですが、建具の形状を１つ１つ表す建具リスト、
仕上表など、図面の量・種類ともに膨大な数に及びます。
　建築関連の法規は、面積や高さに関するものはもちろん、避難経路・内装
制限・防火設備等の知識も持ってないと設計できません。

　・構造設計
　意匠設計を元に、基礎や柱・梁・壁等の各部材の断面形状を計算により
決定していきます。ＲＣ造の場合は断面の中に入れる鉄筋量も含まれます。
一般の方は勘違いしている人が多いのが意外なんですが、構造設計も図面を
描きます。意匠設計ほどではありませんが、結構な量の図面を描きます。
それに構造計算書を付けて意匠の設計事務所に渡します。そう、構造設計
事務所にとってのお客さんは、意匠設計事務所なのです。なので、一般の方
と直接やり取りする機会はあまり多くありません。

　・設備設計
　冷暖房の効率やダクト（風の通る道）の大きさ、上下水道の配管の大きさな
ど、建築設備も専門家によって設計する必要があります。設備設計も図面と計算
が必要です。構造設計よりもさらに目立たない存在と見られているかもしれませ
んが（設備屋さんすみません）、私は実際に、水圧が足りずに、新築したマンショ
ンの最上階でほとんど水が出なかったという話を聞いたことがあります。設備設
計の重要性も相当なものです。



　構造設計でやってること

　構造設計では、具体的には何をやっているのか。もう少し深く説明すると
以下のようなものです。

　・構造計算書
　建築基準法第２０条２項にある「構造計算によって確かめられる……」という
条項にかかる計算書です。これを確認申請の時、意匠図面・構造図面と共に、
申請書に添付します。この計算書は、計算ルートなどによって内容が大きく変
わるのですが、非常に大雑把に言えば、
　　・　建物の用途に合わせて積載荷重を決定
　　・　地震時に水平力となる荷重を算定
　　・　フレーム（ラーメン）の計算
　　・　その計算によって算出された各部材の断面計算
　　・　基礎（直接基礎・杭）の計算
　などをまとめたものになります。最近は、フレームの計算をはじめとして、
計算書の大部分がパソコンの計算ソフトで計算した結果をプリントアウト
したもので占められています。しかし、この計算ソフトは構造の専門家で
ないと、データ入力も算定結果の判断もできませんので、パソコンが計算
してくれるからといって専門家の必要が無くなるということはありません。

　・構造図面
　構造設計で描く図面も、物件の規模や種別（ＲＣ造・Ｓ造）によって大きく
異なります。これも大雑把に言ってしまうと以下のようなものです。

　　・床伏図（梁伏図）
　構造図面の平面図です。全ての階と屋根部分を描きます。構造部分の寸
法や、柱・梁・スラブ・壁のそれぞれに、断面の大きさ等をリスト化して指定す
るための符号を記入します。１フロアの中でスラブ高さに差があることもここ
で表現できます。構造図面の中でも最も大事な図面です。
　基礎レベルの伏図（基礎伏図）も描きます。基礎の位置や符号を表現しま
す。基礎が杭の場合には杭伏図とも言います。

　　・軸組図
　構造図面の断面図のようなものです。柱がほぼ１列に通っている部分を
「通り」と言って、これにも記号を付けて表現しますが、そのＸ・Ｙ方向それ
ぞれの通りについて、断面を切ったような図面を描きます。各階の階高を
はじめ、構造体の高さ方向の状態がわかります。特に斜線制限などの関係
でセットバックしている建物の状態は、ここでハッキリ表現されます。ここに
も部材の符号を書き込みます。

　・柱芯線図（柱キープラン）
　柱の通り芯に対する「寄り」や、柱と梁接合部の細かい寸法を表現します。
床伏図は1/100～1/200の縮尺なので、細かい部分が表現できないので
この図面で表現しているのです。この図面の呼び方は、設計事務所に
よってたくさん種類があるようです。

　・部材リスト
　柱・梁・壁・基礎など、図面に出てくる全ての部材の大きさ、形状を1/30
程度の縮尺で断面図を描いて表現します。ＲＣ造では中に入る鉄筋の本数
や鉄筋径なども断面内に描いて表現します。構造図面の全枚数の半分程
度を占める量になります。

　・鉄筋詳細図（鉄骨詳細図）
　軸組図で描いたような図面の一部を、1/30～1/50程度で描きます。
矩計（かなばかり）図のようなものです。
　ＲＣ造の場合は、中に入る鉄筋の１本１本を描いていきます。Ｓ造の場合は
柱・梁の接合部の収まりなど、細かく描いていきます。



　非常に大まかではありますが、このような計算書と図面を作成するのが
構造設計者のメインの業務になります。もちろん、これらに関連する構造
の検討や、施工中に発生した構造上の問題の対処、配筋検査（ＲＣ造で
コンクリート打設直前に、鉄筋の配筋状況をチェックする検査）なども行い
ます。

　当サイトでは、そのようなことを生業とする人たちが、業務の中で知って
おきべき基本的知識を、管理人自身の勉強がてらまとめているわけです。
　見に来てくださった皆さんにとって、少しでも役に立てばと思います。