CPD講座「土」からみる木構造
第Continuing Professional Development Lecture

1回「土壁」事始め
西澤英和 ｜ 関西大学 名誉教授

坂道を転げ落ちるように衰退の度を速めているが、こと文化財の世界に目をやると、保存活用などのニーズは大きく、しかもこれから本はじめに格的な増大期を迎えつつあることに気づく。
1970 年の大阪万博の頃に建設された現代建築が文化財になる

このたび〝「土」から見る木構造〟という論題で連続講座を担当するとはちょっと想像しがたいが、欧米では〝築 50 年を超えたら歴史的ことになったが、このようなテーマは 1990 年代初めだったらまず考建造物である〟というのは一つのコンセンサス。日本もこの 30 年でえられなかったのではないかと思う。

欧米先進国にやっと追いついてきたようだ。

長く研究・教育の世界に身を置いてきたが、過去 30 年ほどを振昨今、人口減少、少子高齢化、経済縮小など寂しい話ばかり目立り返ってみると学生の建築に対する姿勢はこの間に随分大きく変化

つが、何事も物は考えよう。解体新築に拘わらずやや視点を変えてしたようだ。特に 1995 年 1 月の兵庫県南部地震以降、自然災害に旧築に目を向けたらどうだろうか ? ネットには都会地方を問わず、対する危機意識が強まるとともに、高度経済成長期を歩んだ我々と旧築建物の情報が溢れ、その種類も実に多種多様。驚くべきはそは比較にならないほど歴史的建物に対する関心が高まっていることの価格。新築すれば 優に数千万を超えそうな伝統的家屋が、学生を実感する。

バイトで十分手に届くことほどである。戦後の復興期、住宅不足を1996 年に登録有形文化財制度が始まり、築 50 年以上の建築物が歴史資産と位置づけられるようになったためか、かつては縁が目の当たりにしてきた私には想像もつかないほど恵まれた世界が広がっていることを実感する。

ないと思っていた〝文化財〟が実は自分の手に届くところに無数に存多少余談になるが、京都大学建築学科の創設者・武田五一博士在し、それらは面白い仕事になりそうだと気づき始めたためかもしれは、家は 3 つ持つのが理想といわれたそうだ。一つは自宅、一つはない。

別荘、一つは趣味の家。流石に 3 つは無理としても、有り余っている

2000 年代になると、日本の経済力は衰えはじめ、ここ数年国力は

図1（上）南面、（下）西面立面図。

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歴史的建物を 1 棟所有して、文化財オーナーになるのも夢ではなさ

図2

平面図

そうだ。

先人の努力を無にすることなく、資産保全に努めつつ、新分野に〝創業と守成 いずれが難き〟を乗り出すのは次に続く世代の責務。

確保は言うまでもなく、金碧障壁画などの第一級の美術工芸品を損傷させないことが求められる。このため鋼板筋違を内蔵した土壁の性能を確認するために実大実験を行うことになった。

論じるまでもないが、一方では古きものを守りつつ、一方では新しきものを攻めなければならない。それが人生である。ちなみに欧米で試験体概要

はこの 30 年で歴史建造物の保存活用が大きなビジネスに成長して図 3 に真壁の断面詳細と試験体の構成、図 4 にセットアップを示すいる事実は心強い。

［図 3・4］。柱は 24cm 角、壁厚は 11.4cm で、深さ2cm ほどの散決りちょっと話が逸れたが、土壁に話題を戻 せば、木造建物の耐震を施している。試験体の外形寸法は幅 4.18m・高さ4.12m である。

改修に果たす役割は想像以上に大きいことなどを、経験も交えつつ紹介させていただこうと思う。

「土壁」事始 め
私どもが土壁に取り組み始めてからまだ日は浅く、兵庫県南部地震の前年の 1994 年に、京都東山の真言宗智山派総本山智積院の大講堂造営に関連して土壁の耐震実験に取り組んだのが「土壁」事始めであった。
この講堂は玄宥僧正が智積院を再興した折りに、徳川家康よりSpec.1（軸組＋土壁＋筋違）寄贈された法堂が起源とされているが、1992 年に興教大師 850 年御遠忌記念事業として新築されることになり、1995 年 10 月に落慶法要を迎えた。
当該大講堂は図 1・図 2 に示すように張間 9 間・桁行 19 間の単層木造建築で、2 つの中廊下を挟んで東西に 75 畳、中央に 90 畳の広間を配置し、室内は見事な襖絵や金碧障壁画で彩られている［図 1・2］。また、南面は 2 間幅の広縁と半間の落縁の開放的な空間で、名庭園を一望できる。
ところで木造建築を新築するには建築基準法や同施行令に適合させなければならないが、基準法の対象は元々住宅など小規模建Spec.2（軸組＋土壁）築であって、寺社仏閣などの大規模木造建築は想定されていなかったといわれている。
これは伝統的土壁についても同様で、伝統的な木造建築を現行法規に適合させるには相当な苦労を強いられるようだ。
構造計画
当該講堂の構造計画は、鉛直荷重は伝統木造架構が支持し、地震力は土壁に内蔵した鉄骨筋違が負担するという単純な考え方に基づいている。具体的には、まず木造小屋組を構築し、次いで、鋼棒を襷掛けして剛な天井構面を形成した上で、地震時力を鋼板筋違内蔵土壁に伝達し、筋違の軸力をフーチングを介して地盤に分散するよう計画した。

Spec.3（軸組のみ）問題となるのは真壁に鋼板筋違をどのように組み込み、施工するかであるが、大地震時に壁面が変形すると、筋違が座屈して土壁を剥落させる危険性にも十分配慮する必要がある。特に社寺建築は新旧問わず貴重な美術建築として造営されているので、耐震強度の

図3

試験体図の概要

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西立面図
図4

南立面図

実験セットアップ図
図5

載荷荷重ー水平変位関係

図6

載荷荷重ー載荷点水平変位関係

通常真壁では壁厚に関わりなく芯に竹などで小舞を組んで、その両側に壁土を塗り重ねるが、当該講堂では柱芯に帯鉄の筋違を設置するために、内外 2 重に小舞を掻きつけ、筋違を設置した後、2 重小舞壁を仕上げなければならない。一般に京都では小舞の室内側を横、外部を縦使いし、横壁から荒壁付けを行うが、実際には二重壁の一方しか〝裏返し〟ができないことと、限られた二重小舞の間隙に筋違を設置して土を塗り込んで散り際を含めて広大な壁面を美しく仕上げるためにはきわめて優れた技量が求められる。

実験は Spec.3（軸組のみ）、Spec.2（軸組＋土壁）、Spec.1（軸組＋土壁＋筋違）の 3 種類とし、まず Spec.3（軸組 のみ ）の 試験を行 い、次いで筋違なしの状態で土壁を施工してSpec.2 を行った後、一旦土壁をすべて落として、鋼板筋違を設置し、再度小舞を掻き直して土壁を施工し、最後に Spec.1 の実験を行った。加力は壁頂部の最大変形角が Spec.3 は 1/20まで、Spec2 とSpec.1 は 1/30まで一方向単調載荷した。
〝水合わせ〟は行わず 京
なお、工期の関係で中塗り仕上げとし、都近郊の新土を用いた。

Spec1（軸組＋土壁＋筋違）の荷重変形曲線に対応する。また図 6 は、
図 5 から Spec.1（軸組のみ）の値を減じた〈土壁のみ〉と〈土壁＋筋違〉の復元力カーブである［図 6］。実験より次の結論を得た。

載荷方法①〈土壁のみ〉で必要設計強度 P＝3.39トンを上回る強度が得られ

図 4 に示すように布基礎上に試験体をセットし、載荷に伴う壁体のたので、筋違がなくても短期地震力に対する必要強度を満たすこと

滑りに 抵抗 するため 布基礎 に 水平 に 設置したタイロッドと油圧ができる。

ジャッキで若干のプレストレスを加えた［図 4］。また試験体上部に設②土壁の長さ 1m あたりの最大 せん断力は有効水平長 L＝3.46 よ置した載荷と各柱はボルトで結合し、載荷梁端部を油圧ジャッキでり、P/L＝0.97トン /m⇒約 1.0トン。土壁厚 t＝11.4cm より有効土水平方向に押して各柱均等に水平力を作用させたが、鉛直付加軸

壁断面積 Ae＝3,944c㎡となるので、土壁 1c㎡当たりの最大せん断力は負荷していない。

強度τmax=0.86kg/c㎡⇒約 0.9kg/c㎡。
③土壁の最大強度に対応する変形角θは約 1/40（2.5%）であった。

実験結果

この程度の変形角では壁面に顕著な損傷は生じない。

■荷重変形関係について④ 鋼板筋違のみの場合、土壁のみと同じく変形角θ＝1/40（2.5%）

図 5 に荷重―水平変位関係を示す［図 5］。横軸は変形角1/20 に相において6.2トンで引張降伏した。これは耐震設計上の必要強度の当する 20cmまでの水平変位、縦軸はロードセルで測定した載荷荷約 1.8 倍であった。

重（トン）である。P＝3.35トンの破線は耐震設計上の必要強度で⑤ 軸組を含めた筋違内蔵真壁の最大強度は約 10.3トンで、耐震ある。△ は Spec3（軸 組 の み ）、□ は Spec2（軸 組＋土 壁）、〇 は設計上の必要強度の約 3.0 倍であった。

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載荷荷重（tonf）

東面
図7

西面

載荷点変位（cm）

Spec1〈筋違付試験体〉ひび割れ最終形状■亀裂分布について違を設置するという新形式の真壁を考案開発して実大実験を行った

Spec1 …筋違付き試験体の最終的なひび 割れ 分布を図 7 に示す

結果、変形角2.5% 以下の土壁に損傷を生じない範囲で、設計強［図 7］。引張筋違のみが負担しうる水平力は約 6トンであるが、実験で度を自由に設定しうることを確認した。開発した高剛性・高靭性土は約 5トンで圧縮側筋違の座屈により壁が押され始めた結果、顕著壁を用いた木造大講堂は 1994 年秋には瓦屋根を葺き終え、荒壁なひび 割れが発生した。計算上の筋違の座屈時の水平荷重は約の養生乾燥を始めた段階の翌年 1 月に兵庫県南部地震に遭遇し、これより遥かに高い荷重まで座屈が顕著に認められな80kg であるが、強い衝撃力を受けたが、まったく被害が認められなかった。

かったのは筋違が小舞下地と土壁に塗りこめられているためである。
このため、内蔵筋違の座屈を防ぐために、筋違の接合ボルトの一方を緊結し、他方をルーズホールにして再実験を行った結果、土壁の座屈に伴う亀裂は認められなくなった。にしざわ・ひでかず

結語
筋違は木造建築の耐震補強にも優れた手法ではあるが、斜材が美観を損ねるのは否めない。このため、内外二重小舞の間に鋼板筋

1951 年大阪府生まれ。1974 年京都大学建築学科卒業。1979 年同大学院博士課程修了。京都大学講師を経て、関西大学建築学科教授。現在関西大学名誉教授。専門は、耐震工学、鉄骨構造学、文化財構造学など

自習型認定研修 の 設問
設問 1

設問 2

登録有形文化財制度が始まったのは何年か。

登録有形文化財制度の契機となった地震は次のどれか。

a. 1897 年a. 1891 年 濃尾震災

b. 1950 年

b. 1923 年 関東大震災

c. 1996 年

c. 1995 年 兵庫県南部地震

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