エコロジー住宅の奨め）

構造体の持続性を高める木造伝統構法

秋田県立大学木材高度加工研究所

鈴木有

■構造の合理性と持続性 　　
私たち日本人の祖先が形づくってきた伝統民家の住まいと暮らしには、洗練された見事なエコロジ－（環境共生）的調和があることを、前回はお話ししました。
　今回は、この伝統民家をつくる「木造伝統構法」が現代の構造力学の眼から見ても、優れた合理性を持つことをお話ししましょう。
そこには、使用する材料の特質を見極めながら、木の軸組を長寿命に使うための智恵と工夫が凝縮されていると言ってもよいでしょう。
その内容を順を追って説明します。

写真１→土壁と板壁を用いた新伝統法実大住宅実験棟（秋田県立大学木材高度加工研究所）
●水平材を多く用いた曲げで抵抗する柔軟な軸組【図１】　伝統構法の軸組には、下から土台や足固め、何本かの通し貫、指鴨居と桁や梁というように、多数の水平材を柱に貫通させ、接合部を固めて縫い付けます。
その接合部は、同じ組立式の鉄骨造のように剛くはありませんが、そこに取り付く水平材や柱が力を受けて曲がろうとするときに、その力を受け止めてしっかりとそしてしなやかに抵抗します。
こうした抵抗の仕組みが、水平にも垂直方向にも幾重にも重なったのが伝統構法の軸組です。
全ての部材が主に曲がることで、しなやかに粘り強く抵抗するのです。
●水平材の通し縫いで立体架構に【図１】　
多数の水平材を縦横に柱に刺し通し、その接合部を介して柱に縫い付けることで、伝統構法の構造体は有機的な立体架構になります。
つまり、構造体内のあらゆる部材が有効な抵抗要素として働くのです。
軸組を立ち上げ接合部を固めた時点から、こうした機能が働きます。
分かりやすく言うと、建方が終われば（普通は上棟式の頃）、構造体はかなりの抵抗力があって自立しますので、今の木造住宅ならすぐに補強に使う「仮筋かい」は伝統構法では必要が無いのです。
●土壁や板壁で剛さを補強して軸組を揺れにくく【写真１】　
木の軸組は柔軟ですが、揺れやすい。
そこで、この軸組の要所要所に剛くて強い土壁や板壁を挿入・配置して、木材の曲げと土壁や板壁のずれで抵抗する複合構造体に変えてやります。
こうなると、軸組は随分と剛くなり、揺れ難くなって、強度も上がります。

表１→木造の伝統構法と現代構法の「対震」技法の比較
●並列結合の接合部によって力（危険）分散型に【図１】　
例えば、伝統構法の民家では、接合部の数は数100から1000を超えます。
これらの多くは並列結合の形になっています。
こうした構造体に外から力が働くと、この力は各接合部を介して順に分散して伝わっていき、1つひとつの接合部や部材に伝わる（働く）力はとても小さくなります。
このような力分散型は、特定の接合部や部材への過度な力の集中を避けることが出来ます。
つまり、局部的な破壊が発生する危険を分散できることを意味します。
鉄やコンクリートなどの他の建築材料に比べると柔らかく、木の繊維に直角方向の横圧縮のめり込みに弱い木材の軸組には、適合した構法と言えましょう。

写真２→壁式構造の塗りモルタルが破れ、軸組構造の筋かい端部が引き抜けて大きく傾いた住宅（神戸市東灘区）図２→現代の在来軸組構法の基本抵抗機構
●「吸震関節」としての仕口・継手【図１】　
直交する材同士をつなぐ「仕口」や同じ材間でつなぐ「継手」など部材の接合部は、木組みのためにその断面を切り欠きますが、相手材の木部で必ず埋めて密着（圧着）させます。
さらに「クサビ・ダボ・セン・シャチ」などの堅木の木片を差し込んでここを固めます。
ここに力が働くと、横圧縮のめり込みが先に発生します。
これによって程々に接合部を剛くしながら、軸組に生じた大きな横方向の変形を吸収するわけです。
また揺れが生じると、接触する木部が擦れ合い、ここに摩擦熱が発生します。
揺れのエネルギーがめり込み、破壊と摩擦熱のエネルギーに変換されるわけです。
こうして伝統構法の接合部は『吸震関節』とも言うべき横変形とエネルギーを吸収するメカニズムを持つのではないか、と私たちは仮説しています。
●プレストレス（初期緊張）による乾燥収縮への対処【図１】
　接合部を固着するのに用いる木片、例えば「割楔」や「込栓」は、側面に緩い傾斜を持たせるように作って、これらを穴部に叩き込みます。
こうして木片にも接合部の部材にも、一定のプレストレスがかかります。
木材は乾燥による収縮という性質から免れることは出来ませんが、こうすれば乾燥収縮してもガタつきません。
伝統構法の接合部の造り方は、木の弾力を巧みに生かした対処の仕方と言えるでしょう。
●合成部材を造って架構を強化　伝統構法の軸組はたいてい開口部の鴨居の上に小壁（垂れ壁）が、窓の下には腰壁が、時には大きな開口部の横に袖壁があります。
これらは「太い梁や土台や柱」に当たる合成部材となり、有力な構造抵抗要素です。
こうした要素が加わって部材や接合部の剛さや強さが高められ、軸組全体が強化されて粘り強さを増すのです。
柱の上部に取り付く桁と指鴨居、下部に取り付く脚固めと土台も合成部材で、「太い梁や土台」と考えることが出来ます。
　ちなみに、土塗りの垂れ壁が上に付いた掃き出しの開口部を持つ壁の耐力は、全面塗り壁と比べてみると、横変形が小さい間は数分の一ですが、最大耐力は半分にも達するという実験結果が報告されています。
■地震に備える懐深い技術観
●力でねじ伏せる現代構法の「耐震」観【表１】　住宅など小規模な木造建築を造る現代構法は、軸組が変形をしないように、壁に筋かいを入れ、合板やボードを張って、構造体の剛さと強さを高めて、地震外力をねじ伏せるという技術観に基づいて設計・建設されます。
専ら「構造体の剛構造化」を目指すと言い換えてもよいでしょう。
私はこれを『総力前線防衛型』と呼んでいます。
　現代構法は、「筋かい入りの軸組構造」と「面材を張り廻した壁式構造」の共働作用で成り立っています。
【図２】要所に入った筋かいに大きな力が掛かる能率の良くない不連続な軸組構造を、外壁と内壁が連続する壁式構造が護り、力を連続して能率良く伝える構造体にしています。
ですから、地震でこの面の壁が破られると、力伝達のバランスが崩れ、急速に破壊に向かう危険をはらんでいます。
【写真２】

写真３→上部構造を自然礎石の上に直置きする伝統的な基礎工法（秋田県中仙町）
●自然体的な伝統構法の「対震」観【表１】　伝統構法は対照的な技術観を持っています。
自然体で地震外力を自己の構造体内に受け入れ、各所に分散して吸収する粘り強い構造体を造ろうとします。
震度５から６の中地震には、「剛いが脆い土塗り壁」（時には板壁）を要所に配置して、揺れを抑えて無被害に止めようとします。
【写真１】震度６から７の大地震には、この土壁を先に壊して、揺れのエネルギーをまずここで吸収し、「粘り強い立体軸組と吸震関節としての多数の接合部」で、揺れるほどに分散・吸収して耐えます。
【図１】そして、人知が及ばないような想定外の激烈な地震動に襲われても、「柱・束・土台を直置きする基礎」で上部構造を滑らせる簡便な免震工法によって、揺れのエネルギーをここで遮り、致命的な被害から免れようとします。
【写真３】　伝統構法は、一つの構造体の中に「剛構造と柔構造と免震構造を併存」させ、襲われる地震動の強さに応じて段階的に対処する『多段階防衛型』の「対震」機構を持つ、と私は考えています。
見出しに「自然体」と記したのは、この構法は無理をせず、地震力が大きくなったときに、予め壊れる部分も想定しているからです。
土壁の塗り土を先に壊させ、構造体が揺れながら耐える粘り強さを回復して、接合部でのめり込みで軸組の大変形を吸収する仕組みは、修復が容易で、補修のための材料も限定されます。
伝統構法は、こうして被災後も、大切な木の軸組を護りながら長寿命に使おうという、極めてエコロジカルな技術観に立脚していると考えられるのです。
■エコロジーな木造「再構」の可能性 　
これからの時代に必須の環境保全型構法に裏打ちされた木造「再構」の道は、わが国の伝統構法に率直に向き合い、謙虚に学ぶことから始まります。
この構法が内包する「環境保全的合理性＝優れたエコロジー性」に着目して、再検討・再評価を行い、現代技術との融合や補完を図りながら、次世代木造の住まいづくりに反映させねばなりません。
この営みこそ、２１世紀初頭の人類最大の課題・地球環境問題改善の展望につながると考えるのです。
プロフィール鈴木有（すずき　たもつ）　昭和13年、滋賀県生れ。
京都大学大学院工学研究科修士課程修了。
39年、同大学防災研究所で、耐震工学を専門に研究。
51年、金沢工業大学建築学教授に、建築構造学全般の講義を担当。
平成十年に同大学の名誉教授。
平成九年から、秋田県立大学・木材高度加工研究所教授。
木造建築フォーラム、関西木造住文化研究会、京町屋再生研究会、これからの木造住宅を考える会、地球村等の各会員。

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