2022年6月23日木曜日

寺院の塔の構造

 五重塔は全体的にユルユルの構造
法隆寺は奈良県生駒郡にある寺院で、1300年以上昔に造られた
五重塔を含むいくつかの建物は、現存する世界最古の木造建築
日本で初めて登録された世界遺産
実は1000年以上昔の木造建築は世界の中でも日本にしかない
火災をまぬがれた幸運もありますが、世界有数の地震国日本で高い塔が倒壊せずに残ってきたことは驚異的

仏教寺院の建築技術は6世紀後半、仏教とともに朝鮮半島から伝わったといわれていますが
五重塔に使われている技術は、朝鮮半島にも中国大陸にもない日本独自のもの
総重量1200tを、いったいどのような技術で安定化させているの?

五重塔は、中心に立っている桧(ひのき)の柱(心柱、しんばしら)と
周囲にある5層の瓦屋根(庇、ひさし)からできてる
塔の重量はほとんどが庇にある
しかし実は心柱の周囲は吹き抜けになっていて、階段すらなく、各階の庇とは直接つながっていません
・・・え?上がれないの?
あ、ほかのトコにあるの?

心柱が他の構造と接しているのは屋根の部分だけ
心柱はただ地面から立っているだけで、庇自体の重量を支えているのは心柱とは別の16本の柱
しかも、ある階の庇は下の階の庇に間接的に乗っているだけ
構造は階ごとに独立
法隆寺の五重塔は、実は全体的にユルユルの構造

さて、各階の庇は上にいくほど、小さく軽くなっていますが、これはデザインのためだけでなく
それ自体が五重塔の地震対策に大事な役割を持ってる
大きな地震が来ると、各階の重量が違うためタイミングがずれて揺れる
その結果、各階は地震のとき、しばしば逆向きに振動
各階の重心の変化は塔全体としては打ち消しあう
塔が全体として大きく傾かなければ、塔を構成する木がしなって、その揺れを吸収
・・・どの位ズレる?
場合によっては共振したりして揺れがデカくなっちゃうけど
計算してる?
としたら、すげ~

大きな揺れが来ると、いちばん大きく影響を受けるのはいちばん高い屋根の部分
実はそこに心柱がつながっていて、大きな揺れを心柱が吸収
ユルく結合した庇が地上と最上部の心柱の両端で支えられていて
その間の各階が自由に動けるようになっている
こうして全体の間接的でユルい結合が地震のゆれをうまく吸収し
全体へのダメージとならないように設計されている

地震の規模を示すマグニチュードには上限がある
地殻を作っている岩石の構造が壊れてしまうので、無限に大きなエネルギーは貯められない
1921年、東京帝国大学教授の大森房吉は、いくつかの実験を元に
「五重塔を倒すほどの地震は(地球上に)存在しない」

ただし、そうはいってもメンテナンスは必要
法隆寺の南西に西里という地区があり
そこには代々専属の宮大工が住んで修繕を行ってきました
五重塔の構造は釘ではなく継ぎ手や仕口によって接合されている
解体修理が簡単にできる
実際に13世紀や17世紀、20世紀にも大規模な解体修理が行われた
五重塔は最初の設計時から解体修理の可能性までを念頭において作られた


法隆寺の五重塔に使われた構造は日本各地にある寺院の塔に使われています
どの塔も火災で消失することはあっても、地震が原因で倒壊することは今まで無かった
この構造は現代の専門用語で質量付加機構といい
この仕組みを使った地震対策は心柱制振と呼ばれます
最近では東京スカイツリーの地震対応に使われた
スカイツリーでは中心を階段室という非常階段が貫いており、これが五重塔の心柱に対応していて展望台の部分とつながっています(周囲の鉄骨造塔体とはオイルダンパーでゆるくつながっています)

・・・どうして
思いついた?

今日は~
きのこ

ウチの梅雨の風物詩?
なんともウマそう?
ところで
梅雨が終わり?
すげ~熱くなってきたけど
ヨーロッパ、かの国とか
スゴいみたい

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