解構名建築！結構設計入門指南

結構設計可進一步分成結構「計畫」和結構「計算」

藉由豐富的圖面和照片！解明建築的重要推手們的大腦
第一章以26個專案為基礎，說明了設計者在設計過程中的想法。
有些專案的概念非常明確，易於理解；
但也有些專案的內容較為專業，可能比較難以理解。
甚至也有並未能實際執行的專案，但即便未實現，
其意義依舊深遠所帶來的設計經驗與技術累積，仍具重要價值。

▋Hoki美術館
在長度約100m的基地上，必須確保500m長的牆面
作為寫實繪畫的展示空間。設計上採用層層堆疊的管狀形式，
通過牆面彎折與堆疊確保所需的長度，檢討如何以合理的結構設計來實現。

▋奧運村Village Plaza
「為了展現日本的魅力，必須使用來自日本全國各地的木材建造木構建築」，
這是一項極為罕見的設計條件。本案所使用的構造與裝修木材，
均由日本各地地方自治體提供，木材總數量約達40000根。
賽事結束則將設施解體，把材料返還各自治體，目前皆已重新利用。

第二章則以技術為切入點，依照「建材」、「分析」、「表現」、「安心」等關鍵詞，解說各個要素。
內容從混凝土、鋼構等大家熟悉的建材，到監測系統或利用VR的地震體驗系統等機制。
同樣有容易理解的部分，但也可能存在概念性、較難掌握的內容。

▋如果要提出第四種耐震設計系統，可能會是什麼？
或許能開發出讓建築物可變形，進而主動控制地震搖動的系統。
就像已經接近實現的磁浮列車一樣，若建築能稍微浮離地面，
完全不受地震影響，同時又不會因為風等因素被吹走，
那麼就可能誕生出類似完全隔震的系統。

▋什麼是垂直振動問題？
建物使用者隨音樂做規律性跳動，振動會傳播到建物內外的現象。
垂直振動可經由地基傳至數百m外的特定建物。某些建物大幅晃動的主因是共振現象。
當垂直振動的頻率與建物固有的易晃周期一致時，建物內振幅會放大數十倍，影響居民生活。

即便在閱讀本書時，可能不會一下子理解透徹所有內容，
但深入探究後，每個部分都有其趣味，理解越深，其趣味也會隨之擴展。
邀請您一起來感受結構設計這份工作的魅力。

■ 前言

何謂結構設計工作？

結構設計是世界上最有趣的工作
「結構設計是世界上最有趣的工作。」這句話是從我的前輩那聽來的，出自20年前引退的前輩的口頭禪。此外，也有人被進公司時的前輩說：「你能選擇從事這份工作真的太好了。因為這可是世界上最有趣的工作呢。」姑且不論是否屬實，即便心中真的覺得「這個工作真的是世界上第一有趣的」，也難以訴諸言語。

究竟有什麼有趣的地方呢？希望讀者能親自讀讀這本書，感受一二。

所謂結構設計者的工作──結構設計
結構設計者，主要從事結構設計與結構諮詢等業務。結構設計是負責決定建築物的骨架，而這項工作是為了讓建築物無論是處於沒有任何異常的狀況（常態），或是地震、颱風、大雪等災害發生時，都能被好好構築。

結構設計可進一步分成結構「計畫」和結構「計算」。

所謂結構計畫，即是規劃作為建築物骨骼的柱和梁等骨架成適宜的型態。但這不如定義看起來容易，不僅是要保障常態與災害發生時的建築物安全性，還需鑑於費用、施工期間、外型設計、設備設計……等各種要素，綜合以上條件後規劃出最佳的骨架。這極其深奧，且根據想要著重的重點，答案也會產生差異，而這也是它之所以成為「世界上最有趣的工作」的原因之一。遺憾的是，傳達這份趣味的學校課程和書本屬實不多。我想此書應該多少能傳達一部分的趣味。

一方面，結構計算是用來研判結構計畫是否妥當的驗證過程。近來，有各式各樣的結構分析程式，可用於模擬驗證常態和災害發生時建築物的健全性。過往無須詳細的計算過程，只需像是手算確認大規則是否合乎規則即可。如果是資深的結構設計者，甚至有不經計算，單憑經驗進行結構計畫的先例。除了因2008年的姊齒事件的影響，導致被要求須呈現計算內容供行政過程確認外，隨著分析技術的進化，建築物健全性的呈現也變得更加客觀。另一方面，結構設計中的計算書製作時間也逐漸增加。因學校的課程並非以結構規劃，而是以結構計算為主，也令人感覺難以傳達出結構規劃的魅力。即便如此，結構規劃中的不斷嘗試與摸索，仍具有無可取代的巨大魅力。

所謂結構設計者的工作──結構諮詢
所謂結構諮詢，例如確認已經建成的建築物遭遇地震時健全性的耐震診斷，或基於此診斷研判為必須補強而進行的耐震補強設計等工作。此外，近年來人們逐漸發現，超高層建築會因為長週期地震這類緩慢但持續的地震搖晃而出現劇烈晃動，因此也有必要思考相應的對策。再者，要在既有樓版設置比迄今還重的機器設備，樓版的補強是否有其必要等討論，也屬於結構諮詢。除此之外，開發地震發生之際即時判斷建築物健全性的監控系統，或開發可實境體驗此類狀況的系統也正在進行。

雖然大多數結構設計者的角色不會浮上檯面，一般也不太容易看到，但希望讀者藉由閱讀此書，感受我們的工作的魅力。來吧，請翻開下一頁看看。

2024年11月　杉浦 盛基