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日本らしさ世界にアピール 木で覆う新国立競技場

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2017/7/18 6:30
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日経アーキテクチュア

 2019年11月完成を目指して工事が進む新国立競技場。観客席を覆う長さ62mの片持ち形式の屋根架構は木と鉄のハイブリッド構造となる。5月から実大屋根鉄骨の作成準備を開始、作業手順や安全確保などを検証する。

 2020年東京五輪のメーン会場となる新国立競技場。観客の頭上はスタンドに大きく張り出した屋根で覆われる。観客席からの眺めは、巨大な木造建築のようだ(図1)。

図1 木が頭上を覆う新国立競技場の観客席。片持ち形式の屋根は構造上は鉄骨造(S造)だが、木材と組み合わせる「ハイブリッド構造」により、変形を抑制する剛性を付与した(資料:技術提案書〔2015.11.16〕、(C)大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体、パース・イメージ図は技術提案時のものであり、実際とは異なる場合があります)
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図1 木が頭上を覆う新国立競技場の観客席。片持ち形式の屋根は構造上は鉄骨造(S造)だが、木材と組み合わせる「ハイブリッド構造」により、変形を抑制する剛性を付与した(資料:技術提案書〔2015.11.16〕、(C)大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体、パース・イメージ図は技術提案時のものであり、実際とは異なる場合があります)

 プロジェクトを遂行する大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体(JV)で意匠設計を担当した建築家の隈研吾氏は、「日本の木造の繊細さは巨大建築物であっても生かせる。新国立競技場に足を運んだ観客は、寺社仏閣に訪れたような感覚になるだろう」と語る(図2)。

図2 新国立競技場の内観イメージ。大断面集成材は加工する工場が限られるため、中断面集成材を使用する。断面の最大寸法は短辺12cm、長辺45cm。右は外観イメージ。外壁を覆うルーバーも105mm角の木材を断面方向に3分割して使う。一般的に流通する木材を活用することでコストを抑える(資料:技術提案書〔2015.11.16〕、(C)大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体、パース・イメージ図は技術提案時のものであり、実際とは異なる場合があります)
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図2 新国立競技場の内観イメージ。大断面集成材は加工する工場が限られるため、中断面集成材を使用する。断面の最大寸法は短辺12cm、長辺45cm。右は外観イメージ。外壁を覆うルーバーも105mm角の木材を断面方向に3分割して使う。一般的に流通する木材を活用することでコストを抑える(資料:技術提案書〔2015.11.16〕、(C)大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体、パース・イメージ図は技術提案時のものであり、実際とは異なる場合があります)

 片持ち形式の屋根架構のトラスは2本の上弦材と1本の下弦材、これらを立体的に連結するラチス材で構成される。長さは62mに達する。3層構造のスタンドをすっぽりと覆う大きさだ(図3)。屋根の自重はスタンド外周側にある2列の支持柱で支える。

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図3  屋根架構の断面図。2本の上弦材と1本の下弦材をラチス材で立体的に連結する。ラチス材は上弦・下弦材の座屈止めとして働くとともに、屋根面のブレースとしての役割も担う。屋根は材料認定を受けた耐火構造。主要構造部であるトラスは鉄骨造であるため、耐火性能検証の対象となる部分はない。法的には、トラスに取り付けた木材は装飾であり、「天井」ではないとの扱いになる(資料:技術提案書〔2015.11.16〕、(C)大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体、パース・イメージ図は技術提案時のものであり、実際とは異なる場合があります)
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図3  屋根架構の断面図。2本の上弦材と1本の下弦材をラチス材で立体的に連結する。ラチス材は上弦・下弦材の座屈止めとして働くとともに、屋根面のブレースとしての役割も担う。屋根は材料認定を受けた耐火構造。主要構造部であるトラスは鉄骨造であるため、耐火性能検証の対象となる部分はない。法的には、トラスに取り付けた木材は装飾であり、「天井」ではないとの扱いになる(資料:技術提案書〔2015.11.16〕、(C)大成建設・梓設計・隈研吾建築都市設計事務所共同企業体、パース・イメージ図は技術提案時のものであり、実際とは異なる場合があります)

 新国立競技場はスタンドのボリュームや屋根の勾配を抑えて最高高さを49.2mに抑制した。三角形断面の屋根トラスが円周方向に連続するシンプルな構造は、繰り返しの意匠的な美しさと、施工の合理性を追及した結果だ。

 木材が主役に見える屋根架構だが、実は「木造」ではない。屋根トラスの構造は建築基準法上、鉄骨造(S造)の扱いだ。建基法で規定する長期・短期荷重で生じた応力は、すべて鉄骨で負担する設計となっている。「日本らしさ」を表現するスタジアムは木材の活用を前提とした設計だった。しかし、防火などの制限があり、隈氏は「すべてを木造で構成するのは無理だった」と話す。JVで様々な形状の屋根を検討した結果、鉄骨部材を集成材で挟み込む「木と鉄のハイブリッド構造」の屋根トラスにたどり着いた。

■木材で屋根の風揺れを抑える

 観客席への張り出しが約60mに及ぶ鉄骨造の屋根架構は、その長さ故の課題があった。短期荷重による振動だ。特に高い位置に設置する屋根は強風の影響を受けやすい。そこで、JVは鉄骨と組み合わせる木材に構造材としての働きを持たせた。

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