学科Ⅰ（計画）
一級建築士 令和4年度 学科Ⅰ（計画） 問3
問題・正答・学習用解説
問題
建築物とその形態・構造的特徴との組合せとして、最も不適当なものは、次のうちどれか。| 建築物（所在地、設計者、建設年） | 形態・構造的特徴 | |
|---|---|---|
| 1． | パンテオン（ローマ、不詳、2世紀） | 直径約43mのドームは、コンクリートやレンガを用い、上方へいくほどドームの厚さが薄くなっている。 |
| 2． | サンタ・マリア・デル・フィオーレ［フィレンツェ大聖堂］（フィレンツェ、Ｆ．ブルネレスキ、15世紀） | 直径約31mの中央の大ドームは、その東西にある2つの半ドームと南北にある4つの巨大なバットレスで支えられている。 |
| 3． | ジョンＦ．ケネディ国際空港TWAターミナルビル（ニューヨーク、Ｅ．サーリネン、1962年） | 長さ約105mの屋根は、4本のＹ字柱脚に支えられた4枚の鉄筋コンクリート造によるシェルで構成されている。 |
| 4． | ミレニアムドーム2000（ロンドン、Ｒ．ロジャース、1999年） | 直径約365m・最高高さ約50mの膜構造ドームは、12本のマストの頂部からケーブルで吊られている。 |
選択肢
正答と解説
正答：（2）
正答の考え方
正解は（2）です。直径約31mの大ドームを、東西の半ドームや巨大なバットレスで支える説明は、ハギア・ソフィアに対応します。ブルネレスキによるフィレンツェ大聖堂のドームは、八角形を基本とする二重殻の構成です。二重殻とは、内側と外側の二つの曲面状の殻を間隔を空けて設けることです。れんがや石、補強するリブを組み合わせ、大きな空間を覆っています。
ドームは屋根の重さを下へ伝えるだけでなく、裾を外側へ広げようとする力も生じます。バットレスは、その押し広げる力に抵抗する大きな控えの部分です。ただし全てのドームが同じ支え方ではありません。フィレンツェ大聖堂は内径約45.5mの二重殻であり、設問の31mの中央ドームと周囲の半ドームという姿とは異なります。他の三例も、古代ローマの重いドーム、鉄筋コンクリートの薄い曲面、ケーブルで吊る膜という違いがあります。外見が丸いことだけで分類せず、材料と力の伝え方を一緒に考える問題です。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）適当です。パンテオンの大ドームは、上へいくほど薄くし、自重を軽くする工夫をしています。ドームの下部は、その上にある部分の重さも受けるため大きな負担があります。上部の重量を減らせば下部や支持する壁への負担も減ります。直径約43mという大きな内部空間を、古代ローマのコンクリート等を用いて覆った例です。単に厚い屋根を一様に積むのではなく、位置による力の違いに応じて構成を変えた点が重要です。
選択肢2
（2）不適当です。フィレンツェ大聖堂は、八角形の基部から立ち上がる二重殻のドームが特徴です。リブは殻を補強する骨組に当たり、内外の殻とともに大屋根を構成します。これに対し、中央ドームの両側に半ドームを配して支える説明はハギア・ソフィアの特徴です。半ドームはドームを半分にした形の屋根、バットレスは外へ押す力を受ける控えです。用語を構造の働きに置き換えると、作品の取り違えが分かります。
選択肢3
（3）適当です。TWAターミナルでは、鉄筋コンクリートの薄い曲面であるシェルが屋根をつくり、4本のY字状の柱脚に支えられます。シェルは、平らな板の曲げだけに頼るのでなく、曲面に沿って力を流すことで大きな空間を覆う構造です。鉄筋はコンクリートが苦手な引張りにも対応します。鳥が翼を広げるような形は外観の表現であると同時に屋根の構成でもあり、材料、支持点、曲面の連続性を組み合わせて理解します。
選択肢4
（4）適当です。ミレニアムドームは、膜をケーブルで吊り、12本のマストで支持した大きな屋根です。膜やケーブルは引っ張る力を主に利用します。設問の最高高さ約50mは膜屋根の高さで、突き出たマスト自体は約100mです。直径約365mという広がりを重い殻で覆う代わりに、軽い膜と張力を使っています。「ドーム」という名称でも、パンテオンのような重い組積的な屋根と同じ構造原理ではありません。
周辺知識
大空間の構造は、圧縮、引張り、曲げという力の働きから整理できます。圧縮は押し縮める力、引張りは引き伸ばす力、曲げは部材をたわませる作用です。石やれんがを用いるドームでは圧縮で力を伝えることが重要ですが、支持部を押し広げる力への対応も必要です。薄いコンクリートシェルでは曲面全体の力の流れが重要になり、膜やケーブルでは張りを保つことが基本になります。
ただし「ドームは圧縮だけ」「シェルには曲げが全くない」と単純化してはいけません。開口部、支持点、風や偏った荷重などによって局所的な曲げや引張りも生じます。これは構造の主な仕組みを理解するための分類です。
本問の四例では、パンテオンの上部を軽くする工夫、フィレンツェの二重殻、TWAの曲面とY字の支持点、ミレニアムドームの膜とケーブルに注目します。寸法はその姿を思い描く助けですが、屋根の高さとマストの高さのように、どの部分を測った数字かも確かめると混同を防げます。