構造設計とは？ 業務内容・資格などを詳しく解説

建築設計において、利用者の安全安心を守る構造設計。複数の大陸プレートの直上に位置していることから災害が多い地震大国日本では建築設計の中でもなくてはならない仕事の一つです。

近年は構造設計の技術力の向上により、以前では成立しなかったような複雑なかたちの建築も実現するようになりました。大きな規模や複雑な機能をもつ建築において、良い提案をするには初期段階からの構造設計者のプロジェクトへの参加が必須となってきたと言えます。

建物の安全を守る構造設計から斬新なデザインの提案の成立に欠かせない構造設計。構造設計の仕事内容を解説します。

東京国際フォーラム（東京都千代田区）
（設計：ラファエル・ヴィニオリ/構造設計：構造設計集団［渡辺邦夫主宰］）

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「構造設計」とは？

建築設計は大きく分けて意匠設計、設備設計、構造設計の３つに分かれています。意匠設計とは施主から要望を聞き取り、建築のデザインや間取りを計画します。設備設計は空調、音響、上下水など建築における環境づくりを計画します。構造設計とは諸条件から要求される安全性を確保できるよう梁や柱などの配置、断面を計画します。

建築は機能性やデザインも重要ですが、大きな力が加わった時もしっかりと崩れず機能と安全性を保つための構造あってのものです。構造計算というだけあって力学に基づいた計算により安全性を確認する工程であるため、物理学に近い側面を持ちます。

構造設計の仕事内容

構造設計は意匠設計が決定した建築をもとに構造設計を行い、構造の要素となる柱や梁の配置をしていきます。そのため設計段階においては中盤から終盤にかけての仕事となることが多いです。

構造計算を行い、構造要素の仕様を決定し、それを意匠設計者に伝達することが仕事内容となります。構造計算は専用のソフトを用いて行います。大企業などでは専用の自社ソフトを使用することもありますが、そうでない場合や自営の場合は汎用ソフトを購入し構造計算を行います。

構造設計は人々の命を直接的に守る構造を担保する設計であるため、間違えが許されない仕事となります。建物と向き合い、どのような力が加わるかをシミュレーションでき、物理現象などへの想像力が豊かな人に向いていると言えます。

構造設計の仕事の変化

以前までは意匠と構造は分業とされ、線を引くように仕事は分かれていました。しかし近年では構造技術の高度化により、より複雑で線形ではない形態も可能となってきました。そのため初期提案時からの構造設計者の介入が増えてきています。

意匠設計が決めた建築に構造体を落とし込むというより、積極的な構造設計者としての提案が重要になってきたことになります。構造設計という堅い職種でありながらもエンジニアリングとしてのクリエイティビティが必要とされる現場が増えたことで、構造設計者としての評価のされ方も変わりつつあります。

耐震改修における構造設計

古くなった建築は建て替えによる刷新が主流でありましたが、近年では建築と人々の想いを受け継ぎ改修して再利用する動きが欧米などの影響や、文化財保存の考えから増えてきました。構造に関する規定は大地震をきっかけに度々規定が強化されているため、改修の際に現行法に合致する必要があります。

耐震改修の構造計算は、すでにある現状の建築をしっかりと読み込み、美しい造形を損ねることなく構造体を差し込み、既存より強化する難しさがあります。単にコンクリートを増やし柱を太くするというような方法ではなく、重量を減らすことで地震力を緩和する、接合部を見直すなど柔軟なアプローチが必要となります。

まっさらな建築に構造設計する新築の仕事よりも現状を良く把握し、柔軟に対応していく改修の設計の増加は構造設計者の見せ場が増えたことも意味します。

構造設計に携わるために必要な資格は？

設計するためには建築士の資格が必要です。建築士は木造建築士、二級建築士、一級建築士と規模や用途によって分かれています。木造建築士や二級建築士は扱える建築の規模が小さいので意匠設計者が構造計算も行うケースが多く、必然的に構造設計者が扱う建物は規模が大きいものになります。そのため構造設計者にとって一級建築士は必須となるでしょう。

構造設計一級建築士とは？　一級建築士との違いを解説

構造設計一級建築士という資格が平成20年にできました。一級建築士との違いがわかりにくいので解説します。

平成17年に建設業界の信頼性を大きく揺るがした耐震偽装問題がおきました。構造設計において、行政機関に構造計算に関わる書類を提出するのですが、それが巧みに偽装されていました。その理由はコスト削減のため、コンクリートの量などを減らすべく、計算を改ざんしたものです。

その影響と、構造技術の発達により大規模な建築の構造計算には一級建築士よりもさらにハードルが高い資格を整え、構造設計のスペシャリストの証として制定されたのが構造設計一級建築士です。

受験資格は一級建築士を取得してから5年の実務経験を要するハードルの高さ。構造設計者の地位が向上したことと、実務で構造設計を行うにはより高い知識と技術を要求されるようになったことを意味します。

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芸術的な側面や、機能的であること、また人々の安全を守るなど多様な要素を必要とする建築において構造設計は利用者の安心を確保する重要な役割です。

東日本大地震のような大きな災害によってたびたび注目を浴びる構造設計は責任重大。また繊細なデザインを成立させる上においても構造設計者の役割はなくてはならないやりがいのあるものです。自然の原理を理解し、見えない力の流れ方を読み込み、建築が地に足をつけるために寄与することが構造設計の魅力です。

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