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心柱（しんばしら、真柱、刹/擦さつとも）[1]は、塔や類似の建造物の中心にある中心柱です。心柱は、新しいコンクリートの建物が倒壊する可能性がある日本の塔の顕著な耐震性の鍵であると長い間考えられてきました[2]。
歴史
世界最古の木造建築物である法隆寺では、2001年に西暦594年に伐採された木から作られた心柱が発見されました。 [3]同様の例は、8世紀の奈良の法起寺や京都の海住山寺など、他の塔にも数世紀にわたって続いています。
建築
柱の構造は、まっすぐなヒノキの幹で作られています。[2]柱は塔の全長にわたって（下記参照）、塔の最上層から突き出ており、塔の頂部を支えています。心柱は、定期的に地震が発生する日本の塔では典型的な要素ですが、地震に見舞われない、または少なくとも頻繁には発生しない中国や韓国では見られません。これらの国では、代わりに他の方法が開発されました。[4]
初期の建築形式には、 [5]基礎の奥深くに埋め込まれた柱が含まれていました(心砕者) 法隆寺五十の塔 法隆寺五重塔 (五十の塔: 5 層の塔) は 3 メートル下にあることが発見されました地上レベル。
この頃の柱は、屋根から突き出た部分から先細りになり、基部は六角形から始まり、ほぼ円形になった。この形状は、尖塔を支えるために中央の柱に金属片を取り付けるために必要だった。12世紀以降、柱は地面からわずかに上に吊り下げられるようになり、日光東照宮五重塔（1818年）のような吊り下げ式となった。[6]
8 世紀に発見された柱の断片化には、大きさが関係していた。法隆寺の五重塔の中央の柱は、高さ 31.5 メートル、直径は基部で 77.8 センチ、中央で 65.1 センチ、尖塔の中央で約 24.1 センチである。このような巨大な柱は、基礎石から 3 階まで、4 階から尖塔が始まる地点まで、そして尖塔セクションの 3 つのセクションに分割する必要がありました。三重塔 (三重塔) の柱は、2 階と 3 階の間、そして再び尖塔が始まる地点で分割されています。8 世紀には、地上に設置された基礎石の上に心柱が建てられました。例:奈良の法起寺三重塔 (742) 。 (下記の耐震性を参照)
耐震性
日本は地震の多い国だが、記録によれば過去1400年間に地震で倒壊した塔は2つしかない。 1995年の阪神大震災では6400人が死亡し、高架道路が倒壊し、オフィスビルが倒壊し、神戸の港湾地域は壊滅した。しかし、京都の東寺にある壮麗な五重塔は無傷だったが、近隣の低層建築物の多くは倒壊した。原因は伝統的に心柱にあるとされてきたが、最近の研究では、非常に広い軒も塔の慣性安定性に寄与していることがわかっている。全体的な推論はそれほど単純ではない。[2] [7] [8]
構造技術者の石田修三氏の模型塔の中には、6世紀から8世紀に建てられた塔で一般的だった、地面に固定された模型の心柱を持つものもある。他のものは、心柱が2階の梁に載っていたり、5階から吊り下げられていたりする、後の設計を模倣している。心柱が全くない模型と比較すると、石田氏は、中央の柱が地面に固定されているものが最も長持ちし、他の心柱配置よりも少なくとも2倍の強度があることを発見した。心柱とその耐震特性に関する研究は数多く行われており、これらの研究は現在、東京スカイツリーのようなレンガ造りの建物でも実現されている。（下記参照）[9] （日本の塔のその他の耐震性に関する詳細については、関連リンクと引用を参照）
現代の用途
心柱構造とその耐震性に関する研究の結果、東京スカイツリーを含む新しい建物や構造物に再び採用されるようになった。東京スカイツリータワーの中心的な特徴は、ここで初めて使用された揺れを制御する革新的なシステムであり、伝統的な五重塔に見られる心柱にちなんで「心柱」と呼ばれている。長さ375メートルの鉄筋コンクリートの心柱は、塔自体に直接接続されておらず、地震時に針のような塔の揺れを打ち消すように設計されている。 [2]構造を設計した日建設計の関係者によると、このコンセプトは、地震で塔が倒れることはめったにないことに基づいて開発されたという。[10]
最近ではサンフランシスコで、1960年代に建てられた14階建ての鉄骨ビル、フォルサムストリート680番地の改修工事が、超近代的な心柱の反復にインスピレーションを与えた。心柱は、大地震の際に単一の滑り摩擦振り子ベアリング上で自由に回転できる、800万ポンドの構造コンクリートコアである。設計を担当したエンジニアリング会社、ティッピング・マーは、性能ベースの設計と非線形時間履歴解析を使用して、このソリューションがカリフォルニア建築基準法の目標を満たすことを証明した。[11]
参照
- 日本の仏教寺院
- 法隆寺
- 日本の仏教建築
- 日本における地震一覧
- 東寺
- 日本の五重塔の建築に関する日本語のページには、五重塔の耐震性の理由として議論されている 2 つの説のうちの 1 つは心柱に関するセクションがあり、また、建物の建設に心柱が使用されるスタイルの種類もリストされています。
- 真柱（天理教）
参考文献と参考文献
- ^ システム、日本の建築とアート ネットユーザーズ. 「JAANUS / shinbashira 心柱」. www.aisf.or.jp .
- ^ abcd 「なぜパゴダは倒れないのか」。エコノミスト新聞。エコノミスト新聞。1997年12月18日。 2014年3月12日閲覧。
- ^ 「100年も古いのか？」。日本の動向。日本国外務省。2001年3月29日。 2014年3月12日閲覧。
この論争は、塔の中央を通る「心の柱」である心柱の最近の科学的調査により、この柱に使用された
ヒノキ
材が西暦594年に伐採されたことが判明したために起こった。この木材が伐採後すぐに使用されたと仮定すると、塔の建設は一般に信じられている8世紀初頭（711年頃）ではなく、約1世紀前に行われたことを意味します。一般的な説では、塔を含む法隆寺は、聖徳太子によって607年頃に最初に建てられました...その建設の質は世界中の専門家によって認められています。五重塔は構造のほとんどが木材を連結して作られているにもかかわらず、日本が大地震地帯にあるにもかかわらず、地震の被害を受けていない。
- ^ 「耐震建築」
- ^ 「構造工学の実践」。
- ^ 「shinbashira 心柱」. Japanese Architecture and Net Users System (JANUS) . 2014年3月12日閲覧。
- ^ ヴォー・ミン・ティエン;ド・キエン・クオック。真木康郎;西谷 隆信 (2010-04-15)。日本の木造五重塔の特別な耐震性についてNhật Bản) (PDF)。第1回科学技術会議議事録（英語とベトナム語） 。 2014年3月14日閲覧。
日本の五重木造塔の耐震性能は今も健在。本論文では、心柱と基礎、周囲の柱と屋根梁を摩擦支承でつなぐ構造モデルを含む典型的な五重木造塔を取り上げ、構造詳細の不明確さを指摘する。塔の接合部は、心柱と床の間の隙間、摩擦係数、屋根の重量など、さまざまなパラメータによって特徴付けられます。次に、提案モデルと従来のモデルによる塔の非線形動的応答を解析します。地面の加速度に応じてさまざまな地震記録を比較した結果、提案モデルは従来のモデルに比べて応答がはるかに低いことがわかった。この分析は、何世紀にもわたって残ってきた日本の塔の特別な耐震性を明確に理解するのに役立つ。
- ^ Helston Science、石田修三。「Structural Engineering in Action」。Planet Scicast 。2014年3月12日閲覧。
- ^ 谷村 明彦、石田 修三 (1997)、「心柱フレームシステムのエネルギー分散と消散メカニズム」、構造工学論文集 B、43B : 143–150、ISSN 0910-8033、2012-02-29 にオリジナルからアーカイブ
- ^ 記事を見る
- ^ 「バリューエンジニアリングに良いスピンをかける」を参照してください。