山梨県中巨摩郡榊村(南アルプス市)出身。第一高等学校を経て、東京帝国大学入学。最初、造船学を志したが、日露戦争後に予想された造船不況を考慮して建築学科に移り、佐野利器に師事して、1910(M43)卒業。
大学院で耐震構造の研究を行う。'13(T2)から早稲田大学教授。'16アメリカ留学中に、旅行用トランクの仕切板や船の構造からヒントを得て、耐震壁の有効性に着目した耐震構造を研究。
'22『架構建築耐震構造論』発表し、'24工学博士。この理論に基づいて構造設計された、耐震壁付き鉄骨鉄筋コンクリート造の日本興業銀行本店や歌舞伎座が関東大震災でほとんど被害を受けず、理論の有効性が確かめられた。
これにより、「耐震構造の父」とも評されている。他に'26大隈講堂(早稲田大学大隈記念講堂)の構造設計に携わり、現在国の重要文化財となっている。
戦後は放送アンテナ用の鉄塔の設計を行い、'58東京タワーはその代表作。他に名古屋テレビ塔('54)、2代目通天閣('56)、別府タワー('56)、さっぽろテレビ塔('57)、博多ポートタワー('63)など多数の鉄骨構造の電波塔や観光塔の設計を手掛け、「塔博士」と呼ばれた。
塔以外にも、多くの建物の構造設計に携わり、'54世界平和記念聖堂は戦後に建設された建物初となる重要文化財となっている。
'38(S13)溶接学会会長、'41建築学会会長(17代・19代)、'44早稲田大学理工学部長、'54日本学術会議会員、'60日本学士院会員、'62文化功労賞、'64勲2等旭日重光章受章。
主な著書に、『建築構造学』('18)、『架構建築耐震構造論』('24)、『日本の耐震建築とともに』('65)、『建築と人生』('66)などがある。享年84歳。死去に際し従3位に陞叙せられた。