構造図解で一発理解建築用語サクッと理解構造力学が苦手おすすめ書籍おすすめPDF教材 noteで学ぶ

HOME > 構造計算の基礎 > 風力係数とは？1分でわかる意味、計算例、cf、吹き上げ、風上、風下、独立上屋

風力係数とは？1分でわかる意味、計算例、cf、吹き上げ、風上、風下、独立上屋

この記事の要点

風力係数（ふうりょくけいすう）とは、建物の形状や作用する箇所によって異なる係数です。

速度圧に風力係数をかけた値が風圧力です。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

風力係数（ふうりょくけいすう）とは、建物の形状や作用する箇所によって異なる係数です。速度圧に風力係数をかけた値が風圧力です。風力係数cfは、外圧係数から内圧係数を引いて求めます。今回は風力係数の意味、計算例、cf、吹き上げ、風上、風下、独立上屋との関係について説明します。風圧力、風荷重の意味は下記が参考になります。

風圧力とは？1分でわかる意味と計算、速度圧と風力係数、受圧面積との関係、風荷重との違い

風荷重とは？1分でわかる意味、読み方、公式、見付面積との関係、フェンスの風荷重

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

風力係数とは？

風力係数（ふうりょくけいすう）とは、建物の形状や作用する箇所によって異なる係数です。下式で計算します。

Cf＝Cpe－Cpi

Cfが風力係数、Cpeが外圧係数、Cpiが内圧係数といいます。外圧係数、内圧係数の意味は下記が参考になります。

外圧係数とは？1分でわかる意味、求め方、読み方、内圧係数との違い、風荷重との関係

内圧係数とは？1分でわかる意味、求め方、閉鎖型、外圧係数との違い

CpeやCpiの値は、建物の形状や部位、風向きにより細かく分かれています。例えば、片流れ屋根の建物の壁面に風が作用します。風上側の壁のCpe＝0.8です。Cpi=－0.2より

Cf＝Cpe－Cpi＝0.8－(－0.2)=1.0

です。

風力係数1

一方、同じ屋根形状でも、下図のように風下側の壁になると風力係数は変わります。風下壁面のCpe=－0.4、Cpi=0とすれば

Cf＝Cpe－Cpi＝－0.4－0=－0.4

です。壁面に作用する外圧係数の一部を下記に示します。

風上壁面　⇒　0.8 kz

側壁面　⇒　－0.7、－0.4 kz

風上屋根面　⇒　－1.0～0.8 kz

風下屋根面　⇒　0.5 kz

風下壁面　⇒　0.4 kz

内圧係数は、建物の閉鎖型、開放型により値が変わります。閉鎖型の場合、内圧係数は0または－0.2です。一方、開放型の場合は下記です。

風上開放　⇒　0.6

風下開放　⇒　－0.4

下記も参考になります。

外圧係数とは？1分でわかる意味、求め方、読み方、内圧係数との違い、風荷重との関係

内圧係数とは？1分でわかる意味、求め方、閉鎖型、外圧係数との違い

風力係数の計算例、cfの意味

Cfは風力係数の記号です。下図の風力係数Cfを求めましょう。ただし、風下が開放した建物です。

風力係数2

壁面は風上側にあります。よって外圧係数Cpe＝0.8です。内圧係数は、開放型と閉鎖型で値が違うので注意してください。上図は、風下が開放していますね。よってCpi=－0.4です。風力係数は、

Cf＝Cpe－Cpi＝0.8－(－0.4)=1.2

です。閉鎖型と開放型で、係数が変わる点に注意しましょう。詳細は建築物の構造関係技術基準解説書などに明記あります。

建築物の構造関係技術基準解説書〈2015年版〉

風力係数と吹き上げ、風上、風下の関係

風圧力は屋根にも作用します。屋根を、上側に押し出す働きの風圧力を「吹き上げ」といいます。箱型の建物（一般的な建物）よりも、独立上屋の方が問題になることが多いです。※独立上屋については、後述します。

風力係数を計算するとき、風上と風下が混乱すると思います。下図をみてください。

風力係数3

上図でいうと、矢印のある壁側が「風上」で、それと反対の壁側が「風下」です。

風力係数と独立上屋の関係

下図のように、屋根を支える柱・梁と屋根だけが独立する構造物を「独立上屋」といいます。独立上屋に作用する風圧力の風力係数は、CpeやCpiの算定が不要です。形状や角度に従い、Cfを選びます。

また、フェンスのような網状の構造物は、風力係数Cf＝1.4、円筒状の構造物の風力係数Cf＝0.9または0.7のように規定されます。その他、ラチス構造物も形状などに応じてCfを選びます。詳細は下記の書籍か、告示1454号を参考にしてください。

建築物の構造関係技術基準解説書〈2015年版〉

根拠・参考

建築物の構造関係技術基準解説書

実務では、設計条件・仕様書・適用する規準により確認してください。

混同しやすい用語

風力係数（Cf）

建物の形状・部位・開口の状況によって変わる無次元の係数で、外圧係数と内圧係数に分けられます。風力係数は建物全体の風荷重算定に使います。

外圧係数（Cpe）

建物の外面（壁面・屋根面）に作用する風圧の係数で、風上面はプラス（正圧）、風下面はマイナス（負圧）となります。風力係数の一部であり、内圧係数と組み合わせて使います。

内圧係数（Cpi）

建物内部に作用する風圧の係数で、建物の開放型・閉鎖型によって異なります。外圧係数と混同されやすいですが、内部の圧力分布を表す点が異なります。

試験での問われ方｜管理人の一言

風力係数に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。定義と計算の両面から理解しておきましょう。

風力係数の定義・適用条件・計算式は建築士試験の構造分野で出題される基本事項です。

用語の定義を正確に理解したうえで、関連する規準・法令との関係を整理することが大切です。

風力係数を整理した表を示します。

項目	内容	備考
風力係数Cfの計算式	Cf＝Cpe（外圧係数）－Cpi（内圧係数）	形状・部位により変化
閉鎖型の内圧係数	Cpi＝0または－0.2	開放型と異なる
独立上屋・フェンス	フェンスCf＝1.4、円筒Cf＝0.7～0.9	形状に応じて規定値を選択