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水平力とは？地震力・風圧力・水平せん断力との関係・鉛直力との違い

この記事の要点

水平力とは水平方向に作用する力です。

建築物には色々な水平力が作用します。

この記事では、水平力とは何か、地震力・風圧力とどう関係するのか、水平せん断力との違いを整理します。

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水平力（すいへいりょく）とは水平方向に作用する力です。

建築物には色々な水平力が作用します。

例えば、地震力、風圧力などです。

毎年必ず発生する台風や、数十年に一度の地震が起きたとき「建物が横に揺れた」と感じた方も多いと思います。

水平力は建物を「横に倒そうとする力」なので注意する必要があります。

今回は水平力の意味、単位、地震、せん断力との関係、鉛直力との違いについて説明します。地震力、風圧力の詳細は下記が参考になります。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味

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

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水平力とは？

水平力（すいへいりょく）とは、水平方向に作用する力です。下図をみてください。建物を横に倒すような力が水平力です。

図　水平力

水平力の例として「地震力（じしんりょく）」や「風圧力（ふうあつりょく）」があります。毎年必ず台風が発生しています。また地震も数十年に一度起きます。この時、建物が横に揺れた経験をした方は多いでしょう。地震力、風圧力は下記が参考になります。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味

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

水平力は普段は発生しない力ですが「人命を脅かす被害」を起こす可能性があるため、必ず水平力を考慮した設計が行われています。

なお建物の重さ、人や物の重さは「鉛直力（えんちょくりょく）」です。これらは私たちが建物を使う間、必ず作用します。固定荷重、積載荷重といいます。詳細は下記をご覧ください。

固定荷重ってなに？１分でわかる固定荷重の意味と、固定荷重の種類

積載荷重ってなに？１分でわかる積載荷重の意味と、実際の構造計算

水平力の単位

水平力の単位はkNやNで表します。また構造物に作用する水平力は値が大きいので、kNの単位を用いて値の桁数を少なくします。

水平力と地震の関係

建築物に作用する代表的な水平力が地震力です。地震力は建物の重さに比例するため、建物の規模が大きいほど「地震力も大きく」なります。

地震力の求め方は下記が参考になります。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味

なお、地震力は水平方向だけでなく、鉛直方向にも作用します。鉛直方向に作用する地震力は下記をご覧ください。

鉛直荷重（垂直荷重）とは？意味・種類・求め方・鉛直力との違い

水平力とせん断力の関係

下図をみてください。１層のラーメン構造に水平力が作用しています。水平力が作用するとき柱には「曲げモーメント、せん断力」が生じます。

図　水平力とせん断力の関係

さらに「構造物に作用する水平力P＝柱に生じるせん断力の合計(=2Q)」です。せん断力の詳細は下記をご覧ください。

せん断応力とは？公式・計算法・せん断応力度との違いを解説

水平力と鉛直力の違い

水平力と鉛直力の違いを下記に示します。

水平力　⇒　水平方向に作用する力。

地震力、風圧力など。

鉛直力　⇒　鉛直方向に作用する力。

建物の重さ、物の重さなど。

鉛直力の詳細は下記をご覧ください。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味

混同しやすい用語

水平力

水平方向に作用する力。

地震力や風圧力がその代表例で、建物を横に倒そうとする作用があるため構造設計で重要。

鉛直力

鉛直方向（重力方向）に作用する力。

建物の重さ（固定荷重）や人・物の重さ（積載荷重）がこれにあたる。

せん断力

水平力が建物に作用するときに柱に生じる内力。

1層ラーメン構造では「水平力P＝各柱のせん断力の合計」が成立する。

水平力を整理した表を示します。

項目	内容	備考
水平力の定義	水平方向に作用する力	地震力・風圧力が代表例
鉛直力との違い	鉛直力は重力方向に作用する力	固定荷重・積載荷重など
せん断力との関係	水平力P＝各柱せん断力の合計	ラーメン構造で成立