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水平荷重とは?1分でわかる意味、種類、求め方、単位、鉛直荷重との違い

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水平荷重とは、水平方向に作用する荷重です。通常、重力の影響で、荷重は下方向(鉛直方向)に作用します。よって、水平荷重は、「通常時でない力」です。今回は水平荷重の意味、種類、求め方、単位、鉛直荷重との違いについて説明します。水平荷重の種類には、地震力や風圧力があります。下記の記事が参考になります。

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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水平荷重とは?

水平荷重は、水平方向に作用する荷重です。下図をみてください。矢印の方向が水平方向です。

水平荷重

通常、荷重は水平方向に作用しません。重力は常に上から下側へかかるからです。よって、水平荷重は、主に地震、台風、水害などの短期荷重に該当します。短期荷重については下記の記事が参考になります。

長期荷重・短期荷重


ちなみに、鉛直、水平は、重力を基準とした方向です。例えば、鉛直方向は『重力の方向』と決められています。それは、糸の先に重りを垂らしたとき、その糸の方向です。水平方向は、鉛直方向と直交する方向です。

水平荷重の種類と求め方

水平荷重の種類には下記があります。


・地震力

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

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


・土圧

土圧ってなに?良く分かる土圧の算定方法や土圧の種類


・津波

津波荷重の算定方法を、例題を通して確認する


土圧は長期時にも作用する水平荷重です。その他は、短期時に作用する水平力ですね。各荷重の特徴は、上記リンクを参考にしてくださいね。


水平荷重の求め方は、荷重の種類によって違います。例えば地震力は、層の重量に対して、標準せん断力係数という値やAi分布などを乗じて求めます。※地震力は下記の記事が参考になります。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味


風圧力は、まず平米当たりの風圧力を算定します。風は、集中的でなく分布的に作用しますよね。後は、平米当たりの風圧力に、受風面積(風を受ける面積)を乗じて求めます。詳しくは下記の記事をご参考ください。

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

水平荷重の単位

水平荷重の単位は、下記です。


kN

N

kN/m

kN/㎡


地震力では、kNの単位を使います。風圧力はkN/㎡で算定し、フレーム毎に作用する荷重はkNとします。集中荷重なのか、等分布荷重か考え使い分けましょう。


荷重の単位は下記が参考になります。

荷重の単位とは?1分でわかる意味、種類、換算、ニュートン、nとの関係

鉛直荷重と水平荷重の違い

鉛直荷重と水平荷重の違いを下記に示します。


鉛直荷重 ⇒固定荷重、積載荷重どの長期荷重が多い。積雪荷重は短期荷重だが、鉛直荷重。

固定荷重ってなに?1分でわかる意味と種類

積雪荷重とは?1分で分かる計算方法と地域による違い


水平荷重 ⇒地震力、風圧力など短期荷重が多い。

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

まとめ

今回は水平荷重について説明しました。水平荷重の意味、鉛直荷重との違いが理解頂けたと思います。荷重の方向は、構造計算するとき大切な情報です。荷重の方向が1つ違えば、全く異なる応力状態となるからです。また、水平・鉛直方向は荷重に限らず使う用語なので、しっかり理解してくださいね。

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