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風荷重について

長期荷重や地震荷重の他にも外的要因として特殊な荷重があります。その1つが雪荷重で、もう1つが風荷重です。


風荷重とは、その名の通り風による風圧力を意味しています。構造的なチェックとしては、風荷重が作用したときの部材の安全性はもちろん、外装材についても風で吹き飛ばされないか?壊れたりしないか?確認しなけらばなりません。


さて、雪荷重と同じように風荷重にも地域によって強い弱いの差があります。また、周囲の環境も大いに関係しており、例えば街中で吹いている風と建物が一切ない場合に風が吹いた場合、風の強さは違うはずです。


これらの要因を加味して建築基準法では風荷重を定めるように示してあります。また、風が建物吹いた場合、建物には内圧と外圧が作用します。つまり、壁に風が吹いたとき、その壁は外からの力を受けていますが、風下側は内圧となったて、内側から外側へ向かうような力が作用しているのです。これらを外圧係数と内圧係数と呼び、建物の形状によって係数の値が明記されているのです。


今回は、この風荷重についてざっくりとした説明を中心に行い、細かな計算方法については別のページで紹介したいと思います。

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風圧力で注意すること

風荷重が他の荷重に比べてクリティカルになる建物にも特徴があります。たとえば、スカイツリーのように細長くて高い建物。これは、特殊性が非常に高い建物ですから、設計する機会はそうありません。


一般的に設計されている建物で、鉄骨造が風荷重で注意する必要があります。特に、屋根が折板で軽い場合は要注意。地震力よりも風荷重が大きくなるからです。また、片持ちの屋根が出ている場合も注意です。


これは、風荷重が外壁面に吹いたときの吹上荷重が片持ち屋根に作用して、長期の鉛直荷重よりも大きくなる場合があるからです。


また風荷重による吹上荷重は、長期荷重とは逆向きの鉛直荷重です。そのため、固定荷重分は、荷重を差し引くことができます。しかし、ここで注意したいのは積載荷重を含めないことです。一般的に、折板屋根に作用している積載荷重とは、施工時荷重が多く、この荷重は通常時作用していない重さです。つまり、この重さを考慮して吹上荷重を小さくしている場合は危険側の荷重を設定しており、注意が必要です。



風圧力で安心していいこと

一方、風荷重の計算を行わなくても、はっきり言って問題ない建物もあります。それがRC造です。なぜなら、RC造は自重が重く、圧倒的に地震力による水平力が大きいからです。そのため、検証をするまでもなく、風圧力が小さく、OKとなります。

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