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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

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風荷重（かぜかじゅう）とは、風圧力qに受圧面積（見付面積）Aを掛けた値です。風圧力は暴風による圧力で、建築基準法に定義されます。水平力に対する構造部材（柱、梁など）の設計をするとき、風荷重や地震力の算定が必要です。今回は風荷重の意味、読み方、公式、見付面積との関係、フェンスの風荷重について説明します。風圧力の求め方、風力係数の意味は下記が参考になります。

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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風荷重とは？

風荷重（かぜかじゅう）とは、風圧力ｑに受圧面積（見付面積）Aを掛けた値です。下式に示します。下記のように、風荷重は風を受ける面積が大きいほど大きな値になります。また、風荷重は、建物の床に作用すると考えます。


Qw＝ｑ×A


下図に風荷重と風圧力、見付面積の関係を示しました。


風荷重1


風圧力とは暴風による圧力（一般的にいう台風のこと）です。台風が吹くと窓が揺れると思いますが、これは風の力による作用です。風圧力の求め方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


風による力は、作用する面積が大きいほど大きな値になります。例えば、台風の日に傘を開くと強力な力を感じます。傘を開いた分、風を受ける面積が増えたからです。


建物の構造部材（柱、梁）は、水平力に対する構造計算を行います。このとき建物に作用する水平力として、風荷重を計算します。地震力と風荷重を比較して大きな値を、建物に作用する水平力として採用します。


鉄筋コンクリート造の建物は、風荷重よりも地震力の方が大きいです。一方、平屋建て鉄骨造のように、建物自体が軽い場合、風荷重に注意すべきでしょう。

風荷重の読み方

風荷重は「かぜかじゅう」と読みます。関係用語の読み方を下記に示します。


風圧力　ふうあつりょく

速度圧　そくどあつ

基準風速　きじゅんふうそく

風力係数　ふうりょくけいすう

外圧係数　がいあつけいすう

内圧係数　ないあつけいすう

見付面積　みつけめんせき

風荷重の公式と見付面積

風荷重の公式を下記に示します。Qwは風荷重、ｑは風圧力、Aは受圧面積（見付面積）です。


Qw＝ｑ×A


簡単な公式ですが、見付面積の算定に注意が必要です。下図をみてください。３階建て建物に風圧力が作用しています。建物の幅をB、各階の高さをh1、h2、h3とします。


風荷重1


見付面積とは風圧力の作用する面積です。風荷重は建物の床に作用すると考えます。見付面積は、下図のように「建物の幅×上下階の高さの半分の合計」です。


但し、１階と最上階は「上階または下階が無い」ので、風荷重の値は一般階の半分程度です。２階床の見付面積の計算式は「B(h2+h3)/2」です。各階床に作用する風荷重の公式を下記に示します。


QwR＝風圧力×受風面積＝ｗ×B×h3/2＝ｗBh3/2

Qw2＝風圧力×受風面積＝ｗ×B×(h2+h3)/2＝ｗB(h2+h3)/2

Qw1＝風圧力×受風面積＝ｗ×B×h1/2＝ｗBh1/2

フェンスに作用する風荷重の計算

フェンスに作用する風荷重は、下式で計算します。


Qw＝ｗ×ｐ×A


ｐは充実率です。フェンスに作用する風荷重は、充実率と風力係数に注意します。充実率は、フェンスなどの網状の構造物に考慮します。下図を見てください。網状になっているので、ある程度、風は通り抜けます。つまり、風荷重を受けません。


風荷重3


充実率ｐ＝網目の面積を控除したフェンスの見付面積÷フェンスの見付面積


です。充実率を計算すると、1.00より小さな値になります。


また、網状構造物の風力係数は「1.4」を採用します。風力係数は、建物の形状などで変化する値です。下記が参考になります。

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黄色本に細かく明記されます。

建築物の構造関係技術基準解説書〈2015年版〉

まとめ

今回は風荷重について説明しました。意味や読み方、公式など理解頂けたと思います。風荷重は、風圧力に建物の見付面積を掛けた値です。見付面積の考え方、風荷重の公式を理解しましょうね。また、フェンスに作用する風荷重の求め方も理解しましょう。風圧力、風力係数の求め方も勉強しましょう。

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