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風荷重の規定

1荷重の算定式

外装材等の風荷重は次式で計算するように規定されています。

平均速度圧は次式で算定します。

ここで、ErVoは構造骨組用風荷重の告示で規定されるもので、は平均風速の高さ方向の分布を表す係数です。この係数は、地表面粗度区分により異なります。ただし、地表面粗度区分がⅣの場合、Ⅲの値を用いることとされています。Voは、建設地の地理的な位置による風の強さを表す基準風速です。の詳細は表1を、地表面粗度区分の詳細は表2を参照ください。ここでは(2)式平均速度圧の分布が各地表面粗度区分でどのようになるかを紹介しておきます。

ここで、H=建築物の高さと軒の高さとの平均(m)、またHが5mより小さな場合にはの算定に当たっては、Hの代わりに5mを代入して求めることになっています。
ピーク風力係数は、風洞試験によって定める場合のほか、次のいずれかの方法で与えられます。

2Erの値

は平均風速の高さ方向の分布を表す係数で、地表面粗度区分によって表1に示された式で算定することが規定されています。この式で算定された、平均風速の鉛直分布を図1に示します。なお局地的な地形や地物の影響により平均風速が割り増されるおそれのある場合には、その影響を考慮して適切に評価し、を割り増すように規定されています。具体的な評価方法は示されていないので、そのような場合の対応は設計者の経験等に基づく評価が期待されていることになります。

表1 Erの値

表1 Erの値

図1 Er(平均風速の鉛直分布係数)

図1 Er(平均風速の鉛直分布係数)

3地表面粗度区分

地表面粗度区分はすでに建築学会の荷重指針で紹介されていたものです。平均風速の鉛直分布は、市街地と海岸などでは異なっています。それは地表面に建築物等で形成される凹凸の違いによるものです。実際に地表面粗度区分を判定するのはかなり高度判断が求められますが、平成12年建設省告示1454号では間違いのない運用ができる方法として、1)都市計画区域の外か内か、2)海岸等からの距離、3)対象とする建築物の高さの3つで判断する方法を規定しています。地表面粗度区分Ⅰ、Ⅳは、それぞれ都市計画区域外と内のうちで、特定行政庁が定めることになっています。Ⅱ、Ⅲの地域は、都市計画区域外と内でそれぞれ図2に示すとおりとなっています。地表面粗度区分が決められると、平均風速の高さ方向の分布を算定するための必要なZbZG 、及びαが表2のように与えられます。

図2 粗度区分Ⅱ、Ⅲの適用

図1 Er(平均風速の鉛直分布係数)

表2 地表面粗度区分とZbZG 及びα

表2  地表面粗度区分とZb、ZG及びα

4ピーク風力係数

以下に平成12年建設省告示第1458号の、屋根ふき材ならびに帳壁のピーク風力係数の項を紹介します。

1.屋根ふき材のピーク風力係数
屋根ふき材に対するピーク風力係数は次の各号に掲げる屋根の形式に応じ、それぞれ各号に定めるところにより計算した数値とする。
  • (1)切妻屋根面、片流れ屋根面及びのこぎり屋根面 イに規定するピーク外圧係数(屋外から当該部分を垂直に押す方向を正とする。以下同じ。)からロに規定する ピーク内圧係数(屋内から当該部分を垂直に押す方向を正とする。以下同じ。)を減じた値とする。
    • イ ピーク外圧係数は、正の場合にあっては次の表1に規定するに次の表二に規定するGpeを乗じて得た数値とし、負の場合にあっては次の表3に規定する数値とする。
    • ロ ピーク内圧係数は、次の表6に規定する数値とする。
  • (2)円弧屋根面
    イに規定するピーク外圧係数からロに規定するピーク内圧係数を減じた値とする。
    • イ ピーク外圧係数は、正の場合にあっては次の表1に規定するに次の表二に規定するGpeを乗じて得た数値とし、負の場合にあっては次の表3に規定する数値とする。
    • ロ ピーク内圧係数は、次の表6に規定する数値とする。
  • (3)独立上家
    平成12年建設省告示第1454号第3に規定する風力係数に、当該風力係数が零以上の場合にあっては次の表2に、零未満の場合にあっては次の表七にそれぞれ規定するを乗じて得た数値とすること。

表1 切妻屋根面、片流れ屋根面及びのこぎり屋根面の正のCpe

表1 切妻屋根面、片流れ屋根面及びのこぎり屋根面の正のCpe

表2 屋根面の正圧部のGpe

表2  屋根面の正圧部のGpe

表3 切妻屋根面、片流れ屋根面及びのこぎり屋根面の負のピーク外圧係数

表3  切妻屋根面、片流れ屋根面及びのこぎり屋根面の負のピーク外圧係数<

表4 円弧屋根面の正のCpe

表4  円弧屋根面の正のCpe

表5 円弧屋根面の負のピーク外圧係数

表5 円弧屋根面の負のピーク外圧係数

表6 屋根面のピーク内圧係数

表6  屋根面のピーク内圧係数

表7 独立上家のGpe(平成12年建設省告示第1454号第3に規定する風力係数が零未満である場合)

表1 切妻屋根面、片流れ屋根面及びのこぎり屋根面の正のCpe

2.屋外に面する帳壁に対するピーク風力係数
屋外に面する帳壁に対するピーク風力係数は、第一号に規定するピーク外圧係数から第二号に規定するピーク内圧係数を減じた値とする。
  • (1)ピーク外圧係数は、正の場合にあっては次の表八に規定するCpeに次の表九に規定するGpeを乗じて得た数値とし、負の場合にあっては次の表十に規定する数値とすること。
  • (2)ピーク内圧係数は、表十一に規定する数値とすること。

表8 帳壁の正のCpe

表8 帳壁の正のCpe

表9 帳壁の正圧部のGpe

表9 帳壁の正圧部のGpe

表10 帳壁の負のピーク外圧係

表10 帳壁の負のピーク外圧係

表11 帳壁のピーク内圧係数

表11 帳壁のピーク内圧係数

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