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サッシ風圧力算出について

風圧力の算出方法の概略と解説

屋外に面する帳壁の算出
  改正建築基準法施行令第82条の5には、以下のように定められています。「屋根ふき材、外装材及び屋外に面する帳壁については、建設大臣(現 国土交通大臣)が定める基準に従った構造計算によって風圧に対して構造耐力上安全であることを確かめなければならない。」
※ここで言う帳壁には、外壁の開口部に取付く建具(サッシ及びドアセット)を含みます。
  
帳壁の必要耐風圧
  平成12年建設省告示第1458号には、「構造計算の基準」を以下のように定めています。
但し、本告示から適用除外されるのは下記の部位となります。(詳細は、改正に伴う風圧力算出方法変更についてを参照ください)
 
(1) 高さ13m以下の建築物
(2) 高さ13mを超える建築物の構造耐力上、上部の影響を受けない13m以下の部分
(3) 1階の部分
  風圧力の算出方法については建築基準法令(建築基準法施行令、建設省告示)により規定されていますが、各都道府県における条例、仕様書および各種の共通仕様書により若干異なることがあります。ここでは、建築基準法に基づいて説明します。

建設省告示第1458号よる風圧力の算出方法

風圧力 〔計算例〕

建設省告示第1458号による風圧力の算出方法

風圧力
:風圧力
:平均速度圧 →[①式による]
: ピーク風力係数 →[②式による]

平均速度圧
・・・・・・①式
(1) Er : 平均風速の高さ方向の分布(鉛直分布)を表す係数
HがZb以下の場合
HがZbを超える場合
建築物の高さと軒の高さとの平均高さ(m)…【図-1】参照
Zb
地表面近くで風速を一定とする高さ(m)
ZG
地表面の影響を受けない高さ(m)、これ以上の高さでは風速は一定
平均風速の高さ方向の分布を示す係数

【図-1】 建築物の高さと軒の高さとの平均高さ

【表ー1】
地表面
粗度区分
都市計画
区域
区域 Zb
(m)
ZG
(m)
区域外 極めて平坦で障害物がないものとして特定行政庁が規則で定める区域 5 250 0.1
II 区域外 地表面粗度区分 I 以外の区域 5 350 0.15
区域内 地表面粗度区分IVの区域外の区域のうち、海岸線又は湖岸線(対岸までの距離が1500m以上のものに限る。以下同じ)までの距離が500m以内の地域。(海岸線もしくは湖岸線からの距離が200mを超え、かつ、建築物の高さが31m以下である場合を除く)
III 区域内外 地表面粗度区分 I 、II又はIV以外の地域 5 450 0.2
IV 区域内 極めて都市化が著しいものとして特定行政庁が規則で定める区域 10 550 0.27
【表ー1】の地表面粗度区分 I~IVは概略以下のように分類される。
:海岸沿い III :通常の市街地
II :田畑や住宅が散在している箇所 IV :大都市

(2)

Vo : 基準風速(m/s)…【表-2】参照(クリックでPDFファイルを表示)



ピーク風力係数
・・・・・・②式
Cpe・Gpe:ピーク外圧係数(Cpe:外圧係数、Gpe:外圧ガスト影響係数)…【表-3】参照
Cpi・Gpi :ピーク内圧係数(Cpi:内圧係数、Gpi:内圧ガスト影響係数) …【表-3】【図-2】参照

【表-3】
正圧
地表面
粗度区分
外圧係数 Cpe 外圧ガスト影響係数 Gpe ピーク内圧係数
Cpi・Gpi
H≦5 5<H Z≦5 5<Z<40 40≦Z
Z≦5 5<Z
1.0 2.2 この間は
直線補間
とする(※1)
1.9 -0.5
(閉鎖型建築物の
時の数値を示す)
II 2.6 2.1
III又はIV 3.1 2.3
※1 [5<Z<40]
Z≦5と40≦Zとに掲げる数値を直的に補間した数値
-0.00857Z+2.2429
II
-0.01429Z+2.6714
III又はIV
-0.02286Z+3.2143

H :建築物の高さと軒の高さとの平均高さ(m)…【図-1】参照
Z :帳壁部分の地盤面からの高さ
:平均風速の高さ方向の分布を示す係数…【表-1】参照

負圧
地表面
粗度区分
ピーク外圧係数 Cpe・Gpe ピーク内圧係数
Cpi・Gpi
H≦45 45<H<60 60≦H
一般部 -1.8 この間は
直線補間
とする(※2)
-2.4 0
(閉鎖型建築物の
時の数値を示す)
隅角部 -2.2 -3.0
※2 [45<H<60]
一般部と隅角部とに掲げる数値を直線的に補間した数値
一般部 -0.04H
隅角部 -0.0533H+0.2
 
【図-2】負圧時の一般部と隅角部(下図は立面を示す)

風圧力 〔計算例〕

■設定条件
(1) 基準風速 :Vo=34m/s
(2) 建築物の種類 :閉鎖型建築物
(3) 建築物の高さ[H] :30m
(4) 建築物の幅[B] :16m
(5) 建築物の奥行き[D] :20m
(6) 地表面粗度区分 :III
(7) 指示高さ[Z] :15m
手順1 平均風速の鉛直分布を表す係数(Er)の算出
前記 【表-2】により、Zb=5、 ZG=450、 =0.2 を読込み、HがZbを超える為下記公式を用い①を算出する。
 
鉛直分布係数 → ①
手順2 平均速度圧()の算出
手順1で算出した①及び基準風速(34m/s)を用い、②を算出する。
 
  平均速度圧  
    → ②
手順3 ピーク風力係数() の算出  
前記【表-3】により、
1)
正圧(一般部)→Z>5、H>5より=0.2、
Gpe=2.8714(直線補間値)、Cpi・Gpi=-0.5
  [Z=15m]
    → ③
  2) 負圧 (一般部)→
 
→ ④
  3) 負圧 (隅角部)→
 
→ ⑤
手順4 負のピーク外圧係数の分布領域の算出【隅角部の範囲(0.1a’)】
a’:平面の短辺長さとHの2倍の数値のうちいずれか小さな値
  16m<60m(30m×2)→16m 【隅角部の範囲】 0.1a’=0.1×16m=1.6m
手順5 風圧力(W)の算出
手順2で算出した②及び手順3の③から⑤により、各々を求める。
  1) 正圧(一般部)[Z=15m]
  2) 負圧 (一般部)
  3) 負圧 (隅角部)








正 圧
負 圧


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