屋根ふき材・外装材・帳壁の構造計算とは?風圧に対する安全確認(令第82条の4・告示第1458号)
ルート君
屋根の構造計算って、床とは違うルールがあるの?
令第82条の4は、屋根ふき材・外装材・屋外に面する帳壁が風圧に対して構造耐力上安全であることを、大臣が定める基準(平成12年建設省告示第1458号)に従った構造計算で確かめることを求める規定です。
屋根ふき材等は部材が小さく、屋根版・壁面全体ではなく取り付けられた部分の局部的なピーク風圧を受けるため、構造骨組(令第87条の風圧力)より大きな風圧で設計します。
令第82条の4は何を求めているのか
| 対象部材 | 検討内容 | 根拠 |
|---|---|---|
| 屋根ふき材(瓦・金属板・折板等) | 局部的な風圧(ピーク風力係数)に対し飛散・脱落しないことを確認 | 令第82条の4・告示第1458号 |
| 外装材・屋外に面する帳壁 | 風圧に対する構造耐力上の安全性を確認(帳壁は高さ13m超の部分が告示1458号の対象) | 令第82条の4・告示第1458号 |
床スラブの構造計算上の役割は何か
床スラブは以下の2つの役割を果たします。
| 役割 | 内容 |
|---|---|
| 鉛直荷重の伝達 | 固定荷重・積載荷重をはりに伝達する(主スパン方向の曲げ・せん断) |
| 水平ダイアフラム | 地震力を耐震壁・ブレースに伝達する(面内せん断・曲げ) |
床スラブの水平ダイアフラムとしての設計はどう行うのか
RC造の床スラブは、通常、鉛直方向の設計(令第78条の2)に加えて、水平ダイアフラムとしての検討が必要な場合があります。
特に大スパン・大開口・不整形平面の建物では、床の面内剛性・耐力の確認が求められます。
屋根・床の2次部材はどう設計するのか
屋根板金・デッキプレート・折板屋根等の2次部材は、主要構造部(柱・はり・耐力壁)への荷重伝達が確実に行われるよう設計・接合します。
特殊な屋根形状(傾斜・大スパン・キャンティレバー)では、個別の構造計算が必要です。
なぜ屋根ふき材等に令第82条の4の確認が必要なのか
構造骨組用の風圧力計算(令第87条)は屋根版や壁面全体に作用する平均的な風圧を扱いますが、屋根ふき材・外装材・帳壁のような小さな部材には、局部的に大きなピーク風圧が作用します。
部材が小さいため面平均化されず、構造骨組より大きな風圧を受けるため、令第82条の4(告示第1458号)で局部風圧に対する飛散・脱落防止を別途確認します。
過去の台風被害では屋根材の飛散が多発したことから、屋根ふき材等の耐風安全性を担保する規定として設けられています。なお多雪区域の長期積雪(G+P+0.7S)は令第82条第1号の荷重組み合わせ、床・屋根の水平ダイアフラム(水平力伝達)は剛床仮定にもとづく設計上の概念であり、いずれも令第82条の4とは別の事項です。
試験で問われやすいポイント
- 令第82条の4の対象:屋根ふき材・外装材・屋外に面する帳壁は、風圧に対し告示第1458号に従った構造計算で安全性を確認する。局部的なピーク風圧で設計し、構造骨組用の風圧力(令第87条)より大きい。帳壁は高さ13m超の部分が告示1458号の対象。
- 床ダイアフラムの機能:RC造の床スラブは水平ダイアフラムとして機能し、地震力を耐震壁・ブレースに伝達する。大スパン・大開口・不整形平面では面内剛性・耐力の確認が必要。床の開口が大きいと面内剛性が低下し水平力伝達が不十分になるリスクがある。
- 令第82条の4の位置づけ:令第82条の4は令第82条〜令第82条の3(ルート1・2・3)の計算に加えて行う追加計算。「令第82条の4の計算だけで構造計算が完結する」という誤解に注意——必ず令第82条の許容応力度計算も必要。
一問一答
Q. 屋根ふき材・外装材・帳壁に令第82条の4の構造計算が必要なのはなぜか。
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これらの部材は小さく局部的なピーク風圧を受け、構造骨組用の風圧力(令第87条)より大きな風圧が作用するため。告示第1458号に従い、風圧に対して飛散・脱落しないことを確認する(令第82条の4)。なお多雪区域の長期積雪は令第82条第1号、床の水平ダイアフラムは設計概念で、令第82条の4とは別。
Q. 床スラブが「水平ダイアフラム」として機能するとはどういう意味か。
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地震力・風圧力などの水平力を床面(スラブ)が面内せん断・曲げにより受け持ち、耐震壁・ブレースなどの水平抵抗要素に伝達する機能のこと。床スラブが剛体(剛床仮定)として機能するためには面内剛性と耐力が十分に確保されている必要がある。大開口・スリットが多い床では水平力伝達が不十分になる場合がある。
Q. 令第82条の4の計算は、通常の許容応力度計算(令第82条)と独立して行うのか、それとも代替できるか。
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独立した計算であり代替できない。令第82条の4(屋根ふき材等の風圧)は、主要構造部の許容応力度計算(令第82条)とは別に、屋根ふき材・外装材・屋外に面する帳壁について風圧に対する安全性を確認するもの。両方が必要(令第82条の4・告示第1458号)。
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参照
- 建築基準法施行令 第82条の4(屋根ふき材・外装材・帳壁の風圧計算)
- 平成12年建設省告示第1458号(屋根ふき材等の風圧計算の基準)