'06/5/19
建物に加わる荷重 目次
吉見 吉昭

 建物に加わる荷重には,固定荷重,積載(せきさい)荷重,積雪荷重,風圧力,地震力,土圧および水圧があります。初めの三つは重力によるもので常に下向きですが,他のものはあらゆる方向に作用します。雪・風・地震は確率的現象なので,極めて稀にしか起らない場合を想定すると経済性が損なわれます。そこで,むやみに大きくない,適当と思われる値が設計用荷重として決められています。

固定荷重
 
建物の構造体,仕上げ材料,建具などの重量を固定荷重と言います。

積載荷重
 
用途に応じて荷重が決められていますので,用途が変わると問題が起ることがあります。例えば第二次大戦直後,東京のあるデパートが進駐軍に接収されて地図の印刷工場になったのですが,印刷機械とアート紙の重量が大き過ぎたために床が壊れたことがあります。移動書架のような製品ができると,図書室の床荷重が増えるという問題もあります。予定より重い物を置く場合は,柱の近くに置く,梁の近くに置く,床に梁を置いて荷重を分散させる,床および梁を補強する,などの対策を講じる必要があります。

積雪荷重
 
2005〜2006年の冬は記録的積雪が問題になりましたが,積雪は,屋根勾配,屋根葺き材,風・日射・暖房などの影響を受けて,深さと分布が変わりますので,偏った荷重にも注意する必要があります。

風圧力
 
当然ですが,高い位置ほど風圧力は強くなります。風上の壁には押す力が,風下の壁には吸引力が作用します。屋根には勾配と風向によって押し下げる力または引き上げる力が作用しますが,駅のホームのような開放型の屋根にはかなり強く吹き上げる力が働きます。超高層建物の場合には,動的な変形のほか,“ビル風”が周辺に及ぼす影響について調べるために風洞実験を行うこともあります。

地震力
 
建物に加わる地震力は地震加速度の反対方向に働く慣性力です。加速度は水平方向にも鉛直方向にも作用しますので,地震力もあらゆる方向に働きますが,ふつうは鉛直加速度のほうが水平加速度より値が小さく,かつ,常に存在する重力加速度の変化分に過ぎないので,水平加速度が建物に与える影響のほうが大きくなります。