風荷重の算出「地表面粗度区分が一つ違うだけで、、、」

構造計算で扱う外力のうちで風荷重があります。

正しくは、風圧力と呼びます。。

風圧力：Ｗは、建築基準法施行令第８７条で次の計算式で求まります。

ｑは速度圧[N/㎡]で、Ｃｆは風力係数です。

そして、速度圧：ｑは下記の式で求めます。

上2つの式をまとめると、

となります。

建設する土地によって基準風速：Ｖｏが定められており
この基準風速：Ｖｏに「地表面粗度区分」なるものを乗じて求めていきます。

今回は、この地表面粗度区分ということについて書きます。

「地表面粗度区分とは、何ぞや？」と思われましたなら

ズバリ、
「建物が建つ土地の建物の密集具合と
海沿いに近いか／建物の高さで決まる値」ということです。

市街地では、建物が密集してます。一方で、郊外では建物が少ない。

海沿いでは風が強そう（強い）ですが、内陸では海沿いほどでもない。

建物が高いと風圧力も大きくとりますが建物が低いなら、それほど大きくならない。

上記のことを建築基準法では４段階の地表面粗度区分で分けてます。

もっぱら使うのは地表面粗度区分〈Ⅱ〉と〈Ⅲ〉

（おおかたが地表面粗度区分Ⅲに該当してます）

そして風圧力は　〈Ⅱ〉　＞　〈Ⅲ〉　の大小関係があります。

それを示すのが下記のグラフで

（出典：2015年版建築物の構造関係技術基準解説書）

建物高さ２０[m]と仮定して風圧力の算出を試みたとします。

Ｅγの値が地表面粗度区分Ⅲで０．９、地表面粗度区分Ⅱが１．１と読み取れて

上の式より、Ｅγの比は（１．１×１．１）／（０．９×０．９）≒１．４９　になります。

たった１つの区分の差ですけれども、風圧力は概ね１．５倍くらいの開きがあり、

風圧力が１．５倍違ってきますと外壁を留める下地材の部材サイズや配置間隔に影響して

それが建設コストへと影響します。

日本では、地震力に注目が集まり気味ですけど
風圧力も見過ごせない大きな力となります。

ここ近年は、台風等の強風による外壁の損傷被害が目立ちますので、

構造計算で風に対する検討も適切に行う必要があります。