積雪荷重計算機
地上積雪荷重、屋根勾配、露出条件、温熱条件、建物重要度の係数から、均等な屋根積雪荷重を推定します。
屋根積雪荷重の概算
ASCE方式に基づく簡易推定です。計画・学習用であり、最終的な構造設計には使えません。
屋根積雪荷重の計算について
積雪荷重計算機は、地図で示される地上積雪荷重に環境・建物係数を適用し、均等な屋根荷重を概算します。このツールは ASCE 方式の陸屋根の関係式を使い、0.7 に露出係数、温熱係数、重要度係数、地上積雪荷重を掛けます。その後、簡略化した勾配係数を適用します。この簡易モデルでは、30 度以下の屋根は均等荷重を全量保持し、30 から 70 度では線形に低減し、70 度以上では均等荷重の結果がゼロになります。
地上積雪荷重は積雪深ではありません。気候記録と採用された設計用地図に基づく、地上の水平面一平方フィート当たりの雪の重量です。同じ深さでも、湿って締まった雪は新雪の粉雪よりはるかに重くなります。設計値は適用建築基準、公的なハザード資料、管轄機関から取得してください。山間部や地図に値がない地点では、個別の現地調査が必要な場合があります。
露出条件は風が雪の残り方に与える影響を表します。開けた地形で遮られない屋根は雪が吹き払われやすく低い係数を使い、樹木、近隣建物、地形に守られた屋根は雪が残りやすく高い係数を使います。温熱条件は屋根から逃げる熱を考慮します。暖房された建物では屋根面の雪が融ける一方、暖房のない冷たい建物では残ることがあります。重要度は用途と破損時の影響に応じて設計信頼性を増減させます。
勾配は滑雪を促すことがありますが、屋根材、表面温度、障害物、パラペット、雪止め、屋根形状も滑落の有無を左右します。ここでの単純な線形低減では実際の滑落挙動は判断できません。基準では暖かい屋根と冷たい屋根を区別し、最低荷重や勾配低減の制限を設ける場合があります。適用される全条項を確認せずに、急勾配の屋根に積雪荷重がないと考えないでください。
均等な等分布荷重は設計ケースの一つにすぎません。実際の屋根では、不均等荷重、段差やパラペットでの吹きだまり、上部屋根からの滑雪、雪上降雨による付加荷重、部分載荷、着氷、局所的な集中作用が支配的になることがあります。風向や隣接構造物により、均等荷重の結果を大幅に上回る吹きだまりが生じることもあります。屋根部材、接合部、水平構面、壁、基礎も、必要な荷重組合せで検討しなければなりません。
結果は大まかな比較、学習、計画初期の相談に使ってください。地域で採用される基準や有資格の構造技術者の代わりにはなりません。設計・施工前に、基準の版、地図の地上荷重、標高、露出区分、温熱区分、リスク区分、勾配の扱い、最低屋根荷重、吹きだまり、荷重組合せを確認してください。既存屋根に損傷、異常なたわみ、ひび割れ、漏水、過大な吹きだまりが見られる場合は、人を近づけず、計算機に頼らず専門家の評価を受けてください。
積雪荷重の計算例
環境係数と屋根勾配が均等荷重の概算に与える影響を示します。
| 設計条件 | 屋根積雪荷重 | 計算内容 |
|---|---|---|
| 地上荷重 30 psf、45 度、暖房あり、一般用途の屋根 | 13.125 psf | 陸屋根荷重 21 psf に勾配係数 0.625 を掛けます。 |
| 50 psf、20 度、遮蔽物あり、暖房なし、重要施設の屋根 | 55.44 psf | 露出・温熱・重要度の各係数が荷重を増加させます。 |
| 40 psf、30 度、完全露出、暖房あり、一般用途の屋根 | 25.2 psf | この簡易モデルでは 30 度でも勾配係数は一のままです。 |
屋根積雪荷重の推定方法
- 計画地点の正確な位置に対応する公的な地上積雪荷重を取得します。
- 屋根勾配を入力し、露出条件と温熱条件を選びます。
- 用途に適した建物重要度区分を選びます。
- 「積雪荷重を計算」を選び、陸屋根と勾配補正後の値を確認します。
- 最低荷重、吹きだまり、滑雪、不均等荷重の基準上のケースを専門家に確認してもらいます。
積雪荷重計算機のよくある質問
地上積雪荷重と屋根積雪荷重は同じですか?
いいえ。地上荷重は地図に示される気候上の基準値です。屋根荷重には露出、温熱、重要度、勾配、最低荷重などの基準を適用します。
地上積雪荷重はどこで調べられますか?
地域で採用された基準、公的なハザード地図、管轄機関を参照してください。山間部や特殊な敷地では個別の積雪調査が必要な場合があります。
急勾配の屋根なら積雪荷重は必ずゼロですか?
いいえ。表面特性、障害物、雪止め、温度、基準の最低値、滑落挙動が影響します。表示される勾配係数は簡略化した初期検討モデルにすぎません。
吹きだまりも計算に含まれますか?
いいえ。均等な等分布荷重のみを推定します。屋根の段差、パラペット、隣接構造物、谷部、上部屋根では、設計を支配する吹きだまりや滑雪荷重が生じることがあります。
この結果で垂木やトラスの寸法を決められますか?
この結果だけでは決められません。部材設計には、採用基準の荷重、荷重組合せ、スパン、間隔、材料特性、接合部、使用性の確認、専門的判断が必要です。