風圧力・風荷重の計算、排煙計算、結露計算のフリーソフトです。
建築物の風圧力・風力係数・角度から勾配係数の計算、壁面・陸・切妻・片流れ・のこぎり・円弧屋根、独立上屋の風圧力の計算、換気設備・燃焼設備・換気器具の設定検討、壁体の内部結露を計算、床や壁の結露の算定、採光計算などのフリーソフトやエクセルテンプレートが、無料でダウンロードできます。
フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算などができるソフトウェアや、Excelのシステムツール、テンプレートなども揃っています。
ランキング上位の人気アプリを選んだので、まずは今までの作業と比較してみてください。
風圧力・風荷重計算のフリーソフト・エクセル
風圧力とは、風が建物に影響を与える圧力です。風荷重の計算は、速度圧と風力係数を掛け合わせて計算をします。風圧力の計算は、全ての建物に行わないといけない計算です。風圧力のソフトは、建築基準法施行令第87条の、風圧力の計算をします。フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算ができるソフトウェアやExcelのシステムツールもあります。
風圧力 Kさん
建築基準法施行令第87条 風圧力の計算を行う、比較ランキング上位の人気ソフトです。壁面、陸・切妻・片流れ・のこぎり・円弧屋根、独立上屋の風圧力の計算が出来ます。分かりやすい入力画面で直感的に操作できます。閉鎖型及び開放型建物のCpi・フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も求めることができます。
QValue
建築基準法施行令第87条 風圧力の計算を行うソフトです。建築基準法改正に対応しています。速度圧の算定用に開発したものがパワーアップされ、風圧力の算定ができるように改良されました。看板等工作物の柱脚モーメントを計算します。フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も可能なおすすめのソフトウェアです。
建築物 風圧力計算
建築物の構造計算時に使用する、風圧力を計算するソフトです。母屋、胴縁、間柱、耐風梁、小梁等の二次部材の計算ができます。建物の大梁、柱等の計算、閉鎖型・開放型建築物の切妻、片流れ屋根、陸屋根、軒先面、独立上屋、板状建造物の計算ができます。また、フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も可能なおすすめのソフトウェアです。
建築物の風圧力計算
建築物の風圧力、風力係数、角度から勾配係数の計算を行います。風圧力は、建築物が風によって受ける風圧力(Kg/m2)です。地盤面からの高さ H(m)を指定して風圧力計算をします。建築物の部分によって決められた風力係数を、角度から求めます。フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算も可能なおすすめのソフトウェアです。
風荷重とは
構造計算を進めるときに必要な荷重は、固定荷重・積載荷重・地震荷重などがあり、そのほかに重要な要素として、風荷重があります。
建物の構造により、計算の比重を置く荷重は様々です。
特に、鉄骨造で屋根が折板であるときなどは、風荷重が重要な要素を占めます。
自社設計で意匠・構造計算を行い、設計・施工をされている企業は数多くありますが、経験値から導き出した構造で進めている例が多いかと思います。
鉄骨造では、鉄筋コンクリート造とは違い、荷重計算よりも風荷重が重要な場面がかなりあります。
例えば、折板などの屋根構成であれば、荷重は施工時の荷重が最大となる場合が多いです。
経済的な屋根設計を行うことにより、施工コストダウンが可能となるのです。
耐風設計について
風は気圧差によりおこる大気の運動ですが、日本の強風現象としては、温帯低気圧、雷雨に伴う突風、台風、ダウンバースト、竜巻などがあげられます。看板構造計算、基礎地盤支持力計算、基礎杭、基礎ボルト計算ソフトウェア、基礎構造設計、日影図データの作成、風圧係数の計算など、風圧力の計算、屋根構造、フェンスや足場などの風圧計算、耐風圧計算、風荷重計算のフリーソフトです。
耐風設計では、風の作用に対して安全な建築物を設計するものですが、構造体と外装材の風圧力を検討する必要があります。壁面・陸・切妻・片流れ・のこぎり・円弧屋根、独立上屋の風圧力の計算、壁体の内部結露を計算、床や壁の結露の算定など、風圧力・風荷重の計算、排煙計算、結露計算のソフトです。
強風地域に建設される低層建物では、防風林で風速を低減したり、飛来物の衝突を防ぐために雨戸を設置するなどの対策が必要です。風荷重、風圧力、屋根瓦、屋根構造、看板における風圧力計算、看板直接基礎の安定計算、看板風圧力などのフリーソフトやexcelのシステムツール、テンプレートが、無料でダウンロードできます。
ビル風、風圧力による騒音問題など、周辺環境に対する配慮が必要
周辺環境に対する配慮として、高層ビルが影響するビル風、風圧力により扉の開閉の不具合、手すりや戸の風切り音による騒音問題などの対策も考慮しなければなりません。建築物の風圧力・風力係数・角度から勾配係数の計算、換気設備・燃焼設備・換気器具の設定検討などの風圧力・風荷重の計算、排煙計算、結露計算・フェンスや足場などの風圧計算・耐風圧計算・風荷重計算のソフトや、おすすめのExcelのシステムツールです。
超高層建築の風による揺れを防止する制振装置は、現在広く用いられています。風荷重、風圧力、屋根瓦、屋根構造、看板における風圧力計算、看板直接基礎の安定計算、看板風圧力などのフリーソフトが、無料でダウンロードできます。
設計荷重が地震ではなく、風の影響で決まった高層建築物も多くありますが、横浜ランドマークタワーも、最上階近くに制振装置が設置されています。看板構造計算、基礎地盤支持力計算、基礎杭、基礎ボルト計算、基礎構造設計、日影図データの作成、風圧係数の計算など、風圧力の計算、屋根構造のおすすめのフリーソフトです。
耐風圧計算、風荷重計算における風圧力と耐震計算における地震力
梁の断面算定は、固定荷重、積載荷重、積雪荷重などの鉛直荷重に対する安全性を確認します。柱の断面算定の場合は、吹抜けに面した柱や階高の高い柱など、部材の位置や長さ、周辺部材の状況によって、鉛直荷重だけでなく地震力や風圧力などの水平力に対する検討をしなければならない場合もあります。そこで以下では、地震力計算と風圧力計算、耐風圧計算の方法について説明します。地震力計算や風圧力計算を行うことができるソフトやアプリは無料のものも含めたくさんあります。比較ランキングサイトなどを参考にすると、人気のあるおすすめソフトがわかります。さまざまなexcelシートのテンプレートもあるので比較してみましょう。また、構造計算だけでなく、排煙計算、換気計算、結露計算、採光計算をすることができるソフトウェア、システムやエクセルを使用したツールもあります。
地震力は各階ごとに求めます。構造計算では、地震力は各階床に作用するものとして考えますので、階ごとに求めます。地震力Qeは、地震層せん断力係数Ci×対象階の負担する建物重量Wiにより求めます。対象階が負担する建物重量は、その階だけでなく、それより上層にあるすべての階の重量を合計した重量です。
対象階の重量は、その階の上下階の階高1/2の範囲内にあるものの荷重です。具体的には、１階の重量の場合、1階の重量＝1階の階高の上半分の柱等の重量＋1階天井の荷重＋2階床の荷重（固定荷重＋積載荷重）＋2階階高の下半分の柱等重量となります。1階の地震力を算定するときは、同じようにして算定した2階以上の荷重を加えて計算します。
風圧力は建物形状によって異なります。また、建物だけでなく、フェンスや足場の耐風圧計算にも風荷重計算、耐風圧計算は必要です。風圧力も地震力と同じように、各階・各方向に対して求めます。風圧力Qwは、建物の見付け面積Aw×速度圧q×風力係数Cfにより求めます。見付け面積とは風が作用する建物の立面積を指し、対象階の床面から1.35mを超える範囲の建物の垂直投影面積です。
速度圧は、簡単に言うと強風により建物が押される平均的な圧力です。過去の台風の影響等により地域ごとに設定された基準風速と対象階の高さにより求めることができます。風力係数は、建物の形状による風の乱れを考慮した係数のことです。建物の形状や屋根勾配により求めることができます。建物外周部に大きな吹抜けがあると、床に荷重がうまく伝達しないため、外壁や屋根面が受けた荷重は面材耐力壁や筋かいに伝達しにくくなります。このような建物では、剛床仮定が成立しないため、耐力壁線で囲まれた区画ごとに風圧力を算定する必要があります。区画ごとに求める風圧力を区間風圧力と呼びます。
また、外壁面から付属物が飛び出ている場合も同様に架構全体に力が伝達しないため、壁面に加わる風圧力は、付属物が取り付いている壁に直接力が加わるものとみなして算定します。これを通り風圧力と呼びます。使用するソフトウェアによってはこのような計算のツールが付属しているものもあります。さまざまなダウンロードサイトを覗いて、それぞれのソフトやexcelテンプレートの特徴をチェックして、自分なりに比較ランキングしてみてください。また、フリーソフトでもフェンスや足場の計算に対応しているものがありますので、おすすめです。
地震力計算
地震力計算は単独のアプリではなく、構造計算のアプリのシステムやエクセルツールの一部として組み込まれていることが多いです。excelテンプレートやフリーソフトでも組み込まれているものがありますので、ダウンロードサイトの人気ランキングからおすすめ無料ソフトをダウンロードしてみましょう。
地震力の算定式
Qe=Ci×W
Qe：地震力［kN］
Ci：地震層せん断力係数
W：建物重量［kN］
地震層せん断力係数Ciの算定式
Ci=Z×Rt×Ai×Co
Z：地域係数（0.7～1.0）
Rt：振動特性係数。高さが13m以下の木造住宅の場合1.0
Ai：層せん断力分布係数
Ai=1+{(1/√αi)－αi}×2T/(1+3T)
αi：i階より上の部分の建物重量と地上部分の建物重量の比
T：設計用1次固有周期（T=0.03h、h：建物の高さ［m］）
Co：標準せん断力係数（0.2以上、ただし、著しい軟弱地盤として特定行政庁が指定した地域は0.3以上）
建物重量の考え方
建物重量：最上部から当該階までの全重量（ΣWi）
３階建ての場合では
３階の地震力算定用の重量ΣWi=３階の重量
２階の地震力算定用の重量ΣWi=３階の重量＋２階の重量
１階の地震力算定用の重量ΣWi=３階の重量＋２階の重量＋１階の重量
風圧力計算と風荷重計算
風荷重計算は単独のアプリではなく、構造計算のアプリのシステムやツールの一部として組み込まれていることが多いです。excelテンプレートやフリーソフトでも組み込まれているものがありますので、ダウンロードサイトの人気ランキングからおすすめ無料ソフトをダウンロードしてみましょう。
風圧力Qwと風荷重Wの算定式
Qw=q×Cf
Qw：風圧力［N/m2］
q：速度圧［N/m2］
Cf：風力係数
Ww=Aw×Qw
Ww：風荷重［N］
Aw：建物見付面積［m2］
速度圧qの算定式
速度圧q=0.6×E×Vo2
E=Er2×Gf
Gf：ガスト影響係数。地表面粗度区分と建物高さより算定します。
Er：平均風速の高さ方向の分布を表す係数
H≦Zbのとき、Er=1.7(Zb/ZG)α
H＞Zbのとき、Er=1.7(H/ZG)α
Hは建物の最高高さと軒高の平均とし、Zb、ZG、α、Gfは地表面粗度区分に応じて設定します。
Vo：地域区分に応じた基準風速［m/s］(30～46m/s)
風力係数Cfの算定式
Cf=Cpe－Cpi
Cpe：閉鎖型および開放型の建物の外圧係数。屋外から当該部分を垂直に押す方向を正とします。屋根勾配に応じて係数で補間します。
Cpi：閉鎖型および開放型の建物の内圧係数。閉鎖型建物の場合、0または-0.2です。また一般的な住宅はCpi=0とします。室内から当該部分を垂直に押す方向を正とします。
④Cpeの算定
平成12年5月31日建設省告示第1454号に記載の図表より方向や建物形状、屋根勾配等により決定します。
耐風圧計算、風荷重計算、風圧力計算における必要壁量
フェンスや足場と違い、木造住宅で耐風圧計算、風荷重計算、風圧力計算、風圧計算をする際、建築基準法施行令46条では、風圧力に対する必要壁量が定められており、建物の見付け面積に対して、最低限確保しなければならない耐力壁の量があります。この数値を見付面積に乗じて、風圧力に対する必要壁量を求めます。
建物の見付面積の大きさによって、台風などの強い風が建物を押そうとする力に抵抗するために必要な耐力壁の量が決まってきます。このとき、梁間方向の面と桁行方向を逆に間違えてしまうことがよくあるため、注意しましょう。特にソフトを利用する場合には注意が必要です。
また、必要壁量は、建築基準法では、梁間方向と桁行方向の各方向に対して算定します。建築基準法では両方向同時に風圧力を受けることは想定されていません。必要壁量は、各階・各方向で地震力に対する必要壁量と風圧力に対する必要壁量を求め、どちらか大きい方の数値を建物として必要な壁量とし、存在壁量と比較して、存在壁量が必要壁量を上回ることを確認します。これらの計算はエクセルを使用したソフトウェアなどのシステム、ツールを使用することが一般的です。ソフトウェアは有料のものもありますが無料のフリーソフトをダウンロードすることもできます。ネット上には有料、無料合わせて多くのソフトウェアやエクセルを用いたテンプレートがあります。ランキングサイトなどで人気のアプリを探すのがおすすめです。
耐風圧計算、風圧力計算、風荷重計算に対する必要床倍率
風圧計算で求めた風圧力に対する必要床倍率は、耐力壁線で囲まれた床区画ごとに下式により求めます。
風圧力に対する必要床倍率=α×l／L×Cw
ここで、l：耐力壁線間距離、L：壁線方向距離L、Cw：風圧力の係数
風圧力の係数Cwは地域によって指定された基準風速Voと階数に応じて設定します。
以上より求められた風圧力に対する必要床倍率と存在床倍率を比較し、風圧力に対する存在床倍率が必要床倍率を上回ることを確認します。
また、床は構造の観点から剛床と柔床に分けられます。ただし、建築基準法等により具体的な仕様については示されていません。一般的に、剛床とは、水平構面の剛性が十分確保されており、水平力が作用した際に、各階で耐力壁の水平変位が同じであると仮定できるものをいいます。しかし、木造の床は剛性が低いため、完全な剛床とすることは難しいです。フェンスや足場も同様です。
そのため、品確法では必要な剛性を確保するために、水平構面の剛性を床倍率という値で分類して、必要床倍率を上回ればよいとしています。火打ち材を用いた床の床倍率は、構造用合板などの面材を使用した床と比較して、とても小さくなります。建築基準法では耐力壁の計算の際に剛床仮定を成立させるために、火打ち材の設置を義務付けています。しかし、火打ち材だけでは剛性が低く、床倍率が不足する可能性があります。そのため、安全な建物とするためには品確法による計算を行うことが望ましいです。 使用しようとしているソフトウェアが品確法に対応しているか事前に比較しましょう。人気のおすすめランキングを参考に比較し、自分にあったものを選ぶとよいでしょう。エクセルフォーマットやexcelテンプレートも便利です。また、建物の設計の際には排煙計算、換気計算、結露計算、採光計算を行うことがあります。無料でダウンロードできるフリーソフトでもこれらのシステム、excelツール、excelアプリやエクセルテンプレートがありますので人気のフリーソフトをランキングサイトで調べてみましょう。