小屋にかかる荷重外力、雪や地震への考え方は?

小屋にかかる外力荷重、雪や地震、強風の影響は? DIYの前に

積雪や強風、地震など、小屋を建てる時に検討することがたくさんあります。

屋外の建物には、さまざまなチカラ(外力)がかかります。

小屋を計画する時に考えなくてはならない、建物に作用する外力を紹介します。

垂直方向にかかる力は?

重力で垂直にかかる荷重

地球の重力で垂直にかかる荷重は、固定荷重、積載荷重、積雪荷重などがあります。

建物自体の重さ、固定荷重

瓦の重量は約790N/m2で、アスファルトシングルの重量は約200N/m2なので、瓦は3倍以上重いことになります。

固定荷重とは、使用している建物の構造物や仕上げ材料、建材の重量をいいます。

屋根材料ですと、瓦の重量は約790N/m2で、アスファルトシングルの重量は約200N/m2なので、瓦は3倍以上重いことになります。

床も板張りと畳敷きでは、約1.5倍以上も畳敷きが重いです。

壁についても、せっこうボードとモルタル塗り(内壁せっこうボード)では、約2倍モルタル塗りが重いです。

「建物の重さ=建材の重さ」という事を意識しておく必要があり、重量のバランスも意識しましょう。

人や家具などの積載荷重

小屋の室内に入れる家具や収納物など人間も含めて積載荷重といいます。

小屋の室内に入れる家具や、収納物など人間も含めて積載荷重といいます。

積載荷重の大きさは、衝撃性や集中性も考慮しましょう。

落としてしまったり、荷重が変動するものは、床に衝撃荷重がかかります。

バイクスタンドは荷重が集中したり偏ったりして、偏心や床面がゆがむ原因となります。

室内に入れるものにより積載荷重を割り増ししておく必要があります。

積雪荷重

垂直積雪量が1m未満か超えるかで、一般か多雪地域を区分してます。

積雪荷重は、雪の単位重量や屋根の面積、それと地域の垂直積雪量によって決められます。

屋根こう配や雪下ろしの頻度なども考慮されます。

垂直積雪量が1m未満か超えるかで、一般か多雪地域を区分しており、積雪の単位重量は、通常下記のようにすることが多いです。

  • 一般区域:20N/m2/cm(面積1㎡・積雪1cmあたり20N)
  • 多雪区域:30N/m2/cm(面積1㎡・積雪1cmあたり30N)

多雪地域は長期積雪により、雪が締まったり融解凍結を繰り返し、雪密度が上がったりして重くなることの意味があります。

水平方向の荷重は?

水平方向にかかる荷重は、地震力や風圧力です。

水平方向にかかる荷重は、地震力や風圧力です。

水平方向にかかる荷重は、小屋の高さや建物の壁面積、重量やバランスも影響します。

構造にゆがみやたわみが生じやすく、それらを防ぐために耐力壁の配置や釘を打ち込む間隔など、多くの検討が必要で、基礎の固定が重要なポイントになります。

地震による小屋の被害

2018年北海道胆振東部地震で基礎からずれた小屋

2018年に発生した北海道胆振東部地震で、札幌市近郊のPANELHOUSEユーザーから数件の被害報告がありました。

すべて基礎ブロック置きの物置サイズで、基礎と小屋がズレたという水平荷重による被害と推測されます。

基礎からズレ落ちても窓やドアはスムーズに開閉できて、PANELHOUSEの建物自体はほぼ無傷でした。

強風の小屋被害

手前のブロック基礎から矢印まで強風で飛ばされました。

ツーバイフォー工法で適切に建てられた建物なら、風速50m/sの強風でも構造を破壊される可能性は低いですが、基礎と固定していない小屋は移動したり、吹き飛ばされる可能性が高いでしょう。

地震力と同じく、水平方向の外力は建物構造にも大きく作用しますが、それ以上に基礎との固定が大切になります。

⇒強風対策として考える風圧力

常時か?臨時か?

建物に力がかかり続ける継続時間でも区別されます。

外力を検討するときに、建物に力がかかり続ける継続時間でも評価が区別されます。

常時荷重

常時、力がかかり続けるのは、固定荷重、積載荷重です。

降り積もった雪が融けないで、根雪になる多雪地域の積雪荷重も、常時かかる荷重となります。

長期にかかり続ける外力は、それだけ作用する力が大きくなることを考えておくべきです。

臨時荷重

一時的に発生する荷重は、水平方向に作用する荷重が多く、地震力や風圧力です。

降雪してもすぐに融ける一般地域の積雪荷重は、臨時として考えられます。

まとめ

タイニーハウスや小屋も建築物ですので、自然の力がかかります。

小屋暮らしのライフスタイルなど、小屋の使い方によって積載荷重が変わってきます。

多くの人が出入りする店舗を計画する時は、荷重を割り増しして計画しなければなりません。

使用する建築材料は、長期に使うことで建物にゆがみやひずみがでてきますので、重量を把握しておく必要があります。

重い建材を使う時は傾いたりする可能性があるので、小屋全体の重量バランスを意識しなくてはなりません。

降雪地では地域の垂直積雪量を調べておき、実際の積雪の様子や除雪の方法も考えておきましょう。

⇒地震に対する小屋の設計

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