積雪荷重とは?算定式と勾配係数・多雪区域の取り扱い(令第86条)
ルート君
積雪荷重って、どうやって計算するの?
積雪荷重は、令第86条の式で単位面積あたりの積雪量から算定します。
建築基準法施行令 第86条第1項(積雪荷重)
積雪荷重は、積雪の単位荷重に雪下ろしを考慮した垂直積雪量(m)を乗じた数値以上の数値に屋根の水平投影面積を乗じて計算しなければならない。
積雪荷重はどうやって計算するのか(令第86条第1項)
積雪荷重は令第86条第1項に規定されており、次の式で算定します。
積雪荷重 S = d × w × A
- d:垂直積雪量(m)
- w:積雪の単位荷重(N/m²/m)
- A:屋根の水平投影面積(m²)
屋根の勾配によっては係数による低減が認められており、令第86条第4項に規定があります。
垂直積雪量と単位荷重はどう定まるのか(令第86条第2項)
| 項目 | 規定 |
|---|---|
| 垂直積雪量 | 国土交通大臣が定める基準に基づき特定行政庁が規則で定める値(令第86条第3項) |
| 積雪の単位荷重 | 積雪量1cmにつき20N/m²以上(令第86条第2項) |
| 多雪区域の単位荷重 | 30N/m²以上(令第86条第2項ただし書き) |
屋根の勾配によって積雪荷重はどう低減されるのか(令第86条第4項)
建築基準法施行令 第86条第4項(勾配による低減)
勾配が60度を超える屋根の積雪荷重は、ゼロとすることができる。勾配が60度以下の場合は、屋根形状係数μbを乗じて低減することができる。
- 屋根の勾配が60度を超える場合は積雪荷重をゼロとすることができます。
- 60度以下の勾配では、屋根形状係数μbを乗じて積雪荷重を低減できます。
μb = √cos(1.5β)(β:屋根の勾配の角度(度))
例:β = 45度のとき μb = √cos(67.5°) ≒ 0.62 - 雪止めがある場合は低減できません。低減が認められるのは雪止めのない屋根に限ります。
雪下ろし慣習がある地域での垂直積雪量の扱いは(令第86条第6項)
建築基準法施行令 第86条第6項(雪下ろし低減)
雪下ろしを行う慣習のある地方では、垂直積雪量が1mを超える場合においても、1mまで減じた数値を用いることができる。
垂直積雪量が2mの地域でも、雪下ろし慣習がある場合は1mまで減じた数値で積雪荷重を算定できます。
多雪区域ではどんな特例があるのか(令第86条第2項)
- 特定行政庁が「多雪区域」として指定した地域では、垂直積雪量および単位荷重に特例値を適用します。
- 多雪区域では地震力との組み合わせも変わり、短期地震時に積雪荷重の0.35倍(35%)を加算します(令第82条第1号)。詳細は荷重の組み合わせ(令第82条第1号)を参照してください。
なぜ屋根の勾配で積雪荷重を低減できるのか
急勾配の屋根では雪が滑落しやすく、実際の積雪量が少なくなります。
60度を超えると雪が屋根上にとどまりにくいとみなし、積雪荷重をゼロとすることを認めているのはこの物理的事実に基づいています。
多雪区域に単位荷重の加算(30N/m²以上)が設けられているのは、積雪量が大きい地域では雪の密度が高く(湿雪)、同じ厚さでも単位重量が大きくなる傾向があるためです。
単純に垂直積雪量だけで積雪荷重を比較するのは不十分で、地域別の雪質の違いを設計に取り込む必要があります。
積雪後に降雨がある場合の積雪荷重はどう扱うのか(平成30年告示第80号)
雪に雨水が含まれると積雪の重量が増加します。緩勾配の大スパン屋根では雨水が排水されにくく、積雪荷重が想定を超えることがあります。
平成26年2月の大雪で体育館の屋根崩落が相次いだことを受け、平成30年(2018年)に国土交通省告示第80号が制定・改正され、一定条件の屋根では積雪後の降雨を考慮した応力の割り増しが義務付けられました(施行:平成31年1月15日)。
| 適用条件 | 内容 |
|---|---|
| 区域 | 多雪区域以外で垂直積雪量が0.15m(15cm)以上の区域 |
| 屋根勾配 | 15度以下の緩勾配 |
| 屋根の規模 | 最上端から最下端までの水平投影長さが10m以上 |
3条件をすべて満たす「特定緩勾配屋根部分」を有する建築物は、令第82条各号の許容応力度計算において割り増し係数を考慮しなければなりません。
詳細な計算方法・告示の構造・割り増し係数の算定については積雪後の降雨を考慮した積雪荷重の割り増し(平成30年告示第80号)で解説しています。
試験で問われやすいポイント
- 平成27年 学科3 問52(選択肢1):屋根勾配が60度を超える場合(雪止めなし)は積雪荷重をゼロとできる(令第86条第4項)。正しい記述として出題。「60度以上」「雪止めがあっても」等の条件変更による誤答パターンに注意。
- 平成27年 学科3 問52(選択肢2):雪下ろし慣習地域では垂直積雪量が1mを超えていても1mまで減らして計算できる(令第86条第6項)。正しい記述として出題。「1m未満まで」や「雪下ろし後の実際の積雪量まで」とする誤答に注意。
- 積雪の単位荷重の数値:通常区域20N/m²以上、多雪区域30N/m²以上(令第86条第2項)。この2数値の暗記が必須。「多雪区域でも通常と同じ20N/m²」とする誤答との区別が問われる。
一問一答
Q. 屋根勾配が60度を超え、かつ雪止めがない場合、積雪荷重はいくらとできるか(令第86条第4項)。
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ゼロ。「60度を超える」(61度以上)かつ雪止めなしの条件を満たす場合のみゼロとできる。60度ちょうどはゼロにできない(令第86条第4項・平成27年 学科3 問52)。
Q. 雪下ろしを行う慣習のある地方で垂直積雪量が2mの場合、計算に用いる垂直積雪量は何mまで減らせるか(令第86条第6項)。
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1mまで。垂直積雪量が1mを超える場合でも、雪下ろし慣習地域では1mまで減じた数値を用いることができる(令第86条第6項・平成27年 学科3 問52)。
Q. 多雪区域における積雪の単位荷重の最低値は何N/m²か(令第86条第2項)。
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30N/m²以上(積雪量1cmにつき)。通常区域は20N/m²以上。多雪区域では単位荷重が大きくなるため、積雪荷重の算定値も通常区域より大きくなる(令第86条第2項ただし書き)。
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参照
- 建築基準法施行令 第86条(積雪荷重)
- 建築基準法施行令 第86条第3項(垂直積雪量)
- 建築基準法施行令 第82条第1号(多雪区域の荷重の組み合わせ)
- 平成12年建設省告示第1455号(多雪区域を指定する基準)