【構造力学の基礎】短期荷重と長期荷重の違いを解説！

この記事では、短期荷重と長期荷重の違いについて解説しています。

短期荷重と長期荷重の違い

短期荷重と長期荷重の違いは、荷重が作用する時間の長さです。

短期荷重

短期荷重を言葉の通り、構造物に短い時間だけかかる荷重のことをいいます。

具体的には、

などがあります。

順番に解説していきます。

地震荷重とは

地震荷重とは、その名の通り、地震が起こった時に構造物にかかる力のことです。

地震荷重は、長期荷重に地震係数を掛けて求めます。

例えば、

地震係数の正式な名称は「地震層せん断力係数」で、算出方法は「建築基準法施行令第88条」に規定されています。

よく使われる地震係数は「0.2」か「0.3」です。

ちなみに、「地震係数」と言えば、だいたい伝わるので、正式名称は覚えなくていいです。

風荷重

風荷重は、台風や暴風時の風によって構造物にかかる力のことです。

構造物に壁などを作ったときに考慮する必要があります。

風を受ける壁の面積が大きければ、大きいほど、風荷重も大きくなります。

逆に言うと、壁がない構造物や極小さい面にしか風が当たらないのであれば、風荷重は無視することができます。

風荷重の正式な名称は「風圧力」で、算出方法は「建築基準法施行令第87条」に規定されています。

計算式は下記の通りですが、日本の場合、地震荷重のほうが風荷重より大きく、風荷重を考慮することはあまりないので、覚えるなくてもいいと思います。（必要になったら調べましょ）

しかし、海外の地震が発生しない地域では、地震荷重は考えなくていいので、風荷重で計算する必要があります。

積雪荷重

積雪荷重は、雪が積もったときに構造物にかかる力のことです。

長期荷重でも考慮することがありますが、短期荷重としても考慮することがあります。

雪の垂直積雪量に雪が積もる屋根の面積を掛けて計算します。

積雪荷重の算出方法は「建築基準法施行令第86条」に規定されています。

長期荷重とは

長期荷重を言葉の通り、構造物に長い時間かかる荷重のことをいいます。

具体的には

などがあります。

順番に解説していきます。

固定荷重

固定荷重とは、構造物に載せる機械や配管などの重さのことをいいます。（機械設計的には）

載せている限り作用し続けるので、「固定」荷重と呼ばれているようです。

建築基準法的には、「屋根や壁、床」の重さのことをいいます。

熱荷重

熱荷重とは、高温流体（蒸気、水、ガス、油など）の影響で構造物も高温になった時にかかる力のことをいいます。

鉄は温めると熱伸びします。

その熱伸びを構造物が拘束すると、その熱荷重の反力が構造物にかかります。

よくあるのが、構造物の上に高温のボイラーやタービンを設置して、その熱荷重（この場合は摩擦力）がかかるケースです。

また、配管応力検討でも、高温流体を流す場合は、熱荷重がかかります。

構造物が高温になると作用するので、忘れずに考慮しましょう。

積雪荷重

「短期荷重」でも登場した積雪荷重ですが、こちらは長期荷重にも該当します。