雪止金具について計算してみた。

雪を止めたい、という依頼を受けた時に、
どの程度雪止金具をつければよいか?

経験則で大体この程度、というのはあるのですが、
計算で出してみるとどうなるのかについて調べてみました。
完全に備忘録なので、数式&数字ばっかりです。

<参考にさせてもらいました>
(社)日本金属屋根協会 積雪荷重に関する考え方
⇒ www.kinzoku-yane.or.jp/technical/pdf/no254.pdf

積雪荷重の算出

①垂直積雪量(d) 福井市の大部分は2m以上。2mで設定する。

②積雪の単位荷重(ρ)福井県は30N/cm・㎡

③屋根形状係数(μb) 雪止がない場合は屋根勾配に合わせて低減。

           雪止がなく、屋根勾配60°以上で積雪荷重0。

④レベル係数(X)  1.2とする



2mの雪が積もることはめったにないのですが、
(福井だと昭和56年の豪雪の時のレベルです)
建物が50年、100年と残ることを考えると、このくらいで計算をする必要がある。

サンドームも、雪を落とさない屋根にして、2m積雪で設計されているそう。
なるほど。
屋根形状係数は、雪止金具をつけるときには使わない。

一つ勉強になったのは、エクセルでsin,cosの計算をするときには、
角度はラジアンで入力する必要があるということ。


雪止金具の設置

②計算


積雪荷重S=d×ρ×X   (N/㎡)

金具滑り耐力(T)      N/個

屋根の流れ長さ(L)      m

屋根の角度(β)       β=Tan-1

金具の間隔(A)        m

屋根材料の静止摩擦係数(μ) 0.05


垂直積雪量(d)   200cm

積雪の単位荷重(ρ) 30N

レベル係数(X)   1.2


金具の滑り耐力(T)は、商品ごとに最大荷重が出ているので
それの50%以下でみるそう。(安全率2倍)
金属横葺屋根の場合、先付けで700N,後付Wで2200~3200Nくらい(目安)

屋根の流れ長さに必要な雪止め金具の数(F)

F={(S×A×L)×(sinβ-μ×cosβ)}/T


ここで、
S=200×30×1.2=7200N/㎡


屋根の全長にかかる力をS’とすると、

金具ピッチ455mm、流れ長さL=5.7mの場合

S’=S×A×L=7200×0.455×5.7=18673N

とても厳しい状況として、10寸勾配のとき

sinβ=0.707、cosβ=0.707

(sinβ-μ×cosβ)=0.707-0.05×0.707=0.67165

F={(S×A×L)×(sinβ-μ×cosβ)}/T

 =18673×0.67165 / T

Tは、後付雪止金具として3200Nとすると、
F=18673×0.67165 / 3200
 =3.9
 ≒4段

流れ5.7mに4段設置すればいいことになる。


ここまで流れを残しておけば、いつでも計算できる

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福井県福井市の
屋根・外壁・雨樋・太陽光発電の専門工事業

株式会社 吉光工業

http://www.4432.co.jp
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