試験・研究金属屋根葺き材の耐風圧試験と耐風性能 Wind Resistant Test and the Performance of Metal Roof Coverings 西村宏昭*1、苺谷信次*2、前田豊*3 １．はじめにて金属屋根葺き材を固定した2.6m×2.9mの屋根パネルで平成19年6月の建築基準法の改正によって、これまである（写真-1）。金属板は、働き幅400mm、厚さ0.4mm 建築確認に要求されていなかった外装材の構造計算書ものガルバリウム鋼板で、金属板どうしは互いにかしめら建築確認図書に添付する義務が明記された。外装材におれ、形成されるハゼの内部にステンレス板製の通し吊子ける構造計算の要点は、設計荷重の計算とこれを受けるが400mmのピッチ（屋根葺き材の働き幅と同じ）で設け建材の強度（耐力）の確認、および両者の比較による建られている。吊子はビスで、野地板を貫通して母屋（C- 材の安全性の表明である。設計荷重の設定は設計者が行 100×50×50×2、ピッチ600mm）に固定される。したがうが、使用材料の強度は建材製造者から提供される技術って、金属板は600mm×400mmのピッチで固定されてデータに基づくのが通例である。いることになる。外装材は複数の部材で構成され、荷重を受けたときのこの試験体の作成で特徴的なことは、軒先とケラバを変形量も大きいことから、想定荷重下での力の伝達は複再現したことである（図-1、図-2）。一般に、屋根の端部雑であるため、強度の確認は解析的手法によるのではなには強い風圧が作用するので、設計では屋根の端部は特く、試験による方が適切であることが少なくない。試験に注意が必要な箇所である。実際に、屋根の強風被害はは、要求される性能と極限荷重を受ける実際の部材の挙端部の屋根葺き材の剥離が起点となって広がるケースが動をよく理解して、適切に計画されなければならない。多い。したがって、屋根端部での屋根葺き材の固定は重構造計算書における材料強度については許容耐力の表要であるが、一方で漏水にも配慮が必要であることから、明が要求されている。「許容」耐力の要求は、設計荷重屋根葺き材をビス等で貫通して固定することは少ない。下での建材の健全性と耐力の余裕の確認が必要であるここの製品においても軒先やケラバに固定された水切り金とを意味する。物（唐草と呼ばれる）を包むように屋根葺き材を折り曲本報告では、金属屋根葺き材の耐風圧試験を例に挙げ、げて、風による吸い上げ力に抵抗する方式が採用されて試験結果を示して、屋根葺き材の耐風性能と試験におけいる。ところが、屋根上の金属板は日射や気温変化の影る注意や考え方を示した。響を受けて伸縮するので、金属板が熱膨張した状態では、吸い上げ力に抵抗すべき端部での金属板の水切り金物へ２．耐風圧試験 2．1 試験体試験体は、野地板の上にビス留めした通し吊子を介し＊ 1 2 ＊＊ 3 の掛かりの長さが短くなることがある。本試験では最悪の状態でも屋根葺き材の耐風性能が保持されることを確認するため、故意に軒先部の「掛かり長さ」を短くした。 NISHIMURA Hiroaki：（財）日本建築総合試験所試験研究センター耐風試験室室長博士（工学） ICHIGOTANI Shinji：（財）日本建築総合試験所試験研究センター耐風試験室主査 MAEDA Yutaka：（財）日本建築総合試験所試験研究センター耐風試験室主査 31 GBRC Vol.33 No.4 2008.10 もともとの掛かり長さは30mmであるが、熱膨張の効果屋根葺き材に加わるようにした（図-3）。この穴は、もを考慮して、それを19mmとした。なお、温度変化をちろん実物には無く、試験の便宜上設けたものである。 Δt＝60 K、実際の葺き材長さをL＝30m、鋼材の熱膨張この試験体の場合には野地板に穴を開けることにより、 −5 率をα＝1.2×10 とすると、軒端部での膨張長さは屋根葺き材が圧力を負担し、野地板は圧力を負担しない L /2×Δt×α＝11mmと計算される（図-1）。ことになる。屋根葺き材に作用する風圧は吊子∼ビス∼ 野地板の上に固定される屋根葺き材の耐風圧試験で重母屋を通って構造骨組に伝達される。ビスは野地板を貫要な注意点は、屋根葺き材に所定の圧力を掛けることで通するのみで、野地板には力の伝達がない。したがって、ある。一般に行われるように、この試験でも試験体を気穴を吊子のビス位置近くに開けなければ、野地板に開け密な圧力箱に固定した状態で、圧力箱内の圧力を増減した穴は試験結果に影響しないと考えられる。て試験体に圧力を加える方法、いわゆる圧力箱方式を採用した。この場合、通常の仕様の試験体を用いると、野地板が気密であるため圧力は野地板が負担し、屋根葺き材に圧力が掛からない状態となる。これは、屋根葺き材を圧力箱の内側に向けて固定しても、圧力箱の外側に向けて固定しても同じである。そこで、野地板に（吊子固定部を避けて）適当な穴を開け、その穴を通して圧力が写真-1 図-3 試験体の外観（屋外側） 2．2 試験の概要試験目標荷重の設定試験目標荷重は平成12年建設省告示第1458号に基づいて設定した。風荷重は、建設地の位置、周りの状況、建築物の形状やサイズなどによって変化し、設計される建築物ごとに、設計者によって設定される必要があるが、ここでは特定の建築物のためでなく、一般に想定される標準的な低層建築物のための風荷重を次の仮定の下で算出した。・地表面粗度区分；Ⅲ 図-1 試験体詳細図（軒先部、寸法単位：mm）・基準風速；V0＝34 m/s ・建築物の高さ；H＝15m ˆ f ＝−4.3 ・ピーク風力係数（屋根の隅角部用）；C この条件での設計風荷重は−2.21kN/m2となり、これより試験目標荷重を−2.3kN/m2とした。ここで設定した試験目標荷重は、種々の設計条件をすべて考慮した実際に生じ得る最大荷重ではないことに注意する必要がある。したがって、この試験荷重よりも小さい実際の設計風荷重についてのみ、試験に用いた製品を採用することがで図-2 32 試験体詳細図（ケラバ部）きる。一般的な風荷重算定方法については4.1に述べる。 GBRC Vol.33 No.4 2008.10 2．3 試験方法と母屋に対する相対変位量の測定結果を図-6に示す。前試験では、試験体の屋外面を内側にして試験体を圧力箱に気密に固定し、圧力箱内の圧力を下げることにより、述のように、変位量の測定は目標荷重までの載荷時に限った。屋根葺き材に負圧（表面を引く圧力）を掛けた（写真-2）。目標荷重の除荷後、屋根葺き材の中央部で、上方向へ試験体は、装置の都合上、鉛直の姿勢で固定されたが、の膨らみとして約10mmの残留変位量が確認された（図- 屋根葺き材の重量が載荷圧力に比べて十分小さいので、 6 （a））。この残留変形が有害であるか否かの判断が許容の結果への影響はないと考えられる。載荷は、図-4に示す可否基準となる。言うまでもなく、残留変形は小さいこように、段階的に目標荷重まで掛けた後、一旦除荷してとが望ましいが、いかなる金属薄板においてもいくらか残留変形を観察した後、再び段階的に載荷して試験体のの残留変形は避けられない。この製品の場合、働き幅に終局強度（すなわち、破壊強度）を確認した。対する膨らみの比は3/100程度で、目視でわずかに認識試験体各部の変形は目標荷重までの載荷の間のみで測できる程度である。この残留変形（金属板の膨らみ）は定した。目標荷重除荷後に残留変位量を測定後、破損を避けるために変位計を取り外して、以降の載荷段階では変位量の測定は行なわず、破壊強度の確認のみを行った。３．試験結果目標荷重の負圧−2.3kN/m2までの載荷において、試験体各部での破壊、曲げ等の重大な損傷は観察されなかった。図-5に示す試験体中央部での屋根葺き材のたわみ量図-5 変位計設置位置（a）屋根葺き材のたわみ量写真-2 圧力箱に取り付けられた試験体（野地板の屋内面が見える）（b）屋根葺き材、軒先およびケラバと母屋間の相対変位量図-4 載荷段階図-6 変位量測定結果 33 GBRC Vol.33 No.4 2008.10 屋根葺き材の機能を損なうものではなく、積雪や熱収縮般に、地面から高い位置では風が強く、また市街地の中の影響によって時間の経過と共に減少する（元に戻る）よりも海沿いの地形の方が風が強いことはよく知られてことも期待できるので、強度の面では許容範囲にあるといる。受風係数Erはこれらの二つの効果を考慮して、風判断される。速の増減の割合を決定する量である。地形の効果は地表母屋に対する屋根葺き材固定部付近の相対変位量（図- 面の（風にとっては）障害物（建物や樹木のことで、粗 6 （b））と軒先およびケラバ付近の相対変位量（図-6 （c）））度と呼ばれる）の大きさや密度で表すことができる。地は、荷重に対して直線的に変化し、それらの残留変位量形は地表面の粗度によってⅠ∼Ⅳの4つのカテゴリー（粗は十分小さい。したがって、固定部付近の部材はほぼ弾度区分）に分類されている。Ⅰは海岸から突き出た埋立性的に挙動しており、耐力上健全であると判断できる。地、Ⅱは海岸や湖の沿岸地、Ⅲは通常の市街地、Ⅳは高残留変位量の確認の後、再び荷重を段階的に上げて、層建築物が建ち並ぶ大都市の中心地である。通常の建築荷重−7.7kPaの載荷後における試験体の破壊を確認した。物では概して粗度区分Ⅲが適用される（詳細は告示第この破壊荷重は目標荷重の約3.4倍であることから、試験 1454号を参照のこと）。受風係数Erは式（3）で与えられる。体は許容耐力に対して安全率3.4を有するということができる。実際の安全率の表明では、施工のバラツキや経年 H Er＝1.7 − −− ZG α ………………………………………（3）変化を考慮して安全率3とすることが望ましいであろう。ここで、Hは建築物の高さ、ZGは上空大気の、それより４．解説 4．1 上の高さでは風速が一定と考えられる高さ（大気境界層風荷重の算定高さと呼ばれる）、αは風速の高さ方向の勾配を表す指屋根葺き材の構造計算については、建築基準法施行令数で、粗度区分ごとに値が定められている。粗度区分Ⅲ 第82条の4に、「屋根ふき材、外装材及び屋外に面する帳では、ZG＝450m、α＝0.20と決められている（その他の壁については、国土交通大臣が定める基準にしたがって構造計算によって風圧に対して構造耐力上安全であるこ粗度区分での値は告示第1454号を参照のこと）。 ˆ f は、建築物の種類とその部位ごとにピーク風力係数 C とを確かめなければならない」と定められている。国土告示第1458号に例示されている。自然風は常に乱れてお交通大臣が定める基準とは、平成12年建設省告示第1458 り、その結果、風圧力も時間的に変動する。ピーク風力号を指す。告示第1458号では、風圧力は式（1）で求めら係数は変動する効果が考慮された風力係数の最大瞬間値れる。で、概ね1秒間程度の変動の最大値が採用されている。 ˆf −は時間平均値であるが、風力係数 C 式（1）では、速度圧q −ˆ C f ………………………………………………（1） W＝q に最大瞬間値が採用されているため、両者の積である風 −は平均速度圧（N/m2）、ここで、Wは風圧力（N/m ）、q ˆ f は屋根葺き材のピーク風力係数である。q −は式（2）で表 C えられる構造骨組用風圧力の式も式（1）と似ているが、される。定義は対照的で、速度圧に最大瞬間値、風力係数に時間 2 − q ＝0.6Er2V02 …………………………………………（2）圧力Wでは最大瞬間値が計算される。告示第1454号で与平均値が与えられている。このことから、両者の風力係数を混同しないように特に注意しなければならない。告ここで、Erは平成12年建設省告示第1454号で与えられる示第1454号の風力係数を式（1）に代入すると、設計荷重建設場所周辺の地形や建築物の高さに依存する係数で、は所定の半分程度にしかならない。ここでは受風係数と呼ぶ（正式の呼称は告示では与えら外装材の風力係数は、その面の表と裏に作用する風圧れていない）。V 0は基準風速と呼ばれ、建設地の行政区係数の差として定義される。建築物の表面に作用する風画ごとに30m/sから46m/sの範囲で定められている。基によって生じる風圧を外圧、室内面に作用する風圧を準風速は過去の強風の観測記録から統計的に決められた（室）内圧と呼び、速度圧で基準化されたそれぞれの風値で、台風の襲来を頻繁に受ける九州、沖縄地方では高圧係数を外圧係数、内圧係数と呼ぶ。したがって、風力い値が設定されている。V0は10分間平均風速で、この値係数は外圧係数と内圧係数の差であり、ピーク風力係数を用いて計算される速度圧 − q も10分間平均値である。は式（4）で表される。基準風速は地域ごとに決められた風速であるが、同じ地域にあっても風速は高さと地形によって変化する。一 34 ˆ pe−C ˆ pi ……………………………………………（4） Cˆ f ＝C GBRC Vol.33 No.4 2008.10 ˆ pe はピーク外圧係数、C pi はピーク内圧係数でここで、C ある。外圧が伝わり、内圧が正となるケースがある。この場合、 ˆ pi＝0.0ではなく、いくらかの正の値ピーク内圧係数は C 圧力は注目する面に垂直に作用し、その面を押す方向を設定し、結果として、いくらか大きいピーク風力係数に作用する圧力を正圧と呼び、正の符号で表し、その面を設定する必要がある。シャッターが正の風圧で壊れたを引く方向に作用する圧力を負圧（または引圧）と呼び、その符号を負で表す。両者の差で表される風力係数の符場合には、残りの建築物では開放型建築物としてのピー ˆ pi＝1.5を設定することが求められる。実際ク内圧係数 C 号は、その部材を外側から内側に押す方向に作用する力には、シャッターが壊れることを前提として設計するこの符号を正、その部材を内側から外側に引く方向に作用とはあり得ないが、空気の流通する隙間が一つ（または ˆ pi＝0.5程度の二つ）だけの壁面に偏在する建築物では、C する力の符号を負で表す。 ˆ pe は、告示第陸屋根の屋根葺き材のピーク外圧係数 C 1458号で図-7のように与えられている。この図は、陸屋ピーク内圧係数を見込んでおくことは、良い設計習慣として推奨される。根には負圧だけが作用し、屋根の周縁部、特に隅角部付屋根の端部がその下の壁面から外に突き出されている近で負圧が強いことを示している。それぞれの領域のサ場合、つまり軒の出をもつ場合の軒の裏面は、図-8に示イズは建築物の大きさから決定される。すように、室内に面しておらず（厳密には、軒天井を付ピーク内圧係数は、通常の建築物（閉鎖型建築物）の場合、式（5）、（6）のように与えられる。 ˆ pi＝−0.5 ……………………………（5） Cˆ pe ≧0のとき、C ˆ pi＝0.0 ………………………………（6） Cˆ pe ＜0のとき、C けない場合）、外気に面している。この部分の下面の風圧係数に内圧係数を当てはめることはできない。軒の出の裏面にも外圧が作用するが、この部分の圧力はすぐ下の壁面に作用する外圧とほぼ等しいと考えることができる1）。したがって、軒の出の風力係数は屋根表面（上面）前述したように、陸屋根には負圧しか掛からないので、 ˆ pi＝0.0と設定できる。つまり、建ピーク室内圧係数は C Cpe1−Cpe3で表される。ここで、Cpe1は図-7の周縁部また築物外装材のピーク外圧係数が負であるとき、ピーク内は隅角部の強い負圧が適用され、壁面に作用するC pe3は圧係数はゼロを与え、その結果ピーク風力係数の値はピ正圧であることから、Cf1は強い負の風力係数が設定されーク外圧係数の値と等しくなるが、これを内圧は作用しる。Cf1は屋根一般部の風力係数Cf2より大きい負の値を示ないと理解してはいけない。ここでは、ゼロという値をすことに注意する必要がある。の外圧係数Cpe1とすぐ下の壁面の外圧係数Cpe3との差Cf1＝もつピーク内圧係数が作用する状態を考えていることに図-8の風圧分布から、軒の出の長さëeの変化による屋なるが、これは風荷重の設定条件としていつも正しいと根葺き材軒固定部における浮き上がり力の計算例を図-9 は限らない。工場建屋などで、大きいシャッターが一つに示す。同部分での浮き上がり力はëeとともに直線的にの壁面だけにある場合、そのシャッターに正対して風が増加する。建築基準法には軒の出がある場合の荷重の計吹く風向では、シャッターの隙間から比較的大きい正の算方法を示していないが、軒の出によってかなり荷重が増加することがあるので、特に注意を要する。なお、建築基準法に基づく風荷重算定プログラムを当試験所のホームページ（http://www:gbrc.or.jp）に用意しているので、自由にお使いいただきたい。図-7 陸屋根のピーク外圧係数Cpe（告示第1458号）図-8 屋根の軒先部と一般部の風力係数 35 GBRC Vol.33 No.4 2008.10 る。例えば、金属屋根葺き材の場合では、金属板を固定金具間のスパンで支持される単純支持梁と考え、（2）で計算される等分布荷重を適用して、曲げモーメントを求め、その値を断面係数で除して発生する応力度を計算する例は多く見られる。また支持金物では計算された荷重と受風面積から軸力を計算し、断面積で除して応力度を計算することもできる。しかし、多くの外装材では、各部の変形が比較的大きく、単純な仮定で発生応力度を計算することがいつも安全側であるとは限らない。本稿で取り上げた薄板金属板を吊子を介してビスで母屋に固定する工法では、力の伝達は複雑で、発生応力度は外力に対して非線形な挙動を示すと考えられることから、単純な応力度計算の有意さには疑問が残る。つまり、確実ではない仮定を多く含む外装材固定部の応力度を計算することが適切でないことも多くある。このような場合には、外力に対する外装材の安全性を試験で確認することを前提として、（3）の要求資料は、（2）で計算された風圧力が作用するときの外装材に加わる「力」を示せば良い。図-9 軒の出による軒部での浮き上がり力の例要求資料（4）は、許容応力度または許容耐力が、作用する応力度または荷重を下回ることがないことを示す計 4．2 建築確認で要求される構造計算書外装材の構造計算書の様式は建築基準法施行規則第1 条に規定されており、設計者は以下の使用構造材料一覧表、荷重・外力計算書、応力計算書、屋根葺き材等計算書を用意しなければならない。算書である。上で述べたように、外装材では部材の許容耐力と設計荷重の比較を記すことが多い。 4．3 許容耐力と確認試験前節で、外装材では、ある力を受けたときに発生する応力度の推定が困難であることが多いことを述べた。こ（1）使用構造材料一覧表；屋根葺き材、外装材及び屋外の場合、外装材の強度を確認するための試験が必要であに面する帳壁に使用されるすべての材料の種別（規る。試験には、部材全体を再現して設計荷重に相当する格がある場合には当該規格）及び使用部位。使用材力（または圧力）を加えて、部材全体で安全性を確認す料の許容応力度、許容耐力及び材料強度の数値並びる全体試験（アセンブリ試験とも呼ばれる）と、部材のにそれらの算出方法。法第37条の認定を受けた建築一部を取り出してこの部分に生じると考えられる力を加材料である場合にあってはその使用位置、形状及びえる部分試験（個材試験とも呼ばれる）がある。試験の寸法並びに当該構造計算において用いた許容応力度規模は全体試験の方が大きく、したがって費用も通常多及び材料強度の数値並びに認定番号く掛かる。部分試験は、比較的小規模で計画でき、費用（2）荷重・外力計算書；風圧力の数値及びその算出方法は少なくできる利点がある。金属屋根葺き材の耐風強度（3）応力計算書；屋根葺き材及び屋外に面する帳壁に生を知るための試験では、全体試験は本稿で述べた圧力箱ずる力の数値及びその算出方法（4）屋根葺き材等計算書；令82条の4に規定する構造計算の計算書要求資料のうち、（1）については、使用材料の特定と、方式の屋根パネルの耐風圧試験などがこれに当たり、部分試験は吊子の垂木からの引き抜き試験などが相当する。一般に、外装材は複数の材料で構成され、力の伝達は許容応力度または許容耐力および強度の明示が要求され非常に複雑である。それは外力を受けた外装材がどのよており、節4.3で詳しく述べる。また、（2）の風圧力の計うに壊れるかを考えると分かる。金属屋根の場合を例に算方法については節4.1で述べた。損傷の可能性を挙げると、金属板が風圧で曲げ変形して計算された荷重によって生じる各部の応力計算の要求壊れる場合、金属板が吊子から抜け出す場合、吊子穴が資料（3）は、力の伝達が明確な場合には容易に準備できビス頭から抜ける場合、ビスが破断する場合、ビスが母 36 GBRC Vol.33 No.4 2008.10 屋から抜け出す場合などが考えられ、それらのいくつかれる。は同時に発生するかもしれない。これらの損傷形態はど全体試験と部分試験ともに注意しなければならないのれも起こりそうで、一つに限定できず、またそれらは互は、強度を確認するための試験体と実際の製品との仕様いに影響し合うことがあるので、部分試験からは限定的の差異である。実際の製品と試験体の仕様が異なる場合な情報しか得られないことが多い。は、安全側の評価ができるように、試験結果の補正やさまた全体試験は設計荷重に相当する力（または圧力）らなるマージンを考えることが必要となることがある。を加えるので、要求される荷重に対する評価が容易であ例えば、1スパンのみを再現した試験体を用いた折板のるが、注目する部分に生じる力を想定して行う部分試験耐風圧試験結果は、多くの連続するスパンをもつ折板のでは最終評価が困難なケースがある。例えば、−2.3kPa 固定部の強度確認には使えない。折板の変形やモーメンの設計圧力下で耐力が確認された屋根葺き材はその圧力トの効果を考えないとしても、1スパンの折板で片側のに対して安全であると言えるのに対して、この圧力に吊支持部に掛かる力の合計は連続するスパンの場合の半分子の負担面積（0.4m×0.6m）を乗じて得られる引き抜きであり、これによって連続スパンにおける支持部の強度力550Nについて強度が確認された吊子の試験結果だけかが確認されたことにはならない（図-10参照）。折板の支ら、屋根葺き材が設計荷重に対して安全であると直ちに持部の強度確認に2スパン分の試験体が必要であることは言えないであろう。したがって、外装材の強度確認のはオーストラリア規格 2）やアメリカ規格 3）では明記され目的では、全体試験は部分試験よりも優位であると言えている。わが国には長いスパンの2スパン折板を試験する。設計者が、A社から全体試験の結果、B社からは部る装置（例えば、1スパン長さが4mの場合、試験装置の分試験の結果の提供を受けて、どちらの製品を採用する全長は8m以上が必要である）はないので、実物のスパンかは言うまでもなく明らかであろう。実際に、海外の多よりも短い試験体で試験せざるを得ないが、圧力負担面くの試験方法では、実物を忠実に再現した全体試験を強積の違いを試験圧力に上増しして安全性を確認するなど制しているものが多い。の工夫が必要である4）。しかし、部分試験のコストパフォーマンスの良さも見建築基準法施行規則第1条では、材料の許容応力度ま捨てることはできない。全体試験の結果から、外装材のたは許容耐力が求められている。外装材の場合は、外力強度上の弱点部が明らかにされ、これを克服するためのに対する変形の応答が、変形の初期においてさえ、必ず改良品の効果を費用が掛かる全体試験ではなく、安価なしも線形でない。したがって、設計荷重を受けた後の外部分試験で事前に確認するなどの利用価値は高いと思わ装材に外装材としての機能が損なわれない程度の変形が残留することは許されるであろう。この場合、許容応力度または許容耐力の設定には、残留変位量の考慮を含なければならない。前述のように、外装材構成材間の力の伝達は複雑で、実際に発生する各構成材での応力度を予測するのは困難であることが多い。このような場合、設計荷重を試験体に直接掛けることができる全体試験で、許容耐力と終局耐力（破壊強度）を求めることが適切である。許容耐力（a）１スパンの折板試験（b）２スパンの折板試験図-10 スパンの数による固定部の負担面積（網掛け部）図-11 外装材の一般的な荷重―変形曲線 37 GBRC Vol.33 No.4 2008.10 は終局耐力を安全率で除した値で、いわば名目上の耐力を考慮した耐力のほぼ最小値が推定できると考えられである。したがって、許容耐力は、常に安全率を付してる。表すことが望ましい。安全率は通常、1.5∼3.0程度の値が採用される。５．おわりに図-11で示したような、荷重−変形曲線が試験から得屋根葺き材はしばしば強風で被害を受ける。多くの外られていれば、許容耐力Paを設定する原則は次のような装材がそうであるように、金属板は屋根の一部だけの被ものである。終局耐力Pmaxを安全率S.F.で除して得られる害に留まらず、屋根全体または広い面の被害に拡大する曲線上の強度（仮の許容耐力）から接線を求め、荷重がことがある。これらの被害を軽減するには、確実に耐風ゼロのときの変形軸上の切片が推定残留変位量δ pであ設計を行うことが必要である。耐風設計では、適切な荷る。この推定残留変位量が外装材の機能を損なわない量重の設定と、建材の十分な強度の確認が必要である。建であれば、仮の許容耐力を、試験体の許容耐力とするこ材の強度を確認する作業が試験である。本報告は金属屋とができる。推定残留変位量が許容されない程度に大き根葺き材の耐風試験について述べた。ければ、さらに安全率を大きく設定して、上の手順を繰試験の方法は、野地板に穴を開けて屋根葺き材に圧力り返して、推定残留変位量が所定の許容される残留変位が加わるように計画した。屋根葺き材の強度上の弱点部量を下回るまで繰り返す。となり易い軒先とケラバを試験体で再現し、さらに屋根以上のように、変位量の測定は非常に重要であるが、葺き材の熱膨張の影響を考慮して安全側に強度を評価で注目する部位で意図した通りに変位量が測定できるとはきる試験体とした。試験の目標荷重は建築基準法に基づ限らない（変位量測定位置と異なる部位で破壊することいて設定し、その目標荷重までの変位量測定とその荷重もある）。また、試験体が破壊に至るまで変位量を測定を超える破壊荷重を確認した。その結果、目標荷重除荷すると、破壊時に高価な変位計が損傷することもある。後の残留変形が比較的小さい（許容できる）ことから目したがって、設計荷重までの載荷が終了すると、一旦除標荷重を許容耐力とした。破壊荷重と許容荷重の比から荷して、残留変位量の測定と試験体各部の観察を行い、安全率3であることが確認された。変位計を取り外して、以降は変位量の測定を行なわず、金属屋根葺き材の耐風性能試験を例に挙げ、外装材に試験体の破壊荷重のみを確認することが多い。この場合、要求される耐風性能を試験で確認する方法を解説した。設計荷重除荷後の残留変位量が許容される範囲にあれ解説は、厳密な表現を避け、分かり易さを優先した。そば、想定した設計荷重が許容耐力となる。のため、関連基規準を熟読することをお勧めする。 4．4 材料強度のバラツキ一般に建材の強度は、材料自体や施工によって生じるバラツキをもつ。設計に用いられる許容耐力は、これらのバラツキを考慮して、その最小値を基準にしなければ〔謝辞〕本試験は、株式会社川上板金工業の依頼で行われた。本稿への転載を許可していただき感謝します。ならない。通常、強度のバラツキは多くの試験体を用いた試験結果によって統計的に評価される。しかし、数多くの試験体の製作費用と試験費用は、特に全体試験を計画した場合には、製造者の過大な負担となることがある。本試験の場合、屋根葺き材の耐風強度は、吊子の引き抜き強度、屋根端部における屋根葺き材の掛かり部の引き剥がし、および屋根葺き材の曲げ破壊のいずれかで決定されると考えられる。それらはいずれも複数個またはある程度の広がりが一つの試験体の中に存在し、例えば、本試験体の中にある吊子の数は24個、軒先の全長は4.8ｍ、ケラバの全長は5.5ｍ、曲げ破壊の可能性のある屋根葺き材の全長は13.8mである。試験体の破壊はそれらのうち最も弱い部位で生じる。したがって、このような複数の部材が組み込まれている全体試験の場合には、バラツキ 38 【参考文献】 1）浅見，西村，高森，染川：住宅における軒天井の設計用風圧係数，日本建築学会大会学術講演梗概集，B-1，pp. 233-234， 2009． 2）Australian Standard, AS 4040.0-1992, Methods of testing sheet roof and wall cladding, Part0：Introduction, list of methods and general requirements, 1992． 3）ASTM E 1592-05, Standard Test Method for Structural Performance of Sheet Metal Roof and Siding Systems by Uniform Static Air Pressure Difference, 2005． 4）日本金属屋根協会＆日本鋼構造協会，鋼板製屋根構法標準 SSR2007，2008．