垂木の設計 建築基準法施行令 / 木質構造設計規準・同解説 (日本建築学会)

このアプリについて

屋根の垂木を、鉛直荷重（固定＋積雪）に対する曲げ・せん断・たわみと、 軒・けらばに作用する負の風圧（吹き上げ）に対する断面・接合部の検定を行うツールです。 建築基準法施行令・木質構造設計規準（日本建築学会）および 「木造軸組工法住宅の許容応力度設計（2025年版）」（以下グレー本）に基づきます。 入力を変更すると結果は即時に更新されます。

使い方（基本の流れ）

1. 「基本情報」タブでスパン・勾配・断面・固定/積雪荷重・使用材料を入力すると、右側に長期／短期の検定結果が即時表示されます。
2. 「負の風圧に対する検定」タブで速度圧・外圧係数・軒の出/支間・接合部耐力を入力すると、負の風圧に対する検定結果パネルが表示されます（速度圧 q＝0 のときは非表示）。
3. 内容が固まったらツールバーの「✓ 確定」で検討部材一覧に追加。「🖨 計算書出力」でA4計算書をPDF出力、「💾 保存」/「📂 開く」でJSON保存・読込ができます。

(A) 鉛直荷重に対する検定（基本情報タブ）

屋根勾配 s/10 から θ=atan(s/10) を求め、実長 L_r=L/cosθ、 部材直交方向の等分布荷重で曲げ M・せん断 Q・たわみ δ を算定し、 長期（固定のみ）・短期（固定＋積雪）で許容応力度設計します。 積雪は屋根形状係数 μ_b=√cos(1.5β) による低減に対応します。 多雪区域では長期積雪時 (DL＋0.7×SL) の検定を追加します（グレー本①表2.5.1.1）。 許容曲げ f_b には、構造用合板等の面材を張る場合の並列材 F_b 補正（面材拘束係数 ×1.25 等、グレー本①P112）を乗じます。

(B) 負の風圧に対する検定（グレー本②§8.6）

軒・けらばに作用する負の風圧（吹き上げ）に対し、①軒の出（片持梁）、②支間（単純梁）の断面検定と、③接合部の引き抜き検定を行います。

(B-1) 速度圧 q ［手入力 / 自動計算］

自動計算は告示平12-1454号に基づきます。

V₀＝基準風速（地方ごとに 30〜46 m/s を告示で指定）、 H＝建築物の高さと軒高さの平均値 H=(H_max+H₀)/2、 E_r＝平均風速の高さ方向分布係数、G_f＝ガスト影響係数。

地表面粗度区分（Ⅰ:海岸／Ⅱ:田園／Ⅲ:一般市街地／Ⅳ:大都市、告示第1）ごとの数値と ガスト影響係数 G_f（告示第2、H=10〜40 m は線形補間）:

(B-2) 外圧係数と設計荷重

C_pe＝勾配屋根面の負の風力係数の絶対値、C_he＝軒下面の吹き上げ係数（通常 0.8＝0.8k_z, k_z=1.0）、 w_R＝固定荷重（cosθ 分を有利方向に差し引く）。

勾配屋根面の負の風力係数 C_pe（グレー本②§8.6、軒・平方向）:

けらば方向（妻側）の風には C_pe=1.0 を用います（入力欄に直接設定）。本アプリは1つの C_pe を①②共通に用いるため、軒方向（X）とけらば方向（Y）は別ケースとして検討してください。

(B-3) 断面・接合部の検定

短期許容曲げ f_b = F_b×2/3×(面材拘束係数)、短期許容せん断 f_s = F_s×2/3。 σ_b=M/Z_有効、τ=k_τ·Q/A_有効 を許容応力度と比較し、各検定比 ≦1.0 を確認します。 T_Jw（＝短期許容引張耐力 T_a）は接合部（ひねり金物・くら金物・釘等）の値で、 プリセットはグレー本① 表2.5.5.2（P140）等によります（釘は軒桁・母屋がスギ・スプルース等の場合の N75 ななめ打ち 等）。

(参考)

1. 建築基準法施行令（第82条・第87条 ほか）、平成12年建設省告示第1454号（速度圧・E_r・G_f）、同第1458号
2. 「木造軸組工法住宅の許容応力度設計（2025年版）」§8.6 軒、けらばの負の風圧に対する諸検定
3. 日本建築学会「木質構造設計規準・同解説 ―許容応力度・許容耐力設計法―」