段 × 列 横置き 度

標準型太陽光アルミ架台　強度計算書

204 10

1/1

目次

1.   一般事項と検討条件

2.   検討項目

3.   計算諸元

4.   荷重計算

5.   判定条件

6.   断面算定

7.   安全率一覧

架台製品参考図

正面図

側面図

横並べ4段×10列

1/1

1.   一般事項と検討条件

① 建設地 東京都

② 太陽電池モジュール規格

③ 太陽電池モジュール枚数 枚

④ 太陽電池モジュール重量 kg/枚

⑤ 柱本数 本

⑥ 主材本数 本

⑦ 基礎間隔（横方向） cm

⑧ 基礎間隔（縦方向） cm

⑨ ベース計算スパン（L） cm

⑩ レール45長さ cm

⑪ レール45本数 本

⑫ レール105長さ cm

⑬ レール105本数 本

⑭ 前柱長さ cm

⑮ 後柱長さ cm

⑯ 主材長さ cm

⑰ 架台設置角度 度

⑱ 設計用基準風速 m/s

⑲ 地表面粗粒度区分係数

⑳ 設計用積雪厚さ cm

㉑ 設計用水平震度係数

㉑ 設計基準 JIS C 8955:2011

モジュール架台図はページ2を参照

2.   検討項目

荷重条件と荷重の組み合わせにより、以下の項目を検討する。

一般地域

① 常時 自重 G

「長期」

② 積雪時 自重＋積雪荷重 G＋S

「短期」

③ 強風時（順風） 自重＋風圧荷重（順風） G＋W a

「短期」

④ 強風時（逆風） 自重＋風圧荷重（逆風） G+W f

「短期」

⑤ 地震時 自重＋地震荷重 G＋K

「短期」

部材による検討項目は下記の通り：

ベース材（レール45） ①②③④⑤

ベース材（レール105） ①②③④⑤

柱材（GT3 チューブ） ①②③④⑤

主材 (U型縦桟) ①②③④⑤

ブレース材 ⑤

100

20

400

12

40

19.5

5

5

360

169.2

360

42

300

20

38

410

50 mm1650 mm × 990 mm ×

1.0

Ⅲ

30

1/20

3.   計算諸元

モジュール面積 A w ＝ × ×

＝ [m2]

勾配係数 C s ＝ ＝

風速係数（順風） C wa ＝ (θ= 度の場合）

風速係数（逆風） C wb ＝ (θ= 度の場合）

ガスト影響係数 G f ＝

粗度区分係数 α ＝

粗度区分高さ Z G ＝ [m]

平均屋根高さ Z b ＝ [m]

＝Max（H、Zb）[m]

平均風速の高さ方向の分布を表す係数

E r ＝ 1.7×（Z /Z G）α

＝ [m]

＊風速係数の算出は次式による

（0度≦θ＜15度）

順風 C fa ＝

0.65＋0.009θ （15度≦θ≦45度）

（0度≦θ＜15度）

逆風 C fb ＝

0.71＋0.016θ （15度≦θ≦45度）

4.   荷重計算

架台全体に掛かる荷重を算出する。

4.1 固定荷重

前述条件により、 ＝（m t＋m m×N）×ｇ

＝（ ＋ × ）×9.8 ＝ [N]

4.2 積雪荷重

前述条件により、 ＝ × × ×

＝ × × × ＝ [N]

ここに、 ： 積雪荷重（N）

： 勾配係数

： 雪の平均単位荷重（積雪１cm当たりN・m-2）

： 地上垂直積雪量（m)

： 積雪面積（アレイ面の水平投影面積）（m2）

4.3 地震荷重

前述条件により、一般 ＝ ×

＝ × ＝ [N]

多雪 ＝ × ( + 0.35S )

＝ × ( + × ）

＝ [N]

ここに、 ： 設計用地震荷重（N）

： 設計用水平震度

： 固定荷重（N）

： 積雪荷重（N)

61.40

249.2

0.35

19145.6

7146.48

34283.2

注：雪の平均単位荷重（P）は、積雪１㎝毎に１m２につき一般の地位では20N以

上、多雪地域では30N以上とする。

K P k p

7146.48

65.34

0.9901.650

0.9306

F S

0.69

40

450

5

Z

20

0.785

0.95

40

20

1.03 20

0.83

0.20

√cos(1.5β)

A S

k P

G

1.0

S P C S A S

S P

C S

P

Z S

0.93 20

2.5

G

K P

30

P Z S

K P k p G

S

1.0 7146.48

7146.48

34283.2

2/20

4.4 風荷重

前述条件により、 ＝ ×

＝ × ＝

ここに、 ： 環境係数

： 平均風速の高さ方向の分布を表す係数

： ガスト影響係数

＝ × × ×

＝ × × × ＝ [N/m2]

ここに、 ： 設計用速度圧（N・m－2）

： 設計用基準風速（m・s－1）

： 環境係数

： 用途係数

よって、順風力（正圧）及び逆風力（負圧）は、

順風力（正圧） W pa ＝ × ×

＝ × × ＝ [N]

逆風力（負圧） W pb ＝ × ×

＝ × × ＝ [N]

ここに、 W p ： 設計用風圧荷重（N)

C wa ： 順風時風力係数

C wb ： 逆風時風力係数

q p ： 設計用速度圧（N・m－2）

A w ： 受風面積（m2）（アレイを構成する全モジュールの合計面積）

4.5　荷重の向き

4.6 基礎に生じる荷重

杭頭作用荷重の算定において、安全側を考慮して水平負担比率は

前：後＝ ： とする。

垂直荷重負担比率 前柱 ：後柱

水平荷重負担比率 前柱 ：後柱

杭頭高さ： mm

モジュール平均高さは：（H1＋H2）/2－杭頭高さ

＝ mm

スパン等 L1＝ mm L2= mm

0.478

1.01444 1034.81

65.34

65.34

q p A w

A wq pC wb

C wa

1.03 1034.81

V 02 E I

I

上記各荷重の向きは右の図に示す通り、風力のみ主材に垂直であり、その他は鉛直・水平方向の荷重となる。

0.83 1034.81

q p 1

q p

V 0

E

1 1.19

56119.85

G f

2.5 1.19

E

E r

G f

E E r2

69642.71

1 0

1

1

1

0

200

982.75

846 1692

GK

Wf

Wa

S

前柱後柱

3/20

杭頭作用荷重まとめ

4.6.1　基礎に生じる荷重（長期）

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

3758.52

-3062.68

-115.52

1544.81

N

N

N

N 0.00 N

-4763.84 N 0.00

714.65

3114.47

4142.97

8217.86

-8596.57

N

N

3114.47

4142.97

-4763.84 N 0.00

前柱 後柱

長期水平荷重

水平荷重

水平荷重

水平荷重

水平荷重

水平荷重

水平荷重

水平荷重

水平荷重

3829.12 N 0.00

鉛直荷重

鉛直荷重

鉛直荷重

鉛直荷重

鉛直荷重

鉛直荷重

鉛直荷重

0.00

地震時（負方向）

暴風時（正圧、多雪）

暴風時（負圧、多雪）

地震時（正方向、多雪）

0.00 N 0.00

0.00 N 0.00

3838.82

N

水平荷重

短期

水平荷重

-3829.12 N 0.00 N

-1935.14

-309.48

4138.60

鉛直荷重

鉛直荷重

鉛直荷重

N

N

N 0.00 N

N

鉛直荷重

0.00 N

4958.43

1544.81

-115.52

暴風時（負圧）

地震時（正方向）1429.30

-1429.30

3838.82 N 0.00

8217.86

-8596.57

4138.60

-309.48

常時

常時（多雪）

積雪時

暴風時（正圧）

0.00

方向荷重ケース

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

N

714.65

地震時（負方向、多雪）

前柱後柱

負

4/20

常時

鉛直P1 ＝ [N]

水平Q1 ＝ [N]

常時（積雪考慮）

鉛直P2 ＝ ＋ × ＝ [N]

水平Q2 ＝ [N]

4.6.2 基礎に生じる荷重（短期）

積雪時

鉛直P3 ＝ ＋ ＝ [N]

水平Q3 ＝ [N]

暴風時（正圧）

鉛直前柱

P4前柱 ＝｛ × ° ×（ － ）

－ × ° × ｝ / ＋

＝ [N]

鉛直後柱

P4後柱 ＝（ × ° ×

＋ × ° × ） / ＋ )

＝ [N]

水平

Q4 ＝ ( × ° ）/ = [N]

Q4前柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

Q4後柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

19194.121 1

19194.1

0 1 0.00

20

19194.1

N

水平荷重 19194.12 N 0.00

41089.30 N 3758.52 N 8217.86

N

41089.30

56119.85 sin

19194.1

鉛直荷重

3838.82 N 0.00 N

3573.24

56119.85 cos 20

56119.85 sin 20 983 1692 3573.24

846

前柱 後柱 前柱（1本毎） 後柱（1本毎）

18792.59 N

1692 846

56119.85 sin 20 983 1692

18792.59

56119.85 cos 20

0.00

後柱（1本毎）

7146.48

0.00

0.00

N

N 0.00 N 0.00 N

0.00 N

後柱 前柱（1本毎）前柱

鉛直荷重

水平荷重

N

0.00

前柱 後柱 前柱（1本毎）

34283.21 41429.69

後柱（1本毎）

鉛直荷重 15572.36 N 15572.36 N 3114.47 N 3114.47 N

3573.24 3573.24

0.00

N 714.65 N 714.65 N

N 0.00 N

7146.48 34283.21 0.7 31144.73

0.00 N

前柱 後柱 前柱（1本毎） 後柱（1本毎）

鉛直荷重 20714.85 N 20714.85 N 4142.97 N 4142.97 N

水平荷重 0.00 N 0.00 N 0.00 N 0.00 N

水平荷重

7146.48

0.00

5/20

暴風時（正圧、多雪）

鉛直前柱

P5前柱 ＝｛ × ° ×（ － ）

－ × ° × ｝ / ＋

＋ × × /

＝ [N]

鉛直後柱

P5後柱 ＝（ × ° ×

＋ × ° × ） / ＋

＋ × × /

＝ [N]

水平

Q5 ＝ × ° = [N]

Q5前柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

Q5後柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

暴風時（負圧）

鉛直前柱

P6前柱 ＝｛ × ° ×（ － ）

＋ × ° × ｝ / ＋

＝ [N]

鉛直後柱

P6後柱 ＝（ × ° ×

－ × ° × ） / ＋

＝ [N]

水平

＝ × ° = [N]

Q6前柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

Q6後柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

-23819.21

-23819.21 -23819.21

-23819.21

1

0 1 0.00

-3062.68

56119.85 cos 20 846

cos 20 846

69642.71

56119.85 sin 20 19194.1

19194.1 1 1 19194.1

3573.24

-69642.71

-15313.42

-69642.71

-42982.84

-69642.71

3573.24

0.35 34283.21 1 2

cos

1692 3573.24

前柱

20 983 1692

後柱 前柱（1本毎）

24792.15 N 47088.86 N 4958.43 N 9417.77

sin

Q6 sin 20

N -42982.84 N N -8596.57

47088.86

56119.85 sin 20 983 1692 3573.24

N

20 1692 846

69642.71 sin 20 983

前柱 後柱 前柱（1本毎）

N-15313.42

0.35 34283.21 1 2

1

水平荷重 19194.12 N

鉛直荷重

0.00 N 3838.82 N

24792.15

後柱（1本毎）

0.00 N

後柱（1本毎）

56119.85 cos 20 1692 846

19194.1 0 1 0.00

56119.85 sin 20 983 1692

鉛直荷重

水平荷重 -23819.21 N 0.00 N -4763.84 N 0.00 N

6/20

暴風時（負圧、多雪）

鉛直前柱

P7前柱 ＝｛ × ° ×（ － ）

＋ × ° × ｝ / ＋

＋ × × ° × /

＝ [N]

鉛直後柱

P7後柱 ＝（ × ° ×

－ × ° × ） / ＋

＋ × × ° × /

＝ [N]

水平

Q7 ＝ × ° = [N]

Q7前柱 ＝ × （ / ）＝ [N]

Q7後柱 ＝ × （ / ）＝ [N]

地震時（正方向）

鉛直前柱

P8前柱 ＝ × / ＋ ＝ [N]

鉛直後柱

P8後柱 ＝ × / ＋ ＝ [N]

水平

Q8 ＝ [N]

Q8前柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

Q8後柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

地震時（正方向、多雪）

鉛直前柱

＝ × / ＋

+ × × /

＝ [N]

鉛直後柱

＝ × / ＋

+ × × /

＝ [N]

＝ [N]

Q9前柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

Q9後柱 ＝ ×（ / ）＝ [N]

-1547.38

-23819.21

-23819.21 -23819.21

-23819.21

7724.07

N 1544.81 N

水平荷重 7146.48 0.00 N

P9後柱 19145.60 983 1692 3573.24

0.35 34283.21 1 2

N 0.00 N 1429.30 N

P9前柱 -19145.60 983 1692 3573.24

鉛直荷重 -577.59 N 7724.07 N -115.52

69642.71 sin 20 983 1692 3573.24

-9675.68

-69642.71 cos 20 846

0.35 34283.21

-25610.37

-69642.71 sin 20

1 1

-69642.71 cos 20 1692 846

7146.48

20

前柱 後柱 前柱（1本毎）

7146.48 1 1 7146.48

7146.48

後柱（1本毎）

前柱 後柱 前柱（1本毎） 後柱（1本毎）

0.00

水平荷重 N

2

1692 3573.24

0 1 0.00

cos 20 1 2

69642.71

N -5122.07 鉛直荷重 -9675.68 N -25610.37 N -1935.14

sin 20 983 1692 3573.24

1

-7146.48 -577.59

1 0.00

7146.48 983 1692 3573.24

-23819.21 N 0.00 N -4763.84 N 0.00

cos

後柱（1本毎）

983

0.35 34283.21

0

N

N 4138.60

34283.21 1 2

20692.98

水平Q9 19145.60

19145.60 1 1 19145.60

19145.60

0.35

0 1

20692.98

前柱 後柱 前柱（1本毎）

N

水平荷重 19145.60 N 0.00 N 3829.12 N 0.00 N

鉛直荷重 -1547.38 N N -309.48

7/20

地震時（負方向）

鉛直前柱

P10前柱 ＝ × / ＋ ＝ [N]

鉛直後柱

P10後柱 ＝ × / ＋ ＝ [N]

Q10 ＝ + ＝ [N]

Q10前柱＝ ×（ / ）＝ [N]

Q10後柱＝ ×（ / ）＝ [N]

地震時（負方向、多雪）

鉛直前柱

P11前柱 ＝ × / ＋

+ × × /

＝ [N]

鉛直後柱

P11後柱 ＝ × / ＋

+ × × /

＝ [N]

＝ [N]

Q11前柱＝ ×（ / ）＝ [N]

Q11後柱＝ ×（ / ）＝ [N]

-1547.38

7724.07

1692 3573.24

0.35 34283.21 1 2

20692.98

-19145.60 983 1692

0.35

0 1 0.00

前柱 後柱 前柱（1本毎） 後柱（1本毎）

水平

Q11 -19145.60

1 1

0 1 0.00

19145.60 983

3573.24

34283.21 1 2

-19145.60

-19145.60

-7146.48

7146.48 983 1692 3573.24

-19145.60

1 1

0.00 -7146.48

-7146.48 -7146.48

鉛直荷重 7724.07 N -577.59 N 1544.81 N -115.52 N

-7146.48 983 1692 3573.24

水平

-7146.48

-577.59

水平荷重 -19145.60 N 0.00 N -3829.12 N 0.00 N

水平荷重 -7146.48 N 0.00 N -1429.30 N 0.00 N

前柱 後柱 前柱（1本毎） 後柱（1本毎）

鉛直荷重 20692.98 N -1547.38 N 4138.60 N -309.48 N

8/20

5.   判定条件

5.1　材料特性

各部材の特性は下記の通りである。

a）　ベース材 ： レール45

断面係数 W h ＝ / ＝ /

＝ [mm3]

＝ [cm3] （鉛直方向）

断面係数 W v ＝ / ＝ /

＝ [mm3]

＝ [cm3] （水平方向）

b）　ベース材 ： レール105

断面係数 W h ＝ / ＝ /

＝ [mm3]

＝ [cm3] （鉛直方向）

断面係数 W v ＝ / ＝ /

＝ [mm3]

＝ [cm3] （水平方向）

(1.000, -0.013)

1962.8885

(0.013, 1.000)

I x e 80109.2230 25.8518

13.9565

22.4506

上端から図心までの距離 25.8518 19.1482

2.58

主軸I2 58241.909 主軸2方向

2225.6352 面積モーメント（Y軸周り）

22.5494

2583

下端から図心までの距離

主軸I1 80112.692 主軸1方向

3.10

I y e 58245.3785

3098.8

左端から図心までの距離 22.5494 右端から図心までの距離

4183.6440 W y(下）

断面係数表

A 299.0228 I p 138354.6015

I x 80109.2230 I y 58245.3785

i x 16.3677 i y

3098.78 W y(上） 2583.0123

2594.3796

面積モーメント（X軸周り）

(-0.001, 1.000)

断面係数表

1107406.6432 57.2627

276986.5846 32.2195

32.2805

上端から図心までの距離 57.2627 下端から図心までの距離 47.7373

主軸I1 1107408.333 主軸1方向 (1.000, 0.001)

8596.8642

W x(下） W y(下）23197.9270

I p

W x(上） 19339.0609 W y(上）

左端から図心までの距離

主軸I2 276984.895 主軸2方向

8580.6138

面積モーメント（X軸周り） 12639.4587 面積モーメント（Y軸周り） 6345.2369

1384393.2278

I x 1107406.6432 I y 276986.5846

i x 40.5740 i y 20.2919

A 672.6843

W x(下）

32.2195 右端から図心までの距離

W x(上）

I x e

19339

19.34

I y e

8596.9

8.60

9/20

c）　柱材　　 ： GT3チューブ

断面係数 W h ＝ / ＝ /

＝ [mm3]

＝ [cm3] （柱の左右方向の曲げ）

断面積 ＝ [mm2]

＝ [cm2]

断面二次半径 ＝ [mm]

＝ [cm]

297274.9929

20.0000

35.0000

8493.6

8.49

536.5668

5.37

23.5379

2.35

I y 136418.1600

i x 23.5379 i y 15.9450

W x(上） 8493.5712 W y(上） 6820.9080

A r

i r

下端から図心までの距離 35.0000

主軸I1 297274.993 主軸1方向 (1.000, 0.000)

主軸I2 136418.160 主軸2方向 (0.000, 1.000)

W y(下） 6820.9080

面積モーメント（X軸周り） 5556.8057 面積モーメント（Y軸周り） 3980.0886

左端から図心までの距離 20.0000 右端から図心までの距離

断面係数表

A 536.5668 I p 433693.1529

I x 297274.9929

W x(下） 8493.5712

上端から図心までの距離 35.0000

I x e

10/20

d）　主材　 ： U型縦桟

断面係数 Z c ＝ / ＝ /

＝ [mm3]

＝ [cm3] （主材の上下方向の曲げ）

断面積 ＝ [mm2]

＝ [cm2]

断面二次半径 ＝ [mm]

＝ [cm]

e) ブレース材

断面積 ＝ [mm2]

＝ [cm2]

断面二次半径 ＝ [mm]

＝ [cm]

f)　部材（アルミ）の許容応力度　　[N/cm2]

ヤング係数 [N/cm2]

曲げ応力 σｂ ： （長期） （短期）

圧縮応力 σｃ ： （長期） （短期）

（柱材長さ ＝ 、 細長比 ＝ / ＝ の場合）

ｃλ ＝ V ＝ ＝ λe ＝

圧縮応力 σR ： （長期） （短期）

（主材長さ Lｔ ＝ 、 細長比 ＝ / ＝ の場合）

ｃλ ＝ V ＝ ＝ ＝

ｃλ < σｃ＝F/ V

< ｃλ < σｃ＝（1.0－0.5×（（ｃλ－λｐ）/（λe－λｐ））×（F/ V）

ｃλ > σｃ=F/V/ｃλ2

F ＝ N/cm2

g) 　安全率

安全率　S＝1.0　以上で　OK

λp

λp λe

λe

21500

A r 948.6674

9.49

i r

44.6

0.79 1.55 λp 0.2 1.41

Lt

10036 15054

180 λ Lt ic 55.6

0.98 2.24 λp 0.2 λe 1.41

70.3

14330 21500

10513 15769

100 λ Lt ic

32.0148

3.20

948.6674 I p 1647396.3064

I x 972336.5146 I y 675059.7917

i x 32.0148 i y 26.6756

W x(上） 19418.6304 W y(上）

13324.4024 面積モーメント（Y軸周り）面積モーメント（X軸周り）

右端から図心までの距離

上端から図心までの距離 50.0724 下端から図心までの距離

主軸I1 972337.058 主軸1方向

主軸I2

左端から図心までの距離 35.4922

19419

19.42

50.0724

19019.9537

19011.5857

11692.1623

35.5078

49.8786

(1.000, 0.001)

675059.248 主軸2方向 (-0.000, 1.000)

I x e 972336.5146

W x(下） 19494.0573 W y(下）

断面係数表

A

A r 242

2.42

i r 16.0

1.60

2.1

2.2

1.0

11/20

5.2　計算方法

ａ）　ベース材　レール45

b）　ベース材　レール105

c）　柱材

d） 主材

6.   断面算定

常時： ＝ N/cm ＝ N/cm

積雪時： ＝ N/cm ＝ N/cm

強風時(順風)： ＝ N/cm ＝ N/cm

地震時： ＝ N/cm ＝ N/cm

a)

下図に示す様に、パネル４枚はレール45×2本で支えてある、レール105の締結点を荷重点（但し、自重と積雪荷重は等分布荷重とする）とした単純支持梁の強度の検討を実施する。各荷重条件において、ベース材に掛かる鉛直・水平方向の荷重から曲げモーメントの応力度を算出する。

下図に示す様に、後柱について、鉛直方向の座屈の検討（逆風時のみ単純引張りの検討）及び、水平方向の片持ち梁の強度の検討を実施する。鉛直方向に関しては圧縮応力（逆風時のみ単純引張りの検討）、水平方向に関しては曲げモーメントから、それぞれの応力度を算出する。

下図に示す様に、柱材の位置を支持点とした最大スパンにて、ベース材からの荷重を集中荷重として対応する。自重荷重、積雪荷重、地震荷重は鉛直、水平方向で加重する為、主材の曲げモーメント、圧縮力の応力度を算出する。また、風加重については、主材の直角方向で加重する為、曲げモーメントのみ応力度を算出する。

1.12

qH

1.12qv qH

7.66 0.30

4.75 qH 1.73

qv

0.30

qv

下図に示す様に、アンカー位置を支持点、柱材の締結点を荷重点（但し、自重と積雪荷重は等分布荷重とする）とした単純支持梁の強度の検討を実施する。各荷重条件において、ベース材に掛かる鉛直・水平方向の荷重から曲げモーメントの応力度を算出する。

　各検討条件での荷重組み合わせをパネルと垂直方向q v、並行方向q HにT型レール50上の均一分布

に転換する。強風時(逆風)の場合、集中荷重で検討する。

qv 0.82 qH

835

4*360

12/20

常時： ＝ N/cm ＝ N/cm

積雪時： ＝ N/cm ＝ N/cm

強風時(順風)： ＝ N/cm ＝ N/cm

地震時： ＝ N/cm ＝ N/cm

6.1 ベース材　レール50

①　常時（長期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

②　積雪時（短期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

③　強風時(順風) （短期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

b)

MH ＝ ＝ 730.29 N*cm

σv + σH ＝

MH ＝ ＝ 730.29 N*cm

Mv 11632

MH ＝ ＝ 7232.5

σv

　各検討条件での荷重組み合わせをパネルと垂直方向q v、並行方向q HにT型レール105上の均一分布

に転換する。強風時(逆風)の場合、集中荷重で検討する。

σH ＝ ＋

Mv 18774

qv qH

qv

qH

1.40

8.11

N*cm

5.01

5.12

23.45

qv

qv

qH

qH

下記に示す様な基本スパンにて、各柱締結点から荷重P[N]、　W[N/cm]を受けている時の、最悪

条件下での最大曲げモーメントM[N*cm]を算出する。

Mv 2006.5

＋

+

σv +

429.19 181.94

611.12 N/cm2 14330

21500

σH ＝ ＋

4015.8

4197.8 N/cm2 21500

2488.1 1801.8

4289.9 N/cm2

13.09

1.91

0.51

2.95

0.51

1.91

181.94

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

13/20

④　強風時(逆風) （短期荷重）

＝（ － ×cos ° （ ））/ / 3

＝ [N]

＝ × °（ ）/ / 3

＝ [N]

＝ × / ＝ [N] ＝ / 2 ＝ [N]

＝ × / ＝ [N] ＝ / 2 ＝ [N]

＝ [N*cm]

＝ [N*cm]

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

⑤　地震時（短期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

6.2 ベース材　レール105

977.61

σv

0.342

40.737

+ σH ＝ ＋

PH 69643

30.55

Mv

Pv 7146.5 sin 20

20 0.9397

F2v 40.737 3 4

下記に示す様な基本スパンにて、各柱締結点から荷重P[N]、　W[N/cm]を受けている時の、最悪

条件下での最大曲げモーメントM[N*cm]を算出する。

Mv

7146.5 20

20

F1 F2

1267.2 N/cm2 21500

21500

5384.2 225.78

3.83

16.97

585.4

5610 N/cm2

681.8

N*cm

σH ＝ ＋

15.3

MH

1048.8

25171.20

2736.7

MH ＝ ＝ 2736.7

σv +

F2h 1048.8 3 4 786.59 F1 F2 393

曲げモーメント図 V

曲げモーメント図 H

835

4*360

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

14/20

①　常時（長期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

②　積雪時（短期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

③　強風時(順風) （短期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]1.80

Mv

＝ ＝ 8249.3

σv + σH

131393

MH ＝ ＝

11925 N/cm2 21500

1.74

6.73

959.22

N*cm

6793.8 5560.8

＋

Mv 212069

MH

σv + σH ＝ ＋

Mv 22665

MH ＝ ＝ 8249.3

σv + σH ＝

＝

N*cm

1171.9 958.11

2130 N/cm2

21500

14330

47823 N*cm

12355 N/cm2

10965

＋

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

15/20

④　強風時(逆風) （短期荷重）

＝（ － ×cos °（ ））/ 3 /

＝ [N]

＝ × °（ ）/ 3 /

＝ [N]

＝ × / ＝ [N] ＝ [N]

＝ [N*cm]

＝ [N*cm]

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

⑤　地震時（短期荷重）

＝ ＝ N*cm

＝ ＋

＝ < OK [ S = ]

20 0.9397 5

sin 20

Fv 40.74

Mv

3594.66

+

1598.5

5193 N/cm2

7146.5

FH

Pv

4195.1 5 20 1048.8

4195.1

7146.5 0.342 5

162.95

21500 1.85

PH 69643

MH

+ σH ＝ ＋

Mv 30914

MH ＝ ＝

11626 N/cm2

10692 934.05

30914 N*cm

8032.9

σv

206783.0

σH ＝ ＋σv

21500 4.14

835

4*360

曲げモーメント図 H

曲げモーメント図 V

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑞𝑣𝑙2/8

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

𝑀𝑣/

𝑊𝑣

𝑀𝐻/𝑊

P P P P

16/20

6.3　柱材

①　常時（長期荷重）

＝ / ＝ [N]

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ N/cm2< [ S = ]

②　積雪時（短期荷重）

＝（ ＋ ）/ ＝

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ N/cm2< [ S = ]

③　順風時（短期荷重）

＝（ ＋ × °）/ ＝ [N]

σ ＝ / ＝ [N/cm2]

Σσ ＝ N/cm2< [ S = ]

④　逆風時（短期荷重）　「逆風時積雪負荷無視」

＝（ - ） / ＝ [N]

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ N/cm2< [ S = ]

⑤　地震時（短期荷重）

＝ / ＝ [N]

＝ × / ＝ [N]

＝ × ＝ [N/cm2]

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ / ＝ [N･cm2]

Σσb ＝ / ＋ /

＝ ＋ ＝ ＜ [ S = ]

N

σ

Σσ

Σσ 131.17 10513

15.91

5.37

80.15

5574.8

Σσ

5316.6

8041.2

990.9

990.9

133.19

10 4143

20

N

OK

OK

OK

OK

OK

21500

15.18

10N 7146.5 56120

1039.0

1039.0

60312 7146.5

20.42

σb

133.19 15769 8041.2

71.0Mb

σｃ 714.6 5.37

50740

cos

10 714.6

714.6

6.3150740

N 7146.5 34283

5.37 131.17703.8

703.8

σ

N 7037.9

σ

P 7146.5 1

15769

10

7146.5 10 714.6

4143 5.37 772.1

772.1 15769

5316.6

5574.8 5.37

15769

10

常時、積雪時、風時は、下記に示す様に、トラス構造、即ち、軸力のみで解析する。また、地震時は、後柱の長さLｔ＝100[cm]の柱脚固定の片持ち柱として、最大曲げモーメントM[N*cm]を算出する。

0.01 0.37 0.4 1 2.61

17/20

6.4　主材

① 常時（長期荷重）

＝ / 5 / 3 ＝ [N]

＝ × °（ ）＝ [N]

＝ × × °（ ）＝ [N]

＝ ×（ - ） - ×

＝ - ＝ [N･cm]

＝ × ＝ [N･cm]

以上より、Mｙ`を採用する。

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ / ＝ [N/cm2]

Σσ ＝ / ＋ /

＝ ＋ ＝ ＜ [ S = ]

②　積雪時（短期荷重）

＝（ ＋ ）/ 5 / 3 ＝ [N]

＝ × °（ ）＝ [N]

＝ × × °（ ）＝ [N]

＝ ×（ - ） - ×

＝ - ＝ [N･cm]

＝ × ＝ [N･cm]

以上より、Mｙ`を採用する。

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ / ＝ [N/cm2]

Σσ ＝ / ＋ /

＝ ＋ ＝ ＜ [S = ]

168702

1.0

1.0 2.42OK

65

0.34 1417

2595 65

σｎ 1417 9.49 149.4

8688 21500 149.4 15054

0.40 0.01 0.41

σｙ 168702 19.42 8688

N 2762 2 sin 20

194656 168702 25954

Mｙ` 2595

Mｙ 2595 140 65

33577 29100 4477

P

Py 2762 cos 20 0.9397 2595

7146.5 34283 2762

1500 21500 25.78 10036

0.07 0.0026 0.0723

σｎ 244.42 9.48 25.78

447.70Py

N 476.43 2 sin 20

Mｙ` 447.70 65 29100

29100 19.4 1500.0σｙ

476.43 cos 20 0.9397

下記に示す様に、パネルの分布荷重がベース材の集中（P1）し、主材に掛かっている。

よって、P1の荷重の位置により、最大スパン内Lr＝180[cm]の曲げモーメントと軸力を計算し、解析する。

Mｙ 447.70 140 65 447.70 65

0.34 244.42

P 7146.5 476.43

OK 13.82

18/20

③　順風時（短期荷重）

＝（ ×cos °（ ）＋ ）/ 5 / 3 ＝ [N]

＝ × × °（ ）/ 5 / ＝ [N]

＝ ×（ - ） - ×

＝ - ＝ [N･cm]

＝ × ＝ [N･cm]

以上より、Mｙ`を採用する。

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ / ＝ [N/cm2]

Σσ ＝ / ＋ /

＝ ＋ ＝ ＜ [ S = ]

④ 逆風時（短期荷重）

＝（ - ×cos °（ ）＋ ）/ 5 / 3 ＝ [N]

＝ × × °（ ）/ 5 / 4 ＝ [N]

＝ ×（ - ） - ×

＝ - ＝ [N･cm]

＝ × ＝ [N･cm]

以上より、Mｙ`を採用する。

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ / ＝ [N/cm2]

Σσ ＝ / ＋ /

＝ ＋ ＝ ＜ [S = ]

⑤　地震時（短期荷重）

＝ / 5 / 3 ＝ [N]

＝ ×cos °（ ）＝ [N]

＝ × × °（ ）＝ [N]

＝ × / 5 / 3 ＝ [N]

＝ × °（ ）＝ [N]

＝ × ×cos °（ ）＝ [N]

＝（ ＋ ）×（ - ） - （ ＋ ）×

＝ - ＝ [N･cm]

＝( + ) × ＝ [N･cm]

以上より、Mｙ`を採用する。

＝ / ＝ [N/cm2]

＝( + ) / ＝ [N/cm2]

Σσ ＝ / ＋ /

＝ ＋ ＝ ＜ [ S = ]

1942.10

1007.32

244.42 65

244.42

OK

69643 4195.15

10.84

81.472

207146.5

335.77

σｙ 272286 19.42

1.0

1.0

65 4189 65

14042

28.46

561200.9397

Mｙ 4189 140

Mｙ` 4189 65 272286

N

21500 8.59 15054

0.6522 0.0006 0.6528

N 7146.5 2 sin

1.53

σｎ 81.47 9.48 8.59

14022

20 0.34 183.32

7146.5 sin 20

314177 272286 41890

0.34

14021.9

Py 7146.5 20 0.9397

Py 4189

Mｙ 4195.15 140 65 1272 65

1.53OK

Py 357.32 20 0.9397 335.8

P 7146.5 357.32

Pe

Pey

Ne

7146 2 714.65

55444 50866 4577.92

Mｙ` 4195 65 272685

28.46 15054

0.6531 0.0019 0.655

15054

714.65 sin 20 0.34 244.42

714.65 2 20 0.9397 1007

Mｙ

N 357.32 2 sin 20 0.34 183.3

244.42 140 65

σｙ 272685 19.42

σｎ 183.32 9.48

37713

0.0903 0.0019 0.0922 OK

335.77

1.0

1942 21500 28.46

σｙ 37713 19.42

σｎ 9.48 28.46183.3

43515 37713 5802

Mｙ` 335.77 65

14042 21500

19/20

6.4　主材筋交い（ブレース）

地震時水平方向に対して、筋外（ブレース）引張り力の検討を行う。

⑤

＝ / ＝ [N]

＝ × / ＝ [N]

＝ / ＝ [N/cm2]

＝ / ＝ < [ S = ]

7.   安全率一覧

強風時（逆風）

7146.5

7.54

地震時

G＋S

G+Wf

G+Wa

G+K

荷重組み合わせ

常時 G

強風時（順風）

積雪時

地震時(短期荷重/圧縮時)

P 7146.48 1

柱材（GT3チューブ）

80.15

20.42

15.18

15.91

2.61

Pv 7146.48 3600 3727 6903.0

σ 6902.96 2.42 2852.46

Σσ 2852.46 21500 0.13 1.0 OK

ベース材（レール45）

13.82

ブレース

----

----

----

----

7.54

主材（U型縦桟）

2.42

1.53

1.53

10.8416.97

23.45

5.01

5.12

3.83

6.73

1.74

1.80

1.85

4.14

ベース材（レール105）

20/20