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IS 875-3 風荷重計算の例

IS の完全に機能する例 875-3 風荷重計算

記事上で, an example wind load pressure calculation for a building in Walwane, マハラシュトラ, インド (18.945695° N, 74.564866° E) 表示されます. この計算は IS に従って行われます。 875-3:2015 風荷重計算. SkyCiv無料風荷重計算機 recently added the IS 875-3 風荷重計算, したがって, 風荷重を計算する方法を示します, 以下の S3D Barnhouse モデルを使用して:

図 1. Barnhouse model in SkyCiv S3D as an example.

このケーススタディの場合, 構造データは以下の通りです:

図 2. 立地 (Googleマップから).
ロケーションWalwane, マハラシュトラ, インド (18.945695° N, 74.564866° E)
占有Miscellaneous – Farm structure
地形Flat open land
外形寸法B = 4 m × L = 14 計画中のm
H =
庇高さ 2.4 メートル
標高での頂点の高さ. 3.4 メートル
屋根の傾斜 1:2 (26.565°)
No opening
クラッドPurlins spaced at 0.745m
Wall studs spaced at 0.8m
テーブル 1. 風の計算に必要な建物データ.

IS の使用 875-3: 2015, the design wind speed for the location and the design wind pressure for the rectangular building with pitched roof can be solved using the equations below:

Design wind speed at height (m/sで): V = Vbk1k2k3k4 (1)

V b それは基本風速, MS
k1 それは 確率係数 (リスク係数) に基づく 6.3.1 ISの 875-3
k2 それは Terrain roughness and height factor に基づく 6.3.2 ISの 875-3
k3 それは Topography factor に基づく 6.3.3 ISの 875-3
k4 それは 重要度 に基づくサイクロン領域の 6.3.4 ISの 875-3

設計風圧 (Paで): pd = KdKaKcp (2)

Kd それは Wind directionality factor に基づく 7.2.1 ISの 875-3. に等しい 1.0 局所圧力係数を考慮する場合.
Ka それは Area averaging factor に基づく 7.2.2 ISの 875-3
Kc それは Combination factor に基づく IS 875-3
p に等しい 0.60V 2 Paで
=建物またはその他の構造物の場所での地面からの高さ pd should not be taken less than 0.70p

From the design pressure pd obtained, the pressure will be distributed to the members of the by using:

Wind force on surface or members (in N): F = (Cオン – Cパイ)Apd (3)

is the surface area of the structural element or cladding unit
Cオン is the external pressure coefficients
Cp is the internal pressure coefficients


基本風速 V b

図から 1 ISの 875-3, the site location is situation of the map where the basic wind speed V b に等しい 39 MS.

図 3. Basic wind speed data based on Figure 1 ISの 875-3: 2015.

SkyCivは、インドのサイトの場所を定義するだけで風速計算を自動化できます. 私たちを試してみてください SkyCiv Free Wind Tool.

確率係数 (Risk Coefficient) k1

テーブル 1 ISの 875-3 presents the risk coefficients for different classes of structures in different wind speed zones. この構造の場合, それは納屋であり、いくつかの家畜を保護するために使用されるため, the structure is classified under Buildings and structures presenting a low degree of hazard to life and property in the event of failure, 樹木が茂った地域の孤立した塔など, farm buildings other than residential buildings.したがって, 表から 1 ISの 875-3, 対応します probability factor (リスク係数) k1 に等しい 0.92.

図 4. IS のリスク係数表 875-3:2015.

地形の粗さと高さの係数 k2

この構造の場合, it is located at the center of a farm where there are no immediate obstructions. したがって, the terrain can be classified as カテゴリー 1. Using Table 2 ISの 875-3:2015, we can obtain k2 値 (which varies depending on the height being considered):

Reference height, H = 2.4 メートル1.05

Topography Factor k3

In order to account for topographic effects, we need to get the elevation data of the location for the eight (8) 枢機卿の方向 – N, S, W, E, NW, 生まれ, SW, and SEusing Google elevation API. Based on the data, we can generally assume that the terrain is “平らな” 全方向に. したがって, に基づく 6.3.3 ISの 875-3:2015, we can set our k3 に等しい 1.0.

重要度 k4

Since the site location is not located within the east coast of India and the structure will only be used for agricultural purposes, の価値 k4 に等しい 1.0 に基づく 6.3.4 ISの 875-3:2015

Design Wind Speed V

From the factors above, we can already solve the design wind speed V 式を使用する (1):

レベルV b MSk1k2k3k4V MS
H = 2.4 メートル39.00.921.

From the design wind speed, we can calculate the design wind pressure pd.

風向係数 Kd

から 7.2.1 ISの 875-3:2015, の 風向係数 Kd に等しい 0.9 for frames and when considering local pressure coefficients, に等しくなります 1.0. この例では, 我々は使用するだろう Kd に等しい 1.0 for purlins and wall studies and for Kd に等しい 0.9 for the columns and trusses.

範囲 Averaging Factor Ka

範囲 Averaging Factor Ka テーブルを使用して計算できます 4 ISの 875-3:2015:

Ka = 1.0 for area less than or equal to 10 平方メートル.
Ka = 0.9 for area equal to 25 平方メートル.
Ka = 0.8 面積以上 100 平方メートル.

=建物またはその他の構造物の場所での地面からの高さ Ka can be linearly interpolated between values. この構造の場合, 風上の列の支流領域を取得する必要があります (ゾーンA), 風下 (ゾーンB), サイドウォール (ゾーン C および D), と屋根のトラス. しかも, また、壁の間柱と母屋の支流の面積も考慮します。.

成分範囲, 平方メートル.Ka
カラム2.4×3.5 m = 8.4 平方メートル.1.0
トラス4×3.5 メートル (投影) = 14 平方メートル.0.97
壁鋲0.8×3.5 m = 2.8 平方メートル.1.0
母屋0.745×3.5 m = 2.608 平方メートル.1.0

Combination factor Kc

Since we will considered the simultaneous action of wall and roof pressures and internal pressures, the assumed Combination factor Kc に等しい 0.9 で参照されているように ISの 875-3:2015.

設計風圧, pd

方程式の使用 (2), we can calculate the design wind pressure, pd, =建物またはその他の構造物の場所での地面からの高さ p = 851.598 上手 そして pd should not be less than 0.7p または 596.119上手.


これらのデータから, we need to calculate the pressure coefficients in order to distribute the design pressure to the components.

Internal Pressure Coefficients Cパイ

internal pressure coefficients Cパイ can be determined from 7.3.2 ISの 875-3:2015. この構造の場合, 壁の総開口部は 5 総壁面積のパーセント. したがって, の Cパイ values for this example are +0.2 そして -0.2.

External Pressure Coefficients Cオン

External Pressure Coefficients Cオン depend on certain parameters such as height, 幅, 長さ, 屋根の角度, と屋根のプロファイル.

Wall External Pressure Coefficients

The external pressure coefficients for walls depend on h/w そして l/w 比, どこ h is the eave height, w is the least dimension of the building, そして l is the larger dimension of the building. この例では, h = H, l = L, そして w = B. したがって, h/w = 0.6 そして l/w = 3.5. テーブルから 5 ISの 875-3:2015, 対応します Cオン values are as follows:

図 5. Wall zones for rectangular building based on IS 875-3:2015.

風角 = 0 度:

ゾーンA – 風上壁+0.7
ゾーンB – 風下の壁-0.3
ゾーンC – 側壁-0.7
ゾーンD – 側壁-0.7
Local zone
(0.25w 端から)

風角 = 90 度:

ゾーンA – 風上壁-0.5
ゾーンB – 風下の壁-0.5
ゾーンC – 側壁+0.7
ゾーンD – 側壁-0.1
Local zone
(0.25w 端から)

=建物またはその他の構造物の場所での地面からの高さ w = 4 メートル.

Roof External Pressure Coefficients

この構造の場合, since the roof profile is gable or duopitch, the roof external pressure coefficients will be calculated based on Table 6 ISの 875-3:2015. For this example since h/w = 0.6, and the roof angle is 26.565°, の Cオン values will be interpolated using the following values:

図 6. Roof zones for pitched/gable roof based on IS 875-3:2015 – plan view.

注意: そして = 0.15w = 0.6メートル

風角 = 0 度:

屋根の角度Zone EF – 風上Zone GH – 風下

風角 = 90 度:

屋根の角度Zone EG – 横風Zone FH横風

For local pressures:

屋根の角度Gable endsRidge zones

The final roof pressure coefficients will be:

Zone/SurfaceWind direction – 0 度Wind direction – 90 度
Zone EF – 風上-0.109
Zone GH – 風下-0.5
Zone EG – 横風-0.8
Zone FH – 横風-0.6
Gable ends-1.172-1.172
Ridge zones-1.0-1.0

Combined internal and external pressures

上記の値から, the wind force can be calculated using Equation (3). しかしながら, 簡単にするために, we will just be getting the design pressure (not multiplying the values to the area ) and also will be considering the wind direction angle 0 度 for the main frame (column and truss). The frame spacing is equal to 3.5メートル. =建物またはその他の構造物の場所での地面からの高さ pd = 766.438 上手 for both column and wall studs.

For columns and wall studs – 0 度:

Zone/SurfaceCオンCパイCオンCパイp = pd(Cオン-Cパイ) 上手For Column
px3.5m N / m
For wall studs
px0.8m N / m
ゾーンA – 風上壁0.7+0.2
ゾーンB – 風下の壁-0.3+0.2
Local zone (1m from edge)-1.1+0.2

The pressures on the columns will be multiplied to 3.5m in order to get a uniform load. しかも, for the wall studs, it will be multiplied with 0.8m. Note that a positive pressure means it is acting towards the surface and negative is acting away from the surface (suction).

For truss and purlins – 0 degress:

Zone/SurfaceCオンCパイCオンCパイp = pd(Cオン-Cパイ) 上手トラス
px3.5m N / m
px0.745m N / m
Zone EF – Windward-0.109+0.2
Zone GH – Leeward-0.5+0.2
Gable ends-1.172+0.2
Ridge zones-1.0+0.2

The pressures on the truss will be multiplied to 3.5m in order to get a uniform load. しかも, for the wall studs, it will be multiplied with 0.745m. =建物またはその他の構造物の場所での地面からの高さ pd = 766.438 上手 for the purlins and pd = 743.445 上手 for the truss.

Considering one critical framespacing is 3.5m:

ために pd(Cオン – +Cパイ):

図 7. Distributed load on a critical frame using pd(Cオン – +Cパイ)x3.5m.

ために pd(Cオン – -Cパイ):

図 8. Distributed load on a critical frame using pd(Cオン – -Cパイ)x3.5m.

For the design of wall studs and purlins, you just need to get the absolute maximum pressure acting on it and use it as the basis in calculating the design forces. この場合, the design wind load are: -797.096 N/m for wall stud and -783.407N/m for the purlins,

これらの計算はすべて、 SkyCiv’s Load Generator Software ISの場合 875-3 and other codes as well. ユーザーはサイトの場所に入力して、風速と地形要素を取得できます, 建物パラメータを入力して風圧を生成する. 私たちを試してみてください SkyCiv Free Wind Tool for wind speed and wind pressure calculations on gable structures.

Patrick Aylsworth Garcia 構造エンジニア, 製品開発
構造エンジニア, 製品開発


  • 設計荷重 (地震以外) for Buildings and Structures — Code of Practice (部 3 Wind Loads ed.). (2015). Bureau of Indian Standards.
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