ドアまぐさ寸法計算機

ドアまぐさ寸法計算機は、ドア開口部の上に必要な、まぐさと呼ばれる水平梁の寸法を推奨します。開口幅と壁が構造荷重を負担するかどうかを用いて、「二重 2x10」や「平置き単材 2x4」のような寸法を返します。

ドアまぐさとは何か？

ドアまぐさは、リンテルとも呼ばれる、ドア開口部の上に設置する水平梁です。開口部の上にある壁、天井、ときには屋根の重量を支え、その重量をドア両側の間柱へ伝えます。まぐさがなければ、壁に出入口を設けるための切断によって、上部全体を支えていた木材が失われます。

まぐさはジャックスタッド（まぐさの両端の下に収まるよう短く切った間柱）の上に載ります。全高のキングスタッドは、床から上部板までジャックスタッドに沿って設置されます。クリップルスタッド（短い間柱）が、まぐさ上端とその上の上部板との隙間を埋めます。

「二重」または「三重」のまぐさとは、製材を2枚または3枚、面を合わせて釘打ちしたものです。積層数を増やすと壁の厚さ方向の厚みが増すため、梁を深くしなくても強度が高まります。二重 2x10 と三重 2x10 は、どちらも深さが 9.25 インチ (23.5 cm) です。

ドアまぐさ寸法の計算方法

まぐさの寸法は、主に開口幅と壁が荷重を負担するかどうかの2点で決まります。

耐力壁は、上階の床または屋根から伝わる荷重を支えます。非耐力壁は、間仕切り壁とも呼ばれることがあり、自重だけを支えます。

非耐力壁では、国際住宅規則（IRC）R602.7.3により、幅 8 フィート (2.4 m)（96 インチ (244 cm)）までの任意の開口部の上に、平置き単材 2x4 を使用できます。「平置き」とは、2x4 を狭い側で立てず、幅広の面を下にして置くことです。

耐力壁では、必要な寸法はIRC表R602.7(1)から求めます。この表には、各製材寸法と積層数で支えられる最大スパンが示されています。荷重が増えるほど表のスパンは短くなります。まぐさにかかる階数が増えること、建物の幅が広いこと、地上積雪荷重が大きいことはいずれも許容スパンを縮めます。

開口幅が広いほど、基本的な梁の力学により、より大きなまぐさが必要です。等分布荷重を受ける梁では、最大曲げモーメントは M = wL²/8 です。ここでwはスパン1インチ当たりの荷重、Lはスパン長です。Lは二乗されるため、スパンが二倍になると、まぐさが抵抗しなければならない曲げ力は二倍を超えて増加します。

この計算機が仮定する荷重

計算機が尋ねるのは幅、高さ、荷重負担のチェックボックスだけなので、残りの条件は仮定する必要があります。高さ（24～120 インチ (305 cm)）は図の縮尺だけを変え、まぐさの寸法は幅から決まります。IRC表R602.7(1)の中間的な行を使用し、まぐさが屋根、天井、および中央で支持する1階分の床を支え、建物の幅を 28 フィート (8.53 m)、地上積雪荷重を1平方フィート当たり 50 ポンド (23 kg) と仮定します。

これは表にある最小荷重のケースでも、最大荷重のケースでもありません。積雪の多い地域にある、建物の幅が 36 フィート の2階建て住宅では、計算機が示すものより大きなまぐさが必要です。一方、建物の幅が 20 フィート で、積雪荷重が 30 psf の平屋住宅では、より小さなまぐさを使用できます。骨組みを施工する前に、施工者は地域の建築指導課または構造技術者に正確な表の行を確認してもらう必要があります。

この仮定のもとで、計算機は表に記載された部材を最小のものから順に（2枚重ねの 2x4 から 2x12、次に3枚重ね、さらに4枚重ね）調べ、許容スパンが開口幅以上となる最初のものを返します。

ドアまぐさ寸法表

以下のスパンは、上述の仮定荷重に対する表の値です。このツールで入力できる幅は、12～144 インチ (366 cm) です。

非耐力壁では、計算機は幅 96 インチ (244 cm) までなら、常に「平置き単材 2x4」を返します。96 インチ (244 cm) を超えると、平置きの2x4に対する許容が幅 8 フィート (2.4 m) までしか適用されないため、同じ表に戻ります。

四重の 2x12 で対応できるスパンを超える開口部には、構造技術者が寸法を決めた単板積層材（LVL）、集成材、または鋼製の設計梁が必要です。

計算例

例として、60 インチ の耐力壁開口部を考えます。二重 2x4 のスパンは 2フィート5インチ（29インチ (73.7 cm)）で、短すぎます。二重 2x6 のスパンは 3フィート7インチ（43インチ (109 cm)）で、まだ短すぎます。二重 2x8 のスパンは 4フィート6インチ（54インチ (137 cm)）で、6インチ (15 cm) 足りません。二重 2x10 のスパンは 5フィート6インチ（66インチ (168 cm)）で、60インチ (150 cm)をカバーできるため、計算機は「二重 2x10」を返します。

よくある質問

32 インチのドアには、どの寸法のまぐさが必要か？

非耐力壁では、32 インチのドアを含め、幅 8 フィート (2.4 m) までのドアなら、平置き単材 2x4 で十分です。耐力壁では、32 インチ の開口部は 30～43 インチ の範囲に入るため、計算機は二重 2x6を返します。

二重 2x8 で対応できる開口幅の最大値はどれくらいか？

この計算機が仮定する荷重では、4 フィート 6 インチ (1.37 m)（54インチ (137 cm)）です。同じ部材は、表の最小荷重の行では 6 フィート 10 インチ (2.08 m) まで対応します。この場合、幅 20 フィート の建物で、まぐさが支えるのは屋根と天井だけであり、積雪荷重は 30 psfです。スパンは製材だけでなく、荷重によって決まります。

耐力壁には常に二重まぐさが必要か？

はい。IRC表R602.7(1)は2枚重ねから始まり、開口幅が広くなるにつれて、計算機は3枚重ね、次に4枚重ねへと段階的に変更します。四重の 2x12 で対応できる幅を超える開口部には、規格寸法の製材ではなく設計梁が必要です。

壁が耐力壁かどうかは、どう判断するか？

壁は通常、その上の床または天井の根太と直交している場合、直上階の梁または別の壁の真下にある場合、または外壁である場合に耐力壁です。判断に迷うときは、壁を切断する前に構造技術者または建築検査官に相談してください。

8 フィート 未満の非耐力壁のドアに、なぜ単材の 2x4 だけでよいのか？

そのまぐさは、自重と直上の壁材以外の荷重をほとんど支えないためです。IRC R602.7.3は、耐力壁でない壁の幅 96 インチ (244 cm) までの開口部に、平置き単材 2x4 を1本使用することを認めています。

この計算機は積雪荷重と建物幅を考慮するか？

入力項目としては考慮しません。常に1つの表の行を使用し、屋根、天井、中央で支持する1階分の床、幅 28 フィート の建物、地上積雪荷重1平方フィート当たり 50 ポンド (23 kg) を仮定します。まぐさの上に追加の階がある場合、建物の幅が広い場合、または積雪荷重が大きい場合は、いずれもツールが示すものより大きなまぐさが必要です。

参考文献

1. International Code Council. International Residential Code、表R602.7(1)「外周耐力壁のガーダースパンおよびまぐさスパン」およびR602.7.3節。
2. U.S. Department of Commerce. Voluntary Product Standard PS 20-20, American Softwood Lumber Standard（乾燥・仕上げ製材の寸法）。
3. American Wood Council. National Design Specification (NDS) for Wood Construction.