床根太計算機 - 無料サイズ、間隔、スパン計算ツール

床根太計算機とは？

床根太計算機は、床を安全に支えるために必要な根太の寸法、間隔、本数を求めます。根太が支えなしで渡らなければならない距離であるスパン、木材の樹種、想定される床荷重を使用します。床根太は床の下にある水平な木製梁で、床の重量を基礎または耐力壁に伝えます。寸法が小さすぎると床がたわんだり揺れたりし、必要以上に大きいものを選ぶと木材を無駄にします。

根太の寸法を決める主な要素

床に適した根太を決めるのは、次の5つです。

• スパン：根太が支えなしで渡る距離（フィート）。
• 木材の樹種：ダグラスファー、サザンパイン、ヘム・ファー、またはスプルース・パイン・ファー。同じ寸法と間隔でも、樹種ごとに強度と剛性が異なるため、許容される最大スパンも異なります。
• 荷重：軽荷重（一平方フィート当たり30ポンド (14 kg)、寝室に一般的）、中荷重（40 psf、居室に一般的）、または重荷重（60 psf、収納室に一般的）。
• 根太の寸法：2x8や2x10などの規格製材の寸法。
• 間隔：隣り合う根太の中心間距離。通常は12、16、または24インチ (61 cm)です。

床根太のスパンの決め方

建築基準は、樹種、寸法、間隔、荷重の各組み合わせについて、根太が渡せる最長スパンを示すスパン表を公表しています。whiz.toolsの計算機は、2012年版の国際住宅基準（IRC）にある、等級#2の製材用スパン表の最大スパンを使用します。床構造自体の重量である死荷重を10 psf、たわみ制限をL/360と仮定しています。L/360とは、設計荷重下で根太のたわみがスパンの1/360以下でなければならないという意味です。12 フィート根太のたわみは、0.4インチ (10 mm)以下に制限されます。

これらの最大スパンは、樹種ごとに行う曲げとたわみの物理計算から得られるもので、互いに比例するわけではありません。強度の高い樹種だからといって、すべてのスパンに一定の割合を単純に加えられるわけではありません。たとえば、40 psfの荷重で間隔が16 インチの場合、2x10のサザンパイン根太のスパンは16 フィート 1 インチ (4.90 m)であり、2x10のダグラスファー根太の15 フィート 5 インチ (4.70 m)よりわずかに長くなります。一方、他の寸法と間隔の組み合わせでは、両樹種がまったく同じ値になる場合もあります。表の各セルは個別に参照する必要があり、一方の樹種の数値に一定の係数を掛けて別の樹種の値を再現することはできません。

次の表は、例として、40 psf（中荷重）の場合のダグラスファーの最大スパンを示します。

重荷重（60 psf）の選択肢は、40 psfで終わるIRCの住宅用表には含まれていません。計算機は、標準的な曲げおよびたわみの式を使って40 psfの場合のスパンを縮小することで推定し、その結果を法規上の規定値ではなく工学的推定値として示します。

床根太の寸法と間隔の計算方法

1. プロジェクトで使用できる木材の樹種を選びます。
2. スパンを測定します。これは根太が渡らなければならない有効距離（フィート）です。
3. 部屋の用途に合う荷重区分を選びます。
4. その樹種と荷重の表から、測定したスパン以上の最大スパンを持つ根太のうち、最も広い間隔で使用できる最小寸法を調べます。木材使用量が少なくて済むため、まず広い間隔から確認します。同じ間隔では、必要な強度を満たす最小寸法を選びます。

計算例

施工者が、14 フィートのスパンの床を、ダグラスファーの根太と中荷重（40 psf、一般的な居室に相当）で組み立てるとします。

まず24 インチ間隔を確認します。2x6（最大8'1"）、2x8（最大10'3"）、2x10（最大12'7"）はいずれも短すぎます。2x12なら14'7"まで対応でき、14 フィートのスパンを満たします。計算機は、中心間隔24インチ (61 cm)の2x12根太を推奨します。

必要な床根太の本数？

根太の本数は、スパン自体ではなく、根太を横切る方向に直角に測った床の幅で決まります。根太は、選択した間隔でその幅全体に配置します。

式： 根太の本数＝（幅（インチ）÷間隔（インチ））の切り上げ＋1

「＋1」は、間隔ごとに配置される根太に加えて、両端にも根太を一本ずつ置くことを表します。

計算例

幅が20フィート (6.1 m)の床に、中心間隔16インチ (40.6 cm)で根太を配置します。インチに換算すると、20×12＝240インチ (610 cm)です。間隔で割ると、240÷16＝15です。端部の根太を加えると、15＋1＝16本の根太になります。

規格製材の根太に代わるもの

無垢材の根太だけが選択肢ではありません。木製フランジを合板またはOSBのウェブに接着して作る木質I形梁は、無垢材より長いスパンに対応し、反りにも強い材料です。床トラスは、さらに長いスパンに対応するプレハブの骨組みで、その深さの内部にダクトや配管を通す空間を確保できます。鉄製根太は、より高い耐火性が必要な商業建築で使われます。これらの製品はいずれも、この計算機が基にするIRCの規格製材用スパン表ではなく、各メーカー独自のスパン表を使用します。

よくある質問

床根太の標準的な間隔はどのくらいですか？

標準的な間隔は、中心間隔で12、16、24インチ (61 cm)です。住宅の軸組では16インチが最も一般的です。標準的な4×8 フィートの合板やOSBの端部にそろえやすいためです。間隔を狭くすると床は剛性が高くなりますが、木材を多く使います。間隔を広くすると木材を節約できますが、より厚い下地床材が必要になる場合があります。

プロジェクトに適した根太の寸法はどう決めますか？

決め手となる入力は、スパン、木材の樹種、荷重区分の3つです。これらを計算機に入力すると、寸法と間隔が得られます。一般に、スパンが長いほど、また荷重が重いほど、よりせいの高い根太またはより狭い間隔が必要です。

2x10の床根太の最大スパンはどのくらいですか？

樹種、間隔、荷重によって異なります。ダグラスファーで間隔16 インチ、中荷重（40 psf）の場合、2x10は最大15 フィート 5 インチ (4.70 m)まで対応できます。樹種や間隔が変わるとこの数値も変わり、1フィート以上変わることもあるため、推測せず正確な組み合わせを確認してください。

プロジェクトには床根太が何本必要ですか？

本数は、根太が走るスパンではなく、根太を横切る床の幅と根太の間隔で決まります。幅をインチに換算して間隔（インチ）で割り、切り上げてから、端部の根太分として1本を加えます。幅20 フィートの床を16 インチ間隔で施工する場合、16本の根太が必要です。

根太のたわみとは何ですか。また、なぜ重要ですか？

たわみとは、荷重を受けた根太がどの程度曲がるかを示すものです。たわみが大きすぎると床が揺れるように感じられ、床のタイルや天井のしっくいにひびが入ることがあります。建築基準では通常、たわみをL/360に制限します。これは、設計荷重下で12 フィートの根太のたわみが0.4インチを超えてはならないという意味です。

床根太に規格製材の代わりに構造用製材を使えますか？

はい。I形梁、単板積層材（LVL）、床トラスなどが一般的な代替品です。無垢材より長いスパンに対応し、反りにも強いことが多い一方、この計算機が使用するIRCの表ではなくメーカーのスパン表に従うため、別途確認が必要です。

参考文献

1. International Code Council, International Residential Code, 表R502.3.1(1)およびR502.3.1(2)。
2. American Wood Council, Span Tables for Joists and Rafters。
3. USDA Forest Products Laboratory, Wood Handbook: Wood as an Engineering Material。