コンクリート柱計算機

Q: 柱が長方形でない場合はどうなりますか？

上の式は、正方形を含む長方形断面にのみ適用されます。円形柱の体積は$V = \pi r^2 h$で、$r$は半径です。L形柱やT形柱は長方形の部分に分割し、それぞれを計算して合計できます。

コンクリート柱計算機は、長方形柱の打設に必要なコンクリートの体積と、購入すべき乾燥コンクリート混合物の袋数を算出します。柱の高さ、幅、奥行きを入力し、選択した袋サイズの出来上がり量を適用して必要な袋数を求めます。

コンクリート柱は鉛直方向の構造部材です。梁、床、屋根からの荷重を基礎へ伝えます。施工者は、支持柱、デッキの束柱、フェンス柱、建物の構造柱に長方形柱を使用します。打設前にコンクリート量を正しく見積もれば、打設途中で不足したり、必要量を大幅に超えて購入したりするのを避けられます。

コンクリート柱の体積の計算方法

長方形柱の体積は、高さに幅と奥行きを掛けて求めます。

$V = h \times w \times d$

$V$ = 柱の体積（立方メートルまたは立方フィート）
$h$ = 柱の高さ
$w$ = 柱の幅
$d$ = 柱の奥行き

これは、廃棄やこぼれを見込まない場合に必要となるコンクリートの理論上の体積です。

例。柱の高さは3 m、幅は0.3 m、奥行きは0.3 mです。

$V = 3 \times 0.3 \times 0.3 = 0.27 \text{ m}^3$

コンクリートの袋数の計算方法

乾燥コンクリート混合物の袋は、自身の重量を硬化後のコンクリートの密度（約2,400 kg/m³、つまり普通コンクリートで150 lb/ft³）で割った量にはなりません。乾燥混合物には水が加えられ、その水が仕上がったコンクリートの質量と体積の両方を増やします。そのため、袋メーカーは出来上がり量、つまり袋一つから得られる仕上がりコンクリートの体積を公表しています。この計算機は柱の体積をその出来上がり量で割り、袋は丸ごとしか購入できないので切り上げます。

$N = \left\lceil \frac{V}{Y} \right\rceil$

$N$ = 必要な袋数
$V$ = 必要なコンクリートの体積
$Y$ = 1袋から得られる仕上がりコンクリートの体積

ヤード・ポンド単位系の袋については、この計算機はメーカーのデータシートに掲載された出来上がり量を使用します。この計算機で選べるのは50、60、80 lb (36 kg)の袋で、データシートには40と90 lb (41 kg)の袋も掲載されています。

袋のサイズ	出来上がり量
40 lb	0.3 ft³
50 lb	0.375 ft³
60 lb	0.45 ft³
80 lb	0.6 ft³
90 lb	0.675 ft³

これらの数値から、仕上がりコンクリート一立方フィートあたり約133.3 lb (60.5 kg)の乾燥混合物が必要になることがわかります。この比率は、五つのサイズすべてで変わりません。

メートル法の袋サイズでは、硬化コンクリートの密度（約2,400 kg/m³）ではなく、同じ比率（仕上がりコンクリート一立方メートル当たり乾燥混合物約2,136 kg）を換算して使用します。

袋のサイズ	出来上がり量
25 kg	≈ 0.0117 m³
40 kg	≈ 0.0187 m³
50 kg	≈ 0.0234 m³

例。上記の0.27 m³の柱に25 kg袋を使用する場合：

$N = \left\lceil \frac{0.27}{0.0117} \right\rceil = \lceil 23.1 \rceil = 24 \text{ 袋}$

これは、体積を硬化コンクリートの密度で割って求めた袋数（0.27 × 2,400 ÷ 25 = 25.9、切り上げて26）より少ないことに注意してください。出来上がり量に基づく方法は、混合後に袋から実際に得られる量に一致します。

実用上の考慮事項

計算された体積は、ロスがないことを前提としています。実際には、こぼれ、型枠の不陸、ミキサーに残る材料などでコンクリートが失われるため、施工者は通常、少し多めに購入します。補強用の鋼材（鉄筋）はコンクリートをわずかに押しのけますが、この計算機はその分を差し引きません。

実際の袋の出来上がり量はメーカーや製品によって多少異なるため、一般的な表の数値よりも袋自体に記載された数値を優先します。

よくある質問

袋数の計算には硬化コンクリートの密度を使用しますか？

いいえ。乾燥混合物に加える水をすでに考慮した、メーカー公表の一袋当たりの出来上がり量を使用します。袋の重量を硬化コンクリートの密度で割ると、混合水が加える体積を無視するため、必要な袋数を過大に見積もることになります。

高さ10 フィートで、断面が12インチ × 12インチの柱には何袋必要ですか？

体積は、10 ft (3 m) × 1 ft (0.3 m) × 1 ft (0.3 m) = 10 ft³ (0.28 m³) です。出来上がり量が一袋あたり0.45 ft³ (0.0127 m³)の60 lb (27 kg)の袋を使う場合は、次のようになります。

$N = \left\lceil \frac{10}{0.45} \right\rceil = \lceil 22.2 \rceil = 23 \text{ 袋}$

この計算機は柱ではなく梁にも使えますか？

はい。長方形梁の体積も同じ方法で、長さに断面の幅と梁せいを掛けて求めます。梁の長さを高さとして入力してください。

柱が長方形でない場合はどうなりますか？

上の式は、正方形を含む長方形断面にのみ適用されます。円形柱の体積は $V = \pi r^2 h$ で、 $r$ は半径です。L形柱やT形柱は長方形の部分に分割し、それぞれを計算して合計できます。

メートル法とヤード・ポンド単位系をどのように換算しますか？

一メートルは3.28084フィート (1 m)、一立方メートルは35.3147立方フィート (1 m³)、一キログラムは2.20462ポンドに相当します。これらは、1フィート = 0.3048 m、1ポンド = 0.4535924 kgという換算係数から導かれます。

レディーミクストコンクリートと袋入りコンクリートの違いは何ですか？

レディーミクストコンクリートは、トラックで練り混ぜ済みの状態で納入され、通常は大きな打設に使われます。納入後は早めに打設しなければなりません。袋入りコンクリートは、袋で購入した乾燥混合物を現場で練るもので、小規模な工事や、ミキサー車が入りにくい場所に向いています。

参考文献

Washington State Department of Transportation. Design Memorandum: Unit Weight of Concrete (2010). Unit Weight of Concrete — 普通重量の無筋コンクリートで150 pcf。
QUIKRETE. Concrete Mix No. 1101 product data sheet. Concrete Mix data sheet (PDF) — 40、50、60、80、90 lb (41 kg)の袋に対して、出来上がり量はそれぞれ0.30、0.375、0.45、0.60、0.675 ft³ (0.0191 m³)。
National Institute of Standards and Technology (NIST). NIST Guide to the SI, Appendix B.8. Factors for units listed alphabetically — 1 ft = 0.3048 m、1 ft³ = 0.02831685 m³、1 lb = 0.4535924 kg。

コンクリート柱計算機: 体積と必要な袋数