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2006年7月14日 (金)

まぐさ梁の検討

Photo 以前の記事から随分と日が経っての検討になってしまいましたが、検討の結果をお伝えします。構造計算の実際は予想外に難しく…インターネットでの情報を積み重ねても結構手間のかかるものでした…。

 実は前回の週末ログライフ!時点で、まぐさ梁は概算で2×4材を3本設けて、2×6材のまぐさ受けを施工をして来ています。(左写真の「まぐさ梁」と「まぐさ受け」)

 今回はその検討過程をお伝えします。

 
 

Kbn23 梁上部の1階床は概略で左図の様になります。土台を中心にそれぞれ2.5mと2m離れて大引き(床梁)が有るので、各根太は根太間隔の45cm幅と、それぞれ大引きまでの中間点の合計1.25+1=2.25mの幅を乗じた約1㎡分の床荷重を集めて中央の土台に流す形になっていました。
 床の荷重は、建築の法規では1㎡当たり180kg載せても大丈夫な設計にしている様です。そこに床自体の重さ1㎡当たり約30kg(と仮定)を加算した1㎡当たり210kgが根太から土台にかかる計算になります。

 つまり、我が家の今回の問題部分には210kgの荷重が2カ所でかかる事になり、この荷重に対して十分な梁(今回のまぐさ梁)が必要でした。
 
 

Lbnk 立面方向の概略は左図の様になりますが、まぐさ梁施工前までは土台2×8材横使いが根太2本を支えていた形でした。

 当初今回は施工前の状態を含め、なるべく現状に近い形でのシュミレーションを目指したのですが、先述の通り構造計算が手計算(高価な構造計算ソフトは勿論持っていない)では結構厳しく(今回の場合は計算が手間と言うよりも、現状に合わせた計算式を導き出す事は勿論?インターネットから見つけてくる事すらもできなかった)、いたずらに時間をかけるより少し概算的であっても、まずは現在出来る範囲で検討する事にしました。

Lbnk23
 そこで左図の通り、計算の為に便宜的に根太からそれぞれの端部までの長さを同一に見立てて計算をしてみました。便宜的な方の形状では、床根太の負担幅が実際の形状より広くなるので、計算結果より実際はたわみの少ない方(検討としては安全側)になるはずなので安心出来ます。また、この形状ならベクターのサイト内のフリーソフトで対応する事が出来ました。

 その検討結果は、まぐさ梁施工前の状態の場合には建築の法規上の最大荷重(1㎡当たり180kg←当該根太の接合部付近に大人3人が各根太上に45cm幅で2列計6人が並ぶ)を載せた状態では、最悪(根太と根太の接合部が自由に動く状態で、且つ床の構造用合板や床材が荷重負担上の機能を全くしない)の条件で中央部が約7mm弱沈む様でした。
 現在の普通に有り得る状態(床の重さ+大人一人60kgが根太1本にそれぞれ一人載ると仮定)でも、同様に最悪の状態ならば3mm沈む様でした。
 
 実際は補強前でも、同部分の床が歪む感覚を受けた事はなく、土台だけでなく床根太の接合部分や床材も相応に荷重の負担が出来ていた様に思います。

 そして今回の補強後では、上記の最悪の状態でもまぐさ梁だけ計算上1mm以下の沈み込みなので、実用上は十分な補強が出来たことになりました。今後床根太や床材の接合部が甘くなっても、たわまずに済みそうです。

 開口部のスパンが狭かった事、及び、開口部上部に耐力壁や柱などが存在せず集中荷重は床根太以外に入って来ていなかったので、結果として土台下に2×4材3本程度の梁を設ける形で十分な対応になりました。
 この程度の施工ならば我が家を建てたログビルダー達なら、10分前後もかからずに私の作業より余程キチンとした施工をしてしまう(我が家の建築経過は割に細かく見ていたので)様に思います。材料も大した量ではない(今回の補強も余っていた残材で施工しているし)ので、今回の補強の未施工は手を抜いたと言うより設計監理側で気付いていなかった?感じがしています。
 連絡が上手くいっていなかった部分の施工には、その前に遡ることを含めて十分な注意が必要なのでしょう。

追記)まぐさ梁自体が強度を保っていても長期の間に、まぐさ受けとまぐさ梁の間で「めり込み」や「木の収縮」で隙間が空くといけないので、まぐさ受けのサイズはひとまわり大きくして押し込みました。また、念のため、まぐさ受けの座屈(折れ曲がる事)を防ぐために、まぐさ受け背後に存在した縦枠の木材(2×8)にまぐさ受けを一体化させています。

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