[床下補強]強度計算・追加、束、大引のバランスについて

Question

今回、築40年、日本建築の、1階のフローリング洋間(11畳)に、
積載後重量(200-300Kg)のある、スチールラック(D45cm*W90cm*H210cm)を設置することになりました。
一般的な建物の床強度を調べていたところ、180Kg/m^2とありました。
計算方法が間違いでなければ、今回の場合、接地面積は、0.45*0.90=0.405m^2ですので、
300Kg/0.405m^2＝740Kg/m^2となり、4倍以上の圧力がかかっていることになります。
そこで、床が抜けないか不安なため、床下補強をしようと思うのですが、どのようにすればよいでしょうか?
もしくは、強度計算間違いなどで、その必要はないでしょうか?

部屋の見取り図と床下の木材を、絵描きソフトで描いてみましたが、追加予定の、大引と束を書き込んでいると、見るからにアンバランスな配置になり、部屋や、家全体の強度？重量分散?についても不安になりました。
この様な、重量がかかるところだけ、束や大引を追加しても良いものでしょうか?


※図にある、元からある、大引、根太の配置については、床下に潜った時の記憶が曖昧ため、間違っているかもしれません。
※束の設置には、地面が、土ですので、砂利を5センチ程度引き、鉄槌で叩き平らにし、ブロックを載せ、束石を載せ、12*12cmの木材（周りが、木束なので、プラ束はダメ？）を束にする予定です。

大きな図面は
http://pia.skr.jp/hp/reform_remodel/
で確認できます。

どなたか、アドバイスをいただけるととても助かります。
宜しくお願いいたします。

gorugota13 · Accepted Answer

プラン３拝見しました。
左上のラックの右下の大引きのところに束を追加してほしいです。
また、右の下の一つだけ向きの違うラックの左側の大引きにも右の大引き同様、束を追加して欲しいです。
補償はできませんが、それで傾いたり床が落ちたりすることは無いと思います。（根太の背「成ではありません。成は成り上り寸法の事でここでいう背は高さのことです。」がありそうなので大丈夫そう）

nikilauda · Answer

お施主さん自身が施工なされるんですね。
現実問題として私も約2ｍほどの本棚を数個設置していますが、普通の施工方法ではあります。
厚みのある敷板をし、キチンとした施工がなされているのならば問題はないようにも思います。
コンクリートの養生に関しては、一応2℃以上で5日以上を保つとされています。

ですが、素人さんのＤＩＹでお施主さん自身が施工し、本人が「これくらいでもよい」と判断されて施工する場合は、専門の人間はアドバイスしにくいものなんです。

専門の人間はどうしても安全側で設計及びアドバイスをしますし、責任感からたとえネットでの回答で素人ＤＩＹのお施主さん本人がそれで納得されている工事でも、いいですよとは言えないのですよ。
束の間隔にしてもお施主さんがいくら「今まで大丈夫だった」「1番シッカリしている場所」だと言われても、3尺間に入れず、振りっぱなしにして「いいですよ」とはとても言えません。「入れて下さい」とアドバイスするしかないです。（もちろん例に出した束以外のことでも）


個人的にもブロックの基礎が非常に気になります。今まで地震等に耐えてきたのにしても、地震は自然の物ですので同じ地域ひとつ見ても場所がホンの少し違えば地震の起き方も違ってくると思いますし、近い地域でも地盤もそれぞれ場所により違ったりします。
偶々運が良かったかも知れませんし、少なくともこれからどんどん老朽化が進んでくる訳です。
できれば全てにおいて安全側での施工及び補強をお願いします。

nikilauda · Answer

gorugota13さんの回答を読んで、あれ？と思ったら「その2」を見ていませんでした。ごめんなさい。
明らかに束が足りませんね。
それと大引きの継手は相欠きのようですが、そこも補強しておいた方が宜しいかと思います。

新築時や床をはがして綺麗にやり直すときは根太の間隔、材質・太さ等も考慮に入れますが、この場合は不安でしたら大引きを増やして対応した方が良いようにも思います。
根太増しする場合は、特に請負う工務店が違う場合など根太の成に気をつけてください。同じ規格のサイズでも仕入れる材木屋さんが違う場合、成に少し違いがある場合もままにあります。

gorugota13 · Answer

もうすでに全部置いてあるのでしょうか？

１８０KGというのは最低の耐荷重ですから、普通はそれ以上の剛性があるのが普通です。
前述しましたが、力が分散される為その程度の荷重で落ちてしまう事が無いのが普通です。
一点に力が加われば穴が開くだけじゃないですかね？
　
どのように計算するのか？について

単純に足が３cm角とすると９ｃm2に７５kgの荷重がかかっているという事でしょう。
そのまま４つの足で受けた場合確かに力は集中してしまうでしょうが、１/さん　の言われるようにラックと同程度の大きさの板（もちろん厚い方が良）を下に敷けば、力が分散されますから問題ないと思います。

大引きの割れについて

無垢の材木は収縮により割れが入るのは当然のことと思ってください。（木は水分を含んでいる時より乾燥したほうが曲げや圧縮強度等は強いはず。）
あなたの家の大引きがその割れから真っ二つになることは無いでしょう。安心してください。
が、写真を拝見する限り明らかに束の数が少ないです。
古い家ということと束が少ないということから、丸太かと思っていたのですが写真で見る限り明らかに細すぎます。（この建物は４０年は経っていませんよね？写真で見る限り平屋の増築）
まず、今の大引きの下に束を立てることをお勧めします。
老婆心ながらプラ束の下にコンクリートを敷くのなら、必ず砂利を入れてください。同じ厚みなら砂利を入れた方が丈夫ですし、モルタルだと割れる可能性が大きいです。
結論として、やり方はいろいろありますし、現場の状況がはっきり判らないため憶測なのですが、完璧に近いのは
１・既存の大引きの下に厚さ１０cm位で３０cm角程度のコンクリートを敷いて約９０cmピッチで束追加。
２・プラン１で同じように施工。
３・ラックの足の下に同じ背の追加根太
４・力を分散させるためラックの下に板を敷く。でしょうかね？。
少ない労力且つ出費及び２０年持てばよいだけなら、大引きの下に追加で束を立てて３cm位の板で力を分散させれば十分耐えると思います。

nikilauda · Answer

写真では分かりづらいのですが、既存の束は図面に記載されているだけですか？
kei4912さんがおっしゃるように通常3尺間ごとに入れます。
補強以前に既存の点検もしたほうがよいかも知れません。

束と大引きの連結もカスガイ等もありませんのでカスガイあるいはプレート等で接合した方が良いでしょうし、基礎自体が高さがあるので束も高くなります。たっぱがある場合は特に、束同士を「貫き」で連結、クモスジを入れたほうが良いですね。（木の材のまま使う場合）

補強もその方法では他と縁が切れている訳ですし、貫・プレート等を使って、束同士及び束・大引き・根太・土台などの持ち合いを考えた方が無難ではあります。
それと既存の土台と大引きの接合部の処理もキチンとなされているのか気になります。

束石にブロックはやはりおすすめ出来ません。皆さんがおっしゃるように地固め等も怠らないで下さい。

noname#78261 · Answer

拝見しました。
確かに人が集まるなどで床が抜けるというのは短期についての検討ですからそのような危険はすぐさま起こるものではないでしょう。

もちろん力が740とある計算で荷重が増えるわけではありません。
圧力は分散してあげるのが第一、そして最終的力に耐えられるかの確認が第２です。

しかし、40年前の床組みで4本足の荷重が大引きにもほとんどかからず設置されるとのことですから長期的なたわみは許容を超すでしょう。
何もしなければじわじわと床が斜めになってしまうということです。

180Kkg/m2となっていてもそれを計算して床組みを作っているわけではないのです。木造住宅のほとんどは構造計算をしないので逆に余裕のある経験値によって大きな材料を使っていることが多いです。

ただし、１階の床組みは老朽化の危険性も高く材があまり大きくできません。写真を拝見すると建物も基礎部分もコンクリート造ではなくブロックのようですね。コンクリートに比べて強度は1/3であることを認識しておいてください。束下もブロックですか、昔の物件は確かにコンな工法をしているの見たことありますが決して現在ではよい工法とはされていません。まこれは置いといて。

一部根太補強がしてあるということで手間が省けてよかったではないですか、そこの上は取りあえず根太をまたぐような敷き板を入れることでよいのではないかと思います。

根太も寸法がよくわかりませんが結構背のある材のようにみえほっとします。
割れ？問題ないと思います。荷重でなく乾燥によるものでしょう。
それより大引きは角材でなく半割？ちょっと束が半割のように見えたのと一部黒く乾燥状態が悪いように見えたのが気になりますね。腐りがないか確認しておきましょう。

左の上は端なので危険度は低いですから、敷き板と束増しでどうでしょう。再補強の図でいいと思います。

右下の３台は敷き板3*6を３枚大引き２本にかかるように敷き込み、できれば床にとめつけてできれば下部に大引き増しによる支えをすることが望ましいと思います。施工を考えると敷き板でしっかり大引きに力を伝えれば床下工事は右２本の大引きへの束増し（1820間に２か所以上）で対応できるのではないでしょうか。追加の大引きはできれば・・ということで。やった方がいいのは違いありませんが床をはがさないでは現実的でないようながしますので。

束も相手が土では沈んでしまいますので砕石を突き固めモルタルを打ちコンクリート平板のようなものを固定した上に設置したいものです。束高さはいろいろ売ってますから。

しめて、敷き板４～５枚と束石９か所がとりあえずの提案です。

あと２０年ですか。基礎の方も心配ですね。時々点検しながらお家をかわいがってあげてください。

gorugota13 · Answer

計算で７４０KGになろうと３００KGのものが７４０KGになる訳がありません。
３００KGに耐えればよいのです。
耐荷重という観点で言えば、あなたの構想で十分だと思います。
たった３００KGで床が抜けるようなことはないと思います。
単純に、大人が５，６人寄ったら床が抜けるような家を見たことがありません。
勿論５か所ということで、単純に比較はできませんが、その部屋に３０人入ったからと言って床が抜けるようなことはないと思います。
プラ束で１トンくらいの耐荷重はあるはずですから、束さえ沈まなければ全く問題ないと思います。（地固めさえきちんとすれば大丈夫と思います。またプラ束なら下がった場合調整できますし。）
ちなみにブロックは、湿気た場合もろく崩れますので、敷かない方が好いと思います。
また家の強度や重量のことは関係ないと思います。
屋根などに物を載せた場合、偏荷重がかかりますが床下の場合気にすることはないと思います。

noname#78261 · Answer

５台ですか。
細かい大引き増やしてもその力を土台や基礎に伝えずに束のみに伝えるのではちょっとよろしくありません。その足元も５センチ砂利では心もとないですね。
それに既存の束もすでに数がちょっと少ないですね。
３尺ごとに普通はありますね。

４０年ということで老朽化も考慮が必要ですので責任は負えませんが、
右側の方は本棚の下に設置面を２倍くらいに増やすために厚みのある合板を敷き（24～36）、大引きの間にもう１本大引きを入れれば負担はそれぞれ1/2*1/2で1/4くらいにはなりますね。土台に食い込めませんが端を独立基礎、束立てを３か所位見ればいいでしょう。別にプラでもいいでしょうね。

左は間隔がやや狭いので合板を敷き既存の大引きに束を増す方法でどうでしょう。

大引きが力を基礎に伝えないのならどんどんめり込んでしまいますので本来は束でなく独立基礎を作るべきです。もっとしっかりした地業をできるだけしてほしいですね。束は本来力を負担するというよりはたわみ止めです。
床をはがさずに補強を行うのは非常に難しいと思います。

現地未確認のため参考まで。

[床下補強]強度計算・追加、束、大引のバランスについて

プラン３拝見しました。

お施主さん自身が施工なされるんですね。

gorugota13さんの回答を読んで、あれ？と思ったら「その2」を見ていませんでした。

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もうすでに全部置いてあるのでしょうか？

この回答への補足

写真では分かりづらいのですが、既存の束は図面に記載されているだけですか？

この回答への補足

拝見しました。

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計算で７４０KGになろうと３００KGのものが７４０KGになる訳がありません。

この回答への補足

５台ですか。

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