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ウッドデッキの材料力学

ウッドデッキを経済的に作ろうとすれば,まず,流通している木材の性質を知ることが役に立ちます。

無理,無駄のない木材チョイスのために,ここの資料を活用してください。

部材の強さの指標は何?

曲げに耐える部材を梁(はり)といいます。

梁が撓む量は,材質(曲げヤング係数 E ) と 断面形状(断面二次モーメント I ) で決まり,この二つをかけた数値 E I に反比例します。

つまり E I が大きいほど,曲げに対して強いことになります。で,実際はどうなのか?

流通している主なデッキ材を対象に,電卓を叩いて,下の比較表を作成してみました。

曲げヤング係数 E

杉の曲げヤング係数 E は,日本建築学会「木質構造設計規準(2002年版)」から,ハードウッドの曲げヤング係数 E は,木材ドットコム世界の樹種データから引用しています。

断面二次モーメント I

断面二次モーメント I は,各サイズについて,次の公式を使って計算しました。


比較表

材質・寸法別の強度比較表 (woody_morita オリジナル)
E I
(×10^9 N cm2)
寸法 2×4 4×4 2×6 2×8 2×10 I形鋼 H形鋼 備考
W(cm) 4.0 9.0 3.0 2.5 4.0 4.0 4.0 4.0 5.0 7.5 10.0
H(cm) 9.0 9.0 12.0 14.0 14.0 15.0 19.0 24.0 25.0 10.0 10.0
I(cm4) 243 547 432 572 915 1,125 2,286 4,608 6,510 283 383
レッドシダー E
(KN/mm2)
7.2 0.17 0.39 0.66 1.65 3.32
7.5 0.18 0.41
サイプレス 9.9 0.24 0.54 1.11 6.44
イタウバ 16.2 0.39 0.89 0.93
セランガンバツー 20.1 0.49 1.10 1.15
ウリン 18.3 0.44 1.00 0.79
イペ 18.8 0.46 1.03 2.12
210.0 5.94 8.04
この表の E I の単位は, 10の9乗ニュートン平方センチ と読みます。

この表からわかること

【黄色の E I 比較】
レッドシダーの2×6材( E I = 0.66) は,ハードウッドの2×4材( E I = 0.24〜0.46) より,強度があることがわかります。
つまり,デッキの根太にレッドシダーの2×6材を使うということは,経済的にも力学的にも「適材適所」ということですね。

さらに

【薄緑色の E 比較】
サイプレスの E = 9.9 は,ほかのハードウッド(セランガンバツー,ウリン,イペ)の E = 18〜20 に対して,約半分であり,レッドシダーや杉の E = 7 より少し上回っている程度。
サイプレスの流通上の分類は「ハードウッド」ですが,中身は「ハードなウッド」とは言えませんね。

ということで,実際は・・・

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