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木材の許容応力度とは？基準強度Fc・Fbと長期・短期の計算方法

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木材は鉄骨やコンクリートと同様に許容応力度が規定されています。

木材は鉄骨やＲＣに比べて、材質が均質でないため扱いづらい材料です。

よって安全率も高めに設定されています。

今回は木材の許容応力度、その求め方、圧縮強度、曲げ強度と基準強度との関係について説明します。

※応力、許容応力度については、下記が参考になります。

応力とは？意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

許容応力度計算 意味 外力 応力度 安全率 構造設計 一次設計

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木材の許容応力度の種類と求め方

木材の許容応力度は下記の種類があります。また、各許容応力度（長期）の算定方法を示しました。

• ・圧縮　　⇒fc＝1.1Fc／3
• ・引張　　⇒ft＝1.1Ft／3
• ・曲げ　　⇒fb＝1.1Fb／3
• ・せん断　⇒fs＝1.1Fs／3

各応力については、下記が参考になります。

圧縮応力とは？意味・求め方・記号σc・軸方向圧縮応力度との違いを解説

引張応力とは？意味・公式（σ=P/A）・求め方・応力度の違い

曲げ応力とは？1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度との違い

せん断応力とは？公式・計算法・せん断応力度との違いを解説

Fc、Ft、Fb、Fsは各状態の基準強度です。長期時の許容応力度は、「1.1/3」を1/3と間違えないよう注意してください。また短期時の許容応力度は下記です。

• ・圧縮　　⇒fc＝2Fc／3
• ・引張　　⇒ft＝2Ft／3
• ・曲げ　　⇒fb＝2Fb／3
• ・せん断　⇒fs＝2Fs／3

木材は鉄骨、ＲＣに比べて材質にバラつきがあります。また湿潤状態（水分を沢山含んだ状態）で強度が低下します。よって建築基準法施行令では、下記が規定されます。

・基礎ぐい、水槽、浴室その他これに類する常時湿潤状態にある部分に使用する場合、長期時、短期時に規定する値の「70％」とする。

木材の圧縮強度と曲げ強度

木材の圧縮許容応力度と、曲げ許容応力度を求めます。

圧縮強度

圧縮時の許容応力度（圧縮強度）は、前述した算定式だけでは不十分で、座屈の検討が必要です。

木材は細長比に応じて、座屈時の許容応力度が規定されています。

下記に、λと座屈許容応力度の関係を示しました。

※圧縮強度、座屈については、下記が参考になります。

圧縮強度とは？コンクリート・鋼の強度・単位（N/mm²）・引張強度との違い

座屈とは？意味・座屈荷重・座屈長さ・種類をわかりやすく解説

（長期）

・λ≧30　　　　⇒1.1Fc／3

・30＜λ≦100 　⇒1.1(1.3－0.01λ)Fc

・λ＞100 　　　⇒1.1／3×(3000／λ²)×Fc

（短期）

・λ≧30　　　　⇒2Fc／3

・30＜λ≦100 　⇒2(1.3－0.01λ)Fc

・λ＞100 　　　⇒2／3×(3000／λ²)×Fc

曲げ強度

曲げ許容応力度は、基準強度Fbに対して所定の係数を掛けて求めます。但し、告示によりＦｂに特殊の規定がされています。下記です。

・たる木、根太その他荷重を分散して負担する目的で並列して設けた部材（並列材）にあっては、曲げに対する基準強度Fbの数値を、構造用合板（又はこれに類する）の面材をはるばあい1.25倍、その他は1.15倍とする。

荷重が分散して負担する材は、Fbを割増して使える規定です。ただ判断を誤ると危険側の検討になるため注意が必要です。

積雪時の許容応力度

木材は積雪時の許容応力度が別途規定されています。下記に示しました。

• ・長期時許容応力度×1.3倍（積雪荷重に対して、長期で検討する場合）
• ・短期時許容応力度×0.8倍（積雪荷重に対して、短期で検討する場合）

前述した値に1.3又は0.8倍して算定します。※積雪荷重については、下記が参考になります。

積雪荷重とは？1分で分かる計算方法と地域による違い

木材の基準強度と許容応力度の関係

木材は色々な材質があります。アカマツ、ベイマツ、カラマツ、ひのきなど、各材質により基準強度がバラバラです。よって、どんな木を使うのかで許容応力度が変わるのです。ここでは代表して「ひのき」の基準強度を下記に示しました。

材種	区分	等級	基準強度 N/m㎡
			Fc	Ft	Fb	Fs
ひのき	甲種構造材	1級	30.6	22.8	38.4	2.1
		2級	27.0	20.4	34.2
		3級	23.4	17.4	28.8
	乙種構造材	1級	30.6	18.6	30.6
		2級	27.0	16.2	27.0
		3級	23.4	13.8	23.4

各許容応力度は、上表の基準強度を用いて所定の係数（1.1/3など）を掛ければ算定可能です。

また、前述した「ひのき」は無垢材としての値です。その他、集成材、単板積層材などの基準強度は別途規定されます。

まとめ

今回は木材の許容応力度について説明しました。鉄骨造やRC造に比べても、小さい値になるでしょう。また木材は湿潤状態にあるとき許容応力度が70％になるなど、他材料に無い欠点もあるので注意してください。下記も参考になります。

応力とは？意味・種類・記号と求め方、応力度との違い

許容応力度計算 意味 外力 応力度 安全率 構造設計 一次設計

材料強度とは？基準強度F値との関係・許容応力度の求め方（コンクリート・鋼材一覧）

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プロフィール

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• 名前　ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
• 2010年　弊サイトを開設
• 2010～2017年　国立大学大学院修了
• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
• 「わかる構造力学(改訂版)」


• 10数年以上、建築の学問、研究、構造設計の実務に携わった経験を元に、未経験の方、建築関係の学生、社会人の方に役立つ知識を、分かりやすくお伝えします。


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