足場の強度、本当に「感覚」で大丈夫？
現場で足場を組むとき、「いつもこれくらいだから大丈夫」で済ませていないだろうか。10段程度の塗装用足場なら経験則で問題ないことも多いが、段数が増えたり防炎シートを張ったりすると、建枠の軸力や壁つなぎにかかる風荷重は一気に跳ね上がる。
このツールは、足場の種類・段数・作業荷重・壁つなぎ間隔を入力するだけで、建枠の圧縮検定比と壁つなぎの引張検定比を自動計算する。施工計画書の「強度検討」パートを、スマホからでも現場でサッと確認できるようにした。
なぜ足場荷重・強度検討ツールを作ったのか
Excelの計算書が現場で使えない問題
足場の強度検討といえば、Excelの計算書テンプレートが定番だ。仮設工業会が出しているひな型を使っている現場も多いだろう。だがあのExcel、セルの参照がややこしくて入力ミスが起きやすい。段数を変えたのに自重の合計が変わっていなかった、なんて経験はないだろうか。
しかも現場でExcelを開くにはPCが必要。タブレットでも動くが、セルの小さい表をピンチズームしながら操作するのはストレスがある。
「検定比1.0以下」を一目で判断したい
足場の強度検討で最も重要なのは、検定比が1.0以下かどうか。圧縮検定比も壁つなぎの検定比も、この数字がすべてを物語る。複雑な計算書の中でこの数字を探す手間を省き、入力した瞬間にOK/NGが色で分かるツールが欲しかった。
こだわった設計判断
- 枠組足場とくさび緊結式で建枠プリセットを自動切替。種類を変えるたびに手動で許容荷重を調べ直す必要がない
- 養生シートなし時にも建枠の充実率ベースで風荷重を計算。「シートを外したから風荷重ゼロ」という危険な誤解を防ぐ
- 壁つなぎ間隔が労安則の上限（水平5.5m×垂直5.0m）を超えると警告表示。計算以前の法令違反を見逃さない
足場の強度検討とは — 検定比で安全性を数値化する
足場 強度計算 の基本構造
足場の強度検討は、大きく分けて鉛直荷重に対する検定と水平荷重（風荷重）に対する検定の2軸で行う。
鉛直荷重は、足場自体の重さ（自重）と作業員・資材の重さ（積載荷重）の合計だ。これが建枠の柱1本にどれだけかかるかを計算し、建枠の許容圧縮荷重と比較する。
圧縮検定比 = 建枠1本あたりの軸力 / 建枠の許容圧縮荷重
水平荷重は主に風によるもの。養生シートやメッシュシートが風を受け、その力が壁つなぎを通じて建物に伝わる。壁つなぎ1箇所にかかる引張力を計算し、壁つなぎの許容耐力と比較する。
壁つなぎ検定比 = 壁つなぎ1箇所の引張力 / 壁つなぎの許容耐力
どちらの検定比も1.0以下であればOK。超えた場合は、段数を減らす・建枠の仕様を上げる・壁つなぎの間隔を狭めるなどの対策が必要になる。
検定比 とは何か
検定比は「需要（かかる力）÷ 供給（耐えられる力）」を示す無次元数。たとえるなら、体重計に乗って「この椅子は自分の体重を支えられるか」をチェックするようなものだ。体重80kgの人が100kgまで耐えられる椅子に座れば検定比0.8。安全に座れる。120kgの人が座ろうとすると検定比1.2。椅子が壊れる可能性がある。
足場でも同じで、鉛直方向と水平方向それぞれで「かかる力÷耐えられる力」を計算し、1.0以下に収まっているかを確認する。
積載荷重 の区分（労安法・仮設工業会基準）
足場の積載荷重は作業内容によって3段階に分類される:
| 区分 | 荷重 | 作業内容 |
|---|---|---|
| 軽作業 | 1.0 kN/m² | 塗装・仕上げ・点検 |
| 重作業 | 2.5 kN/m² | とび工事・型枠・配管 |
| 超重作業 | 3.5 kN/m² | 解体・コンクリート打設 |
なぜ足場の強度検討が重要なのか
足場倒壊事故の実態
厚生労働省の労働災害統計によると、足場からの墜落・転落は建設業の死亡災害の中で常に上位を占めている。2023年の建設業における死亡災害は281人で、そのうち墜落・転落が約4割。足場の倒壊や崩壊は、複数の作業員が同時に被災する重大災害につながる。
労安法・労安則の規定
労働安全衛生規則（労安則）第563条〜第571条に足場の構造基準が定められている。具体的には:
- 建枠の高さが5mを超える枠組足場には壁つなぎが必要（労安則第570条）
- 壁つなぎの間隔は垂直方向5m以下、水平方向5.5m以下（同条）
- 積載荷重は労安則第562条に基づき、作業内容に応じた値を設定する
違反した場合、6ヶ月以下の懲役または50万円以下の罰金の対象となる（労安法第119条）。
検定比の大小が設計にどう影響するか
検定比が0.5程度であれば十分な余裕がある。0.8を超えてくると、少しの条件変更（台風接近による風速増加、資材の仮置きによる荷重増加）で1.0を超えるリスクがある。現場では「0.8以下を目安に」と言われることが多い。
施工計画書から現場巡視まで、この場面で使える
施工計画書の強度検討パート作成時
足場を計画する段階で、段数・スパン・作業内容を入力すれば検定比がすぐわかる。Excel計算書に転記する前のクイックチェックに使える。
KY活動・ツールボックスミーティングで
「今日から解体作業に入るけど、足場の強度は大丈夫？」という疑問にその場で答えられる。作業荷重区分を変えて検定比の変化を見せれば、具体的な数値で安全を説明できる。
既存足場の増段・用途変更時
塗装用に組んだ足場を解体作業に転用する、3段増段するなど、現場では計画変更が頻繁に起きる。変更後の条件で即座に再検討できるのがこのツールの強みだ。
基本の使い方
3ステップで検定結果が出る。入力した瞬間にリアルタイムで計算されるので、待ち時間はゼロ。
Step 1: 足場の仕様を選ぶ
枠組足場かくさび緊結式かを選択し、建枠の仕様をプルダウンから選ぶ。段数とスパン数を入力する。
Step 2: 荷重条件を設定する
作業荷重区分（軽作業/重作業/超重）、積載段数、養生シートの種類を選ぶ。壁つなぎの間隔と種類も入力する。
Step 3: 検定結果を確認する
圧縮検定比と壁つなぎ検定比が色付きで表示される。1.0以下なら緑〜青でOK、超過なら赤でNG。「結果をコピー」で施工計画書に貼り付けられる。
具体的な使用例 — 6つの検証ケース
ケース1: 10段・塗装用足場（枠組・軽作業）
入力値:
- 足場種類: 枠組足場（1829×1700, 39.2kN）
- 段数: 10段 / スパン数: 5
- 作業荷重: 軽作業 (1.0kN/m²) / 積載段数: 1段
- 壁つなぎ: 水平5.5m × 垂直5.0m / 単クランプ
計算結果:
- 自重: 0.35 × 1.829 × 0.6 × 10 / 2 = 1.92 kN
- 積載: 1.0 × 1.829 × 0.6 × 1 / 2 = 0.55 kN
- 圧縮検定比: 2.47 / 39.2 = 0.06
→ 解釈: 塗装用の10段足場は圧縮検定比に非常に余裕がある。軽作業なら建枠の許容荷重の6%程度しか使っていない。
ケース2: 15段・解体足場（枠組・超重作業）
入力値:
- 足場種類: 枠組足場（1829×1700, 39.2kN）
- 段数: 15段 / スパン数: 10
- 作業荷重: 超重 (3.5kN/m²) / 積載段数: 2段
- 壁つなぎ: 水平5.5m × 垂直5.0m / ダブルクランプ
計算結果:
- 自重: 0.35 × 1.829 × 0.6 × 15 / 2 = 2.89 kN
- 積載: 3.5 × 1.829 × 0.6 × 2 / 2 = 3.84 kN
- 圧縮検定比: 6.73 / 39.2 = 0.17
→ 解釈: 超重作業でも15段程度なら検定比は0.17と余裕がある。ただし積載段数を増やすと急激に上昇するので注意。
ケース3: 防炎シート張り・壁つなぎ限界
入力値:
- 足場種類: 枠組足場（1829×1700, 39.2kN）
- 段数: 10段 / 養生: 防炎シート
- 壁つなぎ: 水平5.5m × 垂直5.0m / 単クランプ（3.43kN）
計算結果:
- 風荷重: 0.588 × 1.0 × 5.5 × 5.0 = 16.17 kN
- 壁つなぎ検定比: 16.17 / 3.43 = 4.71
→ 解釈: 防炎シート全面張りで単クランプだと検定比が大幅超過。専用金物（10kN）に変更するか、壁つなぎ間隔を大幅に狭める必要がある。
ケース4: メッシュシート・標準壁つなぎ
入力値:
- 足場種類: 枠組足場 / 養生: メッシュシート
- 壁つなぎ: 水平5.5m × 垂直5.0m / 単クランプ（3.43kN）
計算結果:
- 風荷重: 0.588 × 0.34 × 5.5 × 5.0 = 5.50 kN
- 壁つなぎ検定比: 5.50 / 3.43 = 1.60
→ 解釈: メッシュシートでも単クランプでは検定比超過。ダブルクランプ（6.86kN）にすれば 5.50/6.86 = 0.80 で適正範囲に収まる。
ケース5: くさび緊結式・住宅用低層
入力値:
- 足場種類: くさび緊結式（1800×1800, 30.0kN）
- 段数: 4段 / 作業荷重: 重作業 / 積載段数: 1段
- 壁つなぎ: 水平3.6m × 垂直3.6m / 単クランプ
計算結果:
- 圧縮検定比: 0.02程度
- 壁つなぎ検定比（メッシュ）: 0.588 × 0.34 × 3.6 × 3.6 / 3.43 = 0.76
- 根がらみ: 不要（4段以下）
→ 解釈: 住宅用低層足場は圧縮・壁つなぎともに余裕がある。4段以下のくさび緊結式では根がらみも不要。
ケース6: 高段数くさび緊結式・中層ビル
入力値:
- 足場種類: くさび緊結式（1800×1800, 30.0kN）
- 段数: 20段 / 作業荷重: 重作業 / 積載段数: 2段
- 壁つなぎ: 水平3.6m × 垂直3.6m / 専用金物
計算結果:
- 自重: 0.25 × 1.8 × 0.6 × 20 / 2 = 2.70 kN
- 積載: 2.5 × 1.8 × 0.6 × 2 / 2 = 2.70 kN
- 圧縮検定比: 5.40 / 30.0 = 0.18
- 壁つなぎ検定比: 0.588 × 0.34 × 3.6 × 3.6 / 10.0 = 0.26
→ 解釈: 壁つなぎ間隔を狭め、専用金物を使えば20段でも検定比は十分余裕がある。
仕組み・アルゴリズム — 仮設工業会基準の検定式
候補手法の比較
足場の構造検討には複数のアプローチがある:
- 簡易検定法（採用）: 仮設工業会の手引きに基づき、検定比のみで合否判定。1スパン・1本の柱に着目した簡便な計算
- 詳細構造解析: 足場全体をフレームモデルとして有限要素法で解析。接合部の剛性や不整形配置も考慮できるが、専用ソフトが必要
- 転倒モーメント法: 足場全体の転倒と滑動を検討。基礎の支持力計算も含む包括的な方法
このツールは手法1の簡易検定法を採用した。現場で素早く検定比をチェックする目的には十分で、仮設工業会のガイドラインに直接対応している。
実装詳細 — 計算フロー
鉛直荷重の計算:
自重 W_d = γ × L × B × N
γ: 足場自重 (kN/m²/層) — 枠組0.35, くさび0.25
L: スパン長 (m)
B: 足場幅 (m) = 0.6m
N: 段数
積載荷重 W_l = w × L × B × n
w: 作業荷重 (kN/m²) — 軽1.0, 重2.5, 超重3.5
n: 積載段数
建枠1本あたり軸力 P = (W_d + W_l) / 2
圧縮検定比 R_c = P / P_a (P_a: 許容圧縮荷重)
風荷重の計算:
風荷重 W_w = q × C × A_w
q: 基準風速圧 = 0.588 kN/m²
C: 風力係数 — メッシュ0.34, 防炎1.0, なし0.12
A_w: 壁つなぎ1箇所の負担面積 = H_w × V_w
壁つなぎ検定比 R_t = W_w / T_a (T_a: 壁つなぎ許容耐力)
具体的な計算例
枠組足場（1829×1700, 許容39.2kN）、10段、重作業2段積載、メッシュシート、壁つなぎ5.5m×5.0mで計算:
自重 = 0.35 × 1.829 × 0.6 × 10 = 3.84 kN
積載 = 2.5 × 1.829 × 0.6 × 2 = 5.49 kN
軸力 = (3.84 + 5.49) / 2 = 4.67 kN
圧縮検定比 = 4.67 / 39.2 = 0.12 → OK
風荷重 = 0.588 × 0.34 × 5.5 × 5.0 = 5.50 kN
壁つなぎ検定比(単クランプ) = 5.50 / 3.43 = 1.60 → NG
壁つなぎ検定比(ダブル) = 5.50 / 6.86 = 0.80 → OK
圧縮は余裕だが壁つなぎは単クランプでNG。ダブルクランプに変更すれば適正範囲に収まる。
参考: 仮設工業会 / Wikipedia: 足場
Excel計算書や有料ソフトとの違い
Excelひな型との違い
仮設工業会のExcel計算書は詳細な検討が可能だが、入力セルが多く、条件変更のたびにシートを行き来する。このツールは必要最小限の入力で検定比に特化しており、30秒で結果が出る。
有料ソフト（ASIBA+等）との違い
ASIBA+のような専用ソフトは転倒検討・地盤反力計算・3Dモデリングまでカバーする。一方、このツールは「検定比を素早く確認する」一点に絞っている。足場の計画段階での概略チェックや、現場での即時確認に特化した位置づけだ。
モバイル対応
Excel計算書もASIBA+もPC前提の設計。このツールはスマホで快適に操作でき、現場でポケットからスマホを出して3タップで検定比を確認できる。
足場にまつわる豆知識
丸太足場から鋼製足場への変遷
日本の足場は戦前まで丸太足場が主流だった。1950年代に米国から鋼製枠組足場が導入され、1960年代の高度経済成長期に急速に普及した。現在は枠組足場とくさび緊結式足場が二大勢力で、新設の住宅工事ではくさび緊結式が主流になりつつある。
参考: Wikipedia: 足場の歴史
海外の足場基準
イギリスではBS EN 12811、アメリカではOSHA 29 CFR 1926 Subpart Lが足場の基準を定めている。日本の労安則と比較すると、壁つなぎの間隔や積載荷重の基準値に違いがある。グローバルプロジェクトでは現地基準の確認が必須だ。
現場で差がつく足場検討のコツ
積載段数は実態に合わせて設定する
「積載段数2段」がデフォルトだが、実際に2段同時に作業するかどうかで結果は大きく変わる。塗装工事で1段ずつ上がっていく工程なら積載段数1段でよい。逆に解体作業で複数段にガラが溜まるなら3段も想定すべき。
壁つなぎは「千鳥配置」が基本
壁つなぎの配置は水平・垂直の間隔だけでなく、千鳥（互い違い）配置にするのが基本。直線配置より風荷重の分散効果が高く、同じ間隔でも安全側に働く。
台風接近時は養生シートを畳む
防炎シートの風力係数は1.0。メッシュシートの0.34と比べて約3倍の風荷重がかかる。台風接近時にシートを畳む・メッシュに切り替えるだけで壁つなぎの検定比は大幅に改善される。
足場強度検討でよくある疑問
Q: 吊り足場にも使える？
本ツールは枠組足場とくさび緊結式足場を対象としている。吊り足場は荷重の伝達経路が根本的に異なり（吊りチェーン・ワイヤーの引張力が支配的）、別の検討方法が必要になる。吊り足場の検討には仮設工業会の「吊り足場計画の手引き」を参照してほしい。
Q: 張出し足場はどう検討すればいい？
張出し足場は足場荷重に加えて、張出し部材の曲げモーメント検討が必要になる。本ツールの鉛直荷重計算は参考になるが、張出し部分は別途検討が必要だ。
Q: 仮設工業会認定品とは？
仮設工業会が定める技術基準に適合し、認定を受けた足場部材のこと。認定品には「仮設」マークが表示される。本ツールの建枠許容荷重は認定品の標準値を使用している。非認定品は許容荷重が異なる場合があるため、メーカーのカタログ値を確認してほしい。
Q: 入力データはサーバーに送信される？
一切送信されない。すべての計算はブラウザ内で完結しており、入力データは端末の外に出ない。通信が発生しないため、オフライン環境でも動作する。
まとめ
足場の強度検討は「検定比1.0以下」がすべて。このツールなら足場種類・段数・荷重条件を入力するだけで、建枠の圧縮検定比と壁つなぎの引張検定比を瞬時に確認できる。
施工計画書の作成から現場での即時チェックまで、足場の安全確認をもっと手軽に。建築の風荷重計算が気になった人は風圧力計算ツールも試してみて。
不具合や要望があれば、X (@MahiroMemo)から気軽に教えて。