ガンブレル屋根計算機

建物寸法と勾配を入力すると、垂木長、角度、面積、屋根裏容積をすぐに計算します。

建物幅(ft)

建物長さ(ft)

下勾配(°)

上勾配(°)

軒の出(ft)

妻側の出(ft)

下垂木の長さ

9.03 ft

R₁ = √(x₁² + y₁²)

上垂木の長さ

9.03 ft

R₂ = √(x₂² + y₂²)

下部の水平距離

3.82 ft

x₁ + x₂ = W/2

上部の水平距離

8.18 ft

x₂ = W/2 − x₁

下部の立ち上がり

8.18 ft

y₁ = x₁ · tanα

上部の立ち上がり

3.82 ft

y₂ = W/2 − y₁

屋根の全高

12.00 ft

H = y₁ + y₂ = W/2

下部区画の面積

320.96 ft²

A₁ = (L+2g)(R₁+e)

上部区画の面積

288.96 ft²

A₂ = (L+2g)·R₂

屋根の総面積

1219.82 ft²

Aₜ = 2(A₁+A₂)

屋根裏容積

5892.35 ft³

V = 2L·crossSection

シングル材の見積もり

12.2 sq

1 sq = 100 ft²

Lower segment (R₁ = 9.03 ft) Upper segment (R₂ = 9.03 ft)

ガンブレル屋根とは?

片側に2つの勾配を持つ対称屋根で、下が急(60–75°)、上が緩やか(20–30°)です。

オランダ植民地様式の住宅とアメリカの納屋に代表されます。

同じ幅の切妻屋根より40–50%広い利用可能容積が得られます。

ガンブレル屋根の形状を解説

ガンブレル屋根の断面は4つの直角三角形(左右2つずつ)で構成され、いずれも底辺は建物幅の半分に等しい。下側の三角形は水平距離x₁、立ち上がりy₁を持ち、斜辺R₁(下垂木)を形成する。上側の三角形は水平距離x₂、立ち上がりy₂を持ち、斜辺R₂(上垂木)を形成する。2つの水平距離の合計は建物幅の半分になる。

2勾配法では、下勾配と上勾配を個別に設定できる。半円法では両方の垂木が、直径を建物幅とする半円の弦となり、下勾配と上勾配の差は常に45°になる。

メリットとデメリット

メリット

同じ建物幅の切妻屋根より40–50%多い利用可能な屋根裏容積
60°を超える急な下部斜面は雨や雪を速やかに流す
同じ天井高の寄棟屋根と比べ、囲われた容積あたりの屋根材が少ない
ガンブレル屋根の立平葺き金属屋根は40–70年もつ
三角形の妻面により、窓やドーマーの増設が容易になる
寄棟のような複雑な切断が不要で、単純な長方形の平面プランに適している

デメリット

屈曲部にはゴミが溜まりやすく、丁寧な防水処理が必要である
急な下部斜面は強風時に垂直な壁のように風を受ける
切妻屋根に比べて骨組みが複雑になる。勾配の折れ目が1つではなく2つある
勾配が変わる部分の防水処理は、最も雨漏りが起こりやすい箇所である
低勾配の切妻屋根と比べ、建築面積1平方フィートあたりの垂木材料が多い
郊外の住宅地では、地域住宅組合(HOA)が納屋風の屋根を制限している場合がある

2階を寝室、オフィス、作業場、干し草置き場などとして実際に使うなら、ガンブレル屋根はその容積分の価値を発揮する。2階が単なる断熱用の屋根裏であれば、6:12の切妻屋根の方が施工が早く、雨漏りも少ない。屈曲部は唯一の弱点となる箇所である。

米国の建築基準法と構造要件

International Residential Code(IRC)のR802項は木造屋根の骨組みを規定している。ガンブレル屋根は下部と上部、2組の独立した垂木として組まれ、それぞれの垂木は自身の長さと材料等級に応じたスパン表を満たさなければならない。バードマウスでの垂木の切り欠きは、垂木の断面高さの1/3までに制限される。

ASCE 7は風荷重と雪荷重の設計基準となる。急勾配の下部斜面にかかる風圧は、その面が壁のように振る舞うため、より大きな外圧係数を用いる。上部斜面の雪荷重には標準の勾配係数による低減を適用するが、下部斜面では屈曲部に吹き溜まり荷重が生じる場合がある。

屈曲部には上部垂木系統の推力がすべて伝わる。一般的な補強方法としては、通し母屋、合板製のガセットプレート、棟部のつなぎ材、トラス間の横方向の補強材などがある。

ガンブレル屋根トラスの計算方法

下垂木の中心線長さは下側三角形の斜辺であり、R₁ = √(x₁² + y₁²)で求められる。実際の切断長はR₁より短くなる。屈曲部の垂直切りと軒桁部の座面カットは、中心線ではなく垂木の面を基準に取るためである。

上垂木の長さはR₂ = √(x₂² + y₂²)である。軒桁から棟までの高さはH = y₁ + y₂となる。棟木は垂木より1段階大きい呼び寸法を用いる。

屈曲部の合板製ガセットプレートは、接合部から各垂木に沿って最低12インチ延ばし、垂木と同じ厚さとし、周囲を8d釘で3インチ間隔に打ち留める。

この計算機の使い方

1
方式を選ぶ
2勾配法では下勾配と上勾配を個別に設定できる。半円法では従来通り、両者の差を45°に固定する。
2
建物幅を入力する
幅は妻側の外壁から外壁までの寸法である。フィート(ヤード・ポンド)またはメートル(メートル法)を使用し、いつでも切り替えられる。
3
建物長さを入力する
長さは垂木に対して垂直な方向の寸法である。屋根の総面積と屋根裏容積の計算に使用する。
4
勾配角度を設定する
下勾配は通常60–75°、上勾配は20–30°である。下の参照表に一般的な組み合わせを示す。
5
出を追加する
軒の出は垂木を壁の外側まで延長し、妻側の出は棟を妻壁の外側まで延長する。
6
計算結果を確認する
12個すべての計算結果は入力するたびに更新される。図もそれに合わせて自動的に再描画される。送信ボタンは不要である。

ガンブレル屋根の一般的なスパン参照表

半円法、掃引角度60°、建物長さ20ft、軒の出および妻側の出1ftの条件。

建物幅	下垂木 (ft)	上垂木 (ft)	全高 (ft)	総面積 (ft²)
10 ft	5.00	2.59	5.00	378
12 ft	6.00	3.11	6.00	445
16 ft	8.00	4.14	8.00	578
20 ft	10.00	5.18	10.00	712
24 ft	12.00	6.21	12.00	845
30 ft	15.00	7.76	15.00	1046
40 ft	20.00	10.35	20.00	1380

よくある質問

›切妻屋根とガンブレル屋根の違いは何か?

切妻屋根は各側に1つの勾配を持ち、妻面は三角形になる。ガンブレル屋根は各側に2つの勾配、急な下勾配と緩やかな上勾配を持ち、両者は屈曲部で接する。この二重勾配により、同じ建物幅で40–50%多い利用可能な屋根裏容積が生まれる。

›ガンブレル屋根の角度はどのくらいか?

下部斜面は水平から通常60°から75°、上部斜面は20°から30°である。半円法では、上勾配は常に下勾配より正確に45°小さくなる。

›ガンブレル屋根の勾配はどのように計算するか?

勾配とは、垂木が水平面に対してなす角度である。立ち上がりと水平距離から、勾配 = arctan(立ち上がり ÷ 水平距離)で求める。12:12の垂木は勾配45°、24:12では約63.4°になる。

›下勾配60度のガンブレル屋根の上勾配はどのくらいか?

半円法では15°(60° − 45°)である。2勾配法では、構造的にはおおよそ10°から35°までの上勾配であれば成立する。

›ガンブレル屋根に最適な勾配はどれか?

下勾配60°、上勾配30°の組み合わせは、多くの住宅建築において屋根裏の天井高、雪の滑落性、耐風性能のバランスが良い。

›ガンブレル屋根はどのくらいもつか?

アスファルトシングルのガンブレル屋根は20–30年、立平葺き金属屋根は40–70年、シダー材のシェイクは25–40年もつ。

›ガンブレル屋根は屋根裏空間をどのくらい多く確保できるか?

ガンブレル屋根は、急な下部斜面によって内側の壁がほぼ垂直に近づくため、同じ建物幅・棟高の切妻屋根より40–50%多い利用可能な屋根裏容積を確保できる。

›ガンブレル屋根は強風地域に適しているか?

設計風速が130mphを超える地域では、ガンブレル屋根には強度計算されたハリケーンタイ、ブロッキング、より強固な野地板の施工基準が必要になる。低〜中程度の風速地域では、切妻屋根と同程度の性能を発揮する。

›ガンブレル屋根の半円法とは何か?

半円法は、直径を建物幅とする半円の内側に両方の垂木を内接させる方式である。これにより下勾配と上勾配の差は必ず45°になり、屋根の全高はW/2に固定される。

›出を含めたガンブレル屋根の面積はどのように計算するか?

総面積 = 2 × [(L + 2g)(R₁ + e) + (L + 2g) × R₂]。Lは建物長さ、gは妻側の出、eは軒の出、R₁は下垂木、R₂は上垂木である。

›ガンブレル屋根の屈曲部とは何か?

屈曲部とは、下垂木と上垂木が接する折れ目部分である。ガセットプレートまたは通し母屋で補強され、丁寧な防水処理が必須であり、雨漏りが最も多く発生する箇所である。

›ガンブレル屋根とマンサード屋根の違いは何か?

ガンブレル屋根は各側に2つの勾配を持ち、三角形の妻面が2面ある。マンサード屋根は四方すべてに2つの勾配を持ち、妻面はない。