階段の総高さ(下の床から上の床までの高さ)と、1段の踏面の奥行を入力してください。蹴上げは「目標値を指定」か「段数を指定」のどちらかで決めます。
このページでできること
- 階段の総高さ(下の床から上の床までの高さ)と1段の踏面の奥行を入れるだけで、蹴上げ(1段の高さ)・段数・総奥行・側桁(ストリンガー)の長さ・階段の角度がその場でわかります
- 「蹴上げの目標値から段数を決める」「段数から蹴上げを決める」の2つのモードを切り替えられます。側桁の取付方法(標準/フラッシュ)と踏板の厚みも計算に反映できます
- 段数を前後に変えた場合の比較表で、段数を増減すると蹴上げや勾配がどう変わるかを見比べられます
- 建築基準法(施行令23条)が定める一般住宅の階段の基準(蹴上げ23cm以下・踏面15cm以上)に収まっているかを自動でチェックします
- 上の床の厚みと吹き抜け開口の長さを入れると、階段の上に張り出す床(天井)との頭上クリアランス(ヘッドルーム)と、必要な高さを確保するための開口の長さの逆算もできます(任意入力)
- 式のやさしい解説・Excel/Googleスプレッドシート/Python用のコピペ数式・計算ドリル(演習問題)もこのページにまとまっています
この計算は何の役に立つ?
階高(1階の床から2階の床まで)280cmの家で蹴上げ20cmを目標にすると、段差は \(280 \div 20 = 14\)、段数は13段、踏面24cmなら総奥行は \(24 \times 13 = 312\) cm(約3.1m)です。
「階段を1段増やすと蹴上げは楽になるが、廊下側に約24cm伸びる」というつり合いを数字で確かめられると、間取りの打ち合わせで設計者の提案を自分でも検証しながら聞けるようになります。
建築基準法(施行令23条)の一般住宅の基準は蹴上げ23cm以下・踏面15cm以上ですが、これはあくまで最低ラインで、ぎりぎりの寸法(蹴上げ23cm・踏面15cm)だと角度は \(\arctan(23 \div 15) \fallingdotseq 56.9^\circ\) と、かなり急な階段になります。
昇り降りしやすさの経験則「蹴上げ×2+踏面=55〜65cm」も合わせて確認すると、家庭内事故の多い階段の安全性を数字で点検できます。
高さ50cmのウッドデッキに蹴上げ17cm前後の階段を付けるなら、段差は \(\mathrm{round}(50 \div 17) = 3\)、段数は2段で、端数は1段目が \(50 - 17 \times 2 = 16\) cmになります。
小さな段差でも「均等に割ると1段何cmになるか」を先に計算しておくと、段差がばらばらでつまずきやすい階段になるのを防げます。
総奥行312cm・側桁の高さ260cmの階段なら、側桁の長さは \(\sqrt{312^2 + 260^2} \fallingdotseq 406\) cmです。
市販の木材の定尺(3m・4mなど)で足りるか、継ぎが必要かは、この三平方の定理の計算で買い出しの前に判断できます。斜め材は思ったより長くなるため、水平距離だけを見て木材を買うと足りなくなりがちです。
高さ250cmのロフトへ、奥行120cm(踏面20cm×6段)で階段を収めようとすると、蹴上げは \(250 \div 7 \fallingdotseq 35.7\) cm、角度は \(\arctan(35.7 \div 20) \fallingdotseq 60.7^\circ\) と、はしごに近い急さになります。
「この奥行きに収めると角度は何度になるか」を先に計算しておくと、ロフト階段を固定階段にするか、はしごにするかの判断材料になります(固定階段にできるかは自治体の取り扱いによります)。
階段の上に2階の廊下や部屋の床がかぶさる間取りでは、上りきる手前で頭上が狭くなります。蹴上げ20cm・踏面24cmの階段で、床の厚みが35cm・吹き抜け開口の長さが240cmなら、頭上クリアランスは \(20 \times 240 \div 24 - 35 = 165\) cmで、大人が頭をぶつけかねない高さです。
頭上に200cm確保したいなら開口は \((200 + 35) \times 24 \div 20 = 282\) cm必要で、「吹き抜けを42cm広げる」「階段を急にする」「床を薄くする」のどれで解決するかを、間取りの打ち合わせで数字を持って相談できます(必要な高さは建物の用途・自治体・設計者の判断に従ってください)。
式と図
用語・記号の解説
記号
| \(H\) | エイチ | 階段の総高さ。下の床の仕上げ面から上の床の仕上げ面までの垂直距離です。(例:1階から2階まで280cm) |
| \(R\) | アール | 蹴上げ(1段の高さ)。段差1つ分の垂直距離です。 |
| \(T\) | ティー | 1段の踏面の奥行。足を乗せる面の水平方向の長さです。 |
| \(n\) | エヌ | 蹴込み数(段差の数)。垂直に上がる部分の数で、標準取付では段数より1つ多くなります。 |
| \(s\) | エス | 段数(踏面の数)。足を乗せる面の数です。なお日本の建築の現場や不動産広告では、段差の数(蹴込み数)の方を「段数」と数える言い方(例:段差14の階段を「14段の階段」と呼ぶ)も一般的です。このページの「段数」は踏面の数を指します。 |
| \(D\) | ディー | 総奥行。階段が水平方向に占める長さで、\(D = T \times s\) で求めます。 |
| \(K\) | ケー | 側桁の高さ。側桁が垂直方向にカバーする高さで、標準取付では \(H - R\)、フラッシュ取付では \(H\) です。 |
| \(L\) | エル | 側桁の長さ。\(L = \sqrt{D^2 + K^2}\)(三平方の定理)で求めます。 |
| \(t\) | ティー(小文字) | 踏板の厚み。考慮する場合、側桁の高さと1段目の蹴上げからこの分を引きます。 |
| \(t_f\) | ティー・エフ | 上の床の厚み。上の階の床の仕上げ面から、階段側に見える天井面(床の下端)までの厚みです。f は floor(床)の頭文字で、踏板の厚み \(t\) とは別の量です。 |
| \(L_o\) | エル・オー | 吹き抜け開口の長さ。上の床の縁から、階段の上に張り出す床の縁までの水平距離です。o は opening(開口)の頭文字で、側桁の取付位置 \(L\) とは別の量です。 |
| \(h_c\) | エイチ・シー | 頭上クリアランス(ヘッドルーム)。開口の縁の真下で、段鼻線から天井までを垂直に測った高さで、\(h_c = R \times L_o \div T - t_f\) で求めます。c は clearance(すき間・余裕)の頭文字です。 |
| \(h_{\mathrm{req}}\) | エイチ・レク | 必要な頭上クリアランス。開口の縁の真下で確保したい高さで、建築基準法・自治体・設計者の指示に従って決めます。req は required(必要な)の略です。 |
| \(L_{\mathrm{req}}\) | エル・レク | 必要な開口の長さ。必要な頭上クリアランスを確保するための吹き抜け開口の長さで、\(L_{\mathrm{req}} = (h_{\mathrm{req}} + t_f) \times T \div R\) で求めます。 |
| \(\theta\) | シータ | 階段の角度(勾配)。\(\theta = \arctan(R \div T)\) で求めます。 |
| \(\sqrt{x}\) | ルート・エックス | 平方根。2乗するとその数になる値です。(例:\(\sqrt{25} = 5\)) |
| \(\arctan\) | アークタンジェント | タンジェント(傾きの比)から角度を逆算する関数。関数電卓では tan⁻¹ と表示されることもあります。(例:\(\arctan(1) = 45^\circ\)) |
用語
| 蹴上げ | けあげ | 階段1段分の高さ(垂直距離)。値が大きいほど1歩で上がる高さが大きくなり、急で疲れる階段になります。建築基準法では住宅は23cm以下と定められています。 |
| 踏面 | ふみづら | 足を乗せる面の水平方向の奥行。値が小さいと足がしっかり乗らず踏み外しやすくなります。建築基準法では住宅は15cm以上と定められています。 |
| 蹴込み | けこみ | 段差の垂直部分(踏面と踏面の間の立ち上がり)。このページの「蹴込み数」は段差の数のことで、標準取付では段数(踏面の数)より1つ多くなります。 |
| 側桁 (ストリンガー) |
がわげた ストリンガー | 階段の両側で段板を斜めに支える構造材。英語ではストリンガー(stringer)と呼びます。木造階段では板を斜めに渡し、段の形に切り欠いて段板を載せます。 |
| 踏板 | ふみいた | 踏面になる板そのもの。木製では厚み30mm前後が一般的で、厚みの分だけ側桁の取り合い寸法が変わります。 |
| フラッシュ取付 | フラッシュとりつけ | 側桁の上端を上の床と同じ高さに揃える取付方法。標準取付(上の床より1段低い位置に付ける)と比べて、段数が1段分増えます。 |
| 勾配 | こうばい | 傾きの度合い。階段では蹴上げ÷踏面の比、またはそこから求めた角度で表します。数値が大きいほど急な階段です。 |
| 建築基準法施行令 | けんちくきじゅんほうしこうれい けんちくきじゅんほうせこうれい | 建築基準法の具体的な数値基準を定めた政令。階段の寸法は第23条にあり、一般住宅では蹴上げ23cm以下・踏面15cm以上・階段幅75cm以上などが定められています(用途・規模で基準が変わり、条例・緩和規定もあります)。 |
| 頭上クリアランス (ヘッドルーム) |
ずじょうクリアランス ヘッドルーム | 階段を昇り降りする人の頭の上に確保されている空間の高さ。このページでは、各段の先端を結んだ段鼻線から、階段の上に張り出す床の下端(天井)までを垂直に測った高さで、天井が始まる開口の縁の真下で最も小さくなります。 |
| 吹き抜け開口 | ふきぬけかいこう | 階段の上の階の床に、階段を通すために開けられている穴(床が無い部分)。このページの「吹き抜け開口の長さ」は、上の床の縁から、階段の上に張り出す床の縁までの水平距離です。 |
| 段鼻線 | だんばなせん | 各段の先端(段鼻)を結んだ斜めの線。階段の勾配を表す線で、頭上の高さや手すりの高さは、この線から垂直に測るのが一般的です。1段ごとに踏面の奥行だけ進み、蹴上げだけ上がります。 |
前提として理解しておくといいこと
このページの計算を「意味がわかって」使えるようになるために、前提として理解しておくといいことをまとめました。
| 割り算と四捨五入(小学4〜5年) |
|
| 長さの単位の換算(小学2〜3年) |
|
| 三平方の定理(中学3年) |
|
| 三角比・タンジェント(高校 数学I) |
|
| 比とつり合いの考え方(小学6年〜中学1年) |
|
| 比例と相似(小学6年〜中学3年) |
|
Excelで計算する方法
| 階段の総高さ H(cm) | 280 |
| 目標の蹴上げ R(cm) | 20 |
| 蹴込み数(段差の数) n | =ROUND(B1/B2,0) |
| 段数(標準取付) | =B3-1 |
| 1段目の蹴上げ(cm) | =B1-B2*(B3-1) |
| 階段の総高さ H(cm) | 280 |
| 段数(踏面の数) s | 13 |
| 蹴上げ R(cm) | =B1/(B2+1) |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 段数(踏面の数) s | 13 |
| 総奥行 D(cm) | =B1*B2 |
| 総奥行 D(cm) | 312 |
| 側桁の高さ K(cm) | 260 |
| 側桁の長さ L(cm) | =SQRT(B1^2+B2^2) |
| 蹴上げ R(cm) | 20 |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 階段の角度(度) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 蹴上げ R(cm) | 20 |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 吹き抜け開口の長さ L_o(cm) | 240 |
| 上の床の厚み t_f(cm) | 35 |
| 頭上クリアランス h_c(cm) | =B1*B3/B2-B4 |
| 必要な頭上クリアランス h_req(cm) | 200 |
| 上の床の厚み t_f(cm) | 35 |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 蹴上げ R(cm) | 20 |
| 必要な開口の長さ L_req(cm) | =(B1+B2)*B3/B4 |
「ROUND(値, 0)」は一番近い整数への四捨五入、「SQRT」は平方根、「ATAN」は傾きの比から角度を求める関数(結果はラジアン)で、「DEGREES」でラジアンを度に直します。
1つ目の表はB3が14・B4が13段・B5が20cm、2つ目の表はB3が20cm、3つ目はB3が312cm、4つ目はB3が約406.13cm、5つ目はB3が約39.81度になります。B列を自分の数値に書き換えるだけで使えます。
6つ目の表は頭上クリアランス(B5が165cm)、7つ目は必要な開口の長さ(B5が282cm)で、どちらも蹴上げ・踏面・床の厚みを書き換えて使えます(標準取付の式です。フラッシュ取付では、6つ目の表はB3に開口の長さから踏面1つ分を引いた値を入れ、7つ目の表はB5の結果に踏面1つ分を足してください)。
Googleスプレッドシートで計算する方法
| 階段の総高さ H(cm) | 280 |
| 目標の蹴上げ R(cm) | 20 |
| 蹴込み数(段差の数) n | =ROUND(B1/B2,0) |
| 段数(標準取付) | =B3-1 |
| 1段目の蹴上げ(cm) | =B1-B2*(B3-1) |
| 階段の総高さ H(cm) | 280 |
| 段数(踏面の数) s | 13 |
| 蹴上げ R(cm) | =B1/(B2+1) |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 段数(踏面の数) s | 13 |
| 総奥行 D(cm) | =B1*B2 |
| 総奥行 D(cm) | 312 |
| 側桁の高さ K(cm) | 260 |
| 側桁の長さ L(cm) | =SQRT(B1^2+B2^2) |
| 蹴上げ R(cm) | 20 |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 階段の角度(度) | =DEGREES(ATAN(B1/B2)) |
| 蹴上げ R(cm) | 20 |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 吹き抜け開口の長さ L_o(cm) | 240 |
| 上の床の厚み t_f(cm) | 35 |
| 頭上クリアランス h_c(cm) | =B1*B3/B2-B4 |
| 必要な頭上クリアランス h_req(cm) | 200 |
| 上の床の厚み t_f(cm) | 35 |
| 1段の踏面の奥行 T(cm) | 24 |
| 蹴上げ R(cm) | 20 |
| 必要な開口の長さ L_req(cm) | =(B1+B2)*B3/B4 |
Pythonで計算する方法
import math
total_height_cm = 280 # 階段の総高さ(下の床から上の床まで)
run_cm = 24 # 1段の踏面の奥行
target_rise_cm = 20 # 目標の蹴上げ
# 蹴込み数(段差の数)=総高さ÷蹴上げの四捨五入
# ※Pythonのround()は「.5」を偶数へ丸める方式のため、floor(x + 0.5)で四捨五入する
num_risers = math.floor(total_height_cm / target_rise_cm + 0.5)
steps = num_risers - 1 # 段数(標準取付)
first_step_cm = total_height_cm - target_rise_cm * (num_risers - 1) # 端数は1段目で調整
total_run_cm = run_cm * steps # 総奥行
stringer_height_cm = total_height_cm - target_rise_cm # 側桁の高さ(標準取付)
stringer_length_cm = math.sqrt(total_run_cm ** 2 + stringer_height_cm ** 2) # 三平方の定理
angle_deg = math.degrees(math.atan(target_rise_cm / run_cm)) # 階段の角度
# 頭上クリアランス(階段の上に張り出す床との高さ。標準取付)
floor_thickness_cm = 35 # 上の床の厚み(床の仕上げ面から階段側の天井面まで)
opening_length_cm = 240 # 吹き抜け開口の長さ(上の床の縁から張り出す床の縁まで)
headroom_required_cm = 200 # 確保したい頭上クリアランス
headroom_cm = target_rise_cm * opening_length_cm / run_cm - floor_thickness_cm
opening_required_cm = (headroom_required_cm + floor_thickness_cm) * run_cm / target_rise_cm
print(f"段数(踏面の数): {steps} 段")
print(f"蹴上げ: {target_rise_cm} cm(1段目 {first_step_cm} cm)")
print(f"総奥行: {total_run_cm} cm")
print(f"側桁の高さ: {stringer_height_cm} cm")
print(f"側桁の長さ: {stringer_length_cm:.2f} cm")
print(f"階段の角度: {angle_deg:.2f} 度")
print(f"頭上クリアランス: {headroom_cm:.2f} cm")
print(f"必要な開口の長さ: {opening_required_cm:.2f} cm")
数式記述言語(LaTeX等)での書き方(コピペ可)
n = round(H ÷ R)
n = \mathrm{round}\left( \frac{H}{R} \right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>=</mo>
<mi>round</mi>
<mo>⁡</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac><mi>H</mi><mi>R</mi></mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</math>
n = round(H / R)
Round[h/r]
n := round(H/R);
n = round(H/R);
n = round(H/R)
R = H ÷ (s + 1)
R = \frac{H}{s + 1}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>R</mi>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mi>H</mi>
<mrow><mi>s</mi><mo>+</mo><mn>1</mn></mrow>
</mfrac>
</mrow>
</math>
R = H / (s + 1)
h/(s + 1)
R := H/(s + 1);
R = H/(s + 1);
R = H/(s + 1)
D = T × s
D = T \times s
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>D</mi>
<mo>=</mo>
<mi>T</mi>
<mo>×</mo>
<mi>s</mi>
</mrow>
</math>
D = T * s
t*s
d := T*s;
D = T*s;
D = T × s
L = √(D² + K²)
L = \sqrt{D^2 + K^2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>L</mi>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup><mi>D</mi><mn>2</mn></msup>
<mo>+</mo>
<msup><mi>K</mi><mn>2</mn></msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
</math>
L = sqrt(D^2 + K^2)
Sqrt[d^2 + k^2]
L := sqrt(d^2 + K^2);
L = sqrt(D^2 + K^2);
L = √(D^2 + K^2)
θ = arctan(R ÷ T)
\theta = \arctan\left( \frac{R}{T} \right)
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<mi>θ</mi>
<mo>=</mo>
<mi>arctan</mi>
<mo>⁡</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mfrac><mi>R</mi><mi>T</mi></mfrac>
<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</math>
theta = arctan(R / T)
ArcTan[r/t]/Degree
theta := arctan(R/T)*180/Pi;
theta = atand(R/T);
θ = arctan(R/T)
h_c = R × L_o ÷ T − t_f
h_c = \frac{R \, L_o}{T} - t_f
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>h</mi><mi>c</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow><mi>R</mi><mo>⁢</mo><msub><mi>L</mi><mi>o</mi></msub></mrow>
<mi>T</mi>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<msub><mi>t</mi><mi>f</mi></msub>
</mrow>
</math>
h_c = R * L_o / T - t_f
r*lo/t - tf
h_c := R*L_o/T - t_f;
h_c = R*L_o/T - t_f;
h_c = R L_o/T − t_f
L_req = (h_req + t_f) × T ÷ R
L_{\mathrm{req}} = \frac{(h_{\mathrm{req}} + t_f) \, T}{R}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>L</mi><mi>req</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mo>(</mo>
<msub><mi>h</mi><mi>req</mi></msub>
<mo>+</mo>
<msub><mi>t</mi><mi>f</mi></msub>
<mo>)</mo>
<mo>⁢</mo>
<mi>T</mi>
</mrow>
<mi>R</mi>
</mfrac>
</mrow>
</math>
L_req = (h_req + t_f) * T / R
(hreq + tf)*t/r
L_req := (h_req + t_f)*T/R;
L_req = (h_req + t_f)*T/R;
L_req = (h_req + t_f) T/R
ChatGPT に聞いて計算してもらう方法
あなたは階段の寸法計算アシスタントです。次の計算を、必ずPythonコードを実際に実行して行い、実行結果の数値だけを根拠に回答してください(暗算や推測で答えないでください)。 総高さ280cm(1階の床から2階の床まで)の階段を、1段の踏面の奥行24cm・蹴上げの目標20cmで作ります。側桁は標準取付(上の床の1段下まで)です。 次の値をそれぞれ求めてください。 1. 蹴込み数(段差の数)=総高さ÷蹴上げの四捨五入、および段数(踏面の数)=蹴込み数−1 2. 1段目の蹴上げ(総高さ − 蹴上げ×(蹴込み数−1)) 3. 総奥行(踏面の奥行×段数) 4. 側桁の長さ(√(総奥行² + 側桁の高さ²)。側桁の高さ=総高さ−蹴上げ) 5. 階段の角度(arctan(蹴上げ÷踏面の奥行) を度で) 6. 建築基準法の一般住宅の基準(蹴上げ23cm以下・踏面15cm以上)に収まっているか 7. 2階の床の厚みが35cm、階段の上の吹き抜け開口の長さが240cmのときの頭上クリアランス(蹴上げ×開口の長さ÷踏面の奥行 − 床の厚み)と、頭上クリアランス200cmを確保するのに必要な開口の長さ((200 + 床の厚み)×踏面の奥行÷蹴上げ) 計算に使った式と、実行結果の数値を示してください。
計算ドリル(演習問題)
このページの式を、自分の手で計算できるようになるための演習問題です。
答えと解説は解答ページにあります。
使い方
-
1数値を入力計算したい数値を入力欄に入力します
-
2計算「計算する」ボタンを押します
-
3結果を確認計算結果がその場に表示されます。計算の考え方や式の解説も同じページで確認できます
DataChefの特徴
専門知識不要、直感的で簡単な操作
個人情報を登録することなく使用できます
「ダウンロード」押下でファイルを自動削除
クレジット表記不要
商用利用許諾の連絡も不要です
