石膏板牆上鎖扶手托架：40 mm 螺絲穿過兩層板只吃進柱子約 10 mm，最大 102.5 kgf；換 70 mm 為 270 kgf

知恵袋上的問題：3 公分夠不夠

2017 年 11 月，Yahoo!知恵袋有人問：用牆內探測器找到了間柱，用探針量出石膏板大約 2 公分厚， 要裝捲簾的托架，也要裝層架的棚受和棚柱。他問了木螺絲可不可以、要皿頭還是鍋頭、要不要不鏽鋼， 最後一題是「長さは3センチでいいでしょうか」，又擔心太長的螺絲會不會太粗。

被選為最佳解答的回答說，板厚要再確認一次，可能是 15 mm 或兩層；長度以「固定物的厚度和板厚的 3 倍左右」為理想， 也提醒夾在棚受和柱子之間的石膏板並不牢固。另一位回答說現在常在間柱外加胴緣（橫向木條），板面到間柱變遠了， 他自己用 50 mm 以上；還有一位把托架厚、板厚、要吃進間柱的長度加起來，推估 45 到 50 mm。

三個回答方向一致：要更長。但都是經驗值，沒有人說短了會差多少。 下面這篇實驗在同一面牆上比過 40 與 70 mm 兩種長度。

實驗怎麼做

布田健（當時任職建築研究所）等七位作者，針對日本住宅常見的牆構造，測試扶手托架鎖在牆上能撐多少。 他們做了 27 種牆，每種 3 個，共 81 個試體。壁面材有 9.5 mm 與 12.5 mm 石膏板、硬質石膏板、合板； 後面的下地有木柱、寬 35 mm 與 27 mm 的間柱、輕鋼骨架，也有完全沒有下地的。

論文舉的一條荷重－變位曲線（圖 5）在大約 60 kgf 時斜率開始變緩，作者判斷是壁面材開始被壓壞； 到最大荷重時，螺絲開始被拔出來。論文寫明，除了下面 70 mm 那一組，其他試體的破壞原因都是螺絲拔出。

40 mm 與 70 mm：同一面牆，差 2.6 倍

論文第 2-3 節第 (5) 項專門比較螺絲長度。牆是 12.5 mm 石膏板貼兩層，後面是木柱，螺絲分 40 mm 和 70 mm 兩種。

作者對 40 mm 那組的解釋只有一句：螺絲只掛進柱子約 10 mm。對 70 mm 那組，他寫的是： 其他試體都是螺絲拔出，只有這組是托架本身斷掉，螺絲長度對強度的影響「特に高い」。 40 mm 的荷重是 70 mm 的 38%。

「吃進柱子」那一欄是本站的算術：螺絲長度減掉托架座板（論文圖 2 標示 5 mm），再減掉兩層板共 25 mm。 40 − 5 − 25 = 10，和作者說的約 10 mm 對得上；同樣算法，70 mm 留在柱子裡約 40 mm。 70 mm 那支的直徑，論文沒有寫。

把全部試體依強度排列的圖 11 裡，還可以看到板厚的影響。下表的前三列是本站從圖上讀的平均值，只有 102.5 與 270 是論文內文寫出的數字。

板越厚，荷重越低，方向一致。但板厚同時改變了兩件事：螺絲留在木頭裡的長度，以及托架和柱子之間那層會被壓碎的材料有多厚。 論文只對 40 與 70 mm 那一組下了原因判斷，前兩列的差距不能全部算在吃進深度上。

支數與木料：2 支只有 3 支的一半

長度之外，同一篇還比了下地。壁面材統一用 9.5 mm 石膏板，結果如下。

作者寫的結論有三點。第一，2 支的荷重約為 3 支的 50%。 第二，輕鋼骨架最低，原因是 0.8 mm 的鋼板讓螺絲能咬的牙太少。 第三，間柱比柱子強，原因在木料：單支螺絲的拔出試驗裡，間柱 35 mm 平均 306.18 kgf，柱子平均 247.35 kgf， 而且柱子的標準差是 105.24 kgf，間柱只有 16.76 kgf（表 3）。同一支螺絲，換一根木頭，拔出力可以差這麼多。

作者還加了一段現場的提醒：實際施工時下地的位置常常找不準，要讓 3 支都打進間柱並不容易， 所以應該把 2 支的強度當成實際強度。寬 27 mm 的間柱在實驗裡就只容得下 2 支。

這些數字怎麼對照「夠不夠」

論文拿日本ベターリビング（Better Living）的優良住宅部品認定基準當參考：步行輔助扶手在中央加 1,150 N（120 kgf）， 動作輔助扶手在端部與中央加 590 N（60 kgf），扶手與金具不能鬆動、脫落或損壞。 作者「暫且」以此把試體分組：120 kgf 以上是 A 組，代表性的構法是柱或間柱打 3 支； 40 mm 穿兩層 12.5 mm 板的 102.5 kgf 落在 B 組。

這個對照有兩個限制。基準講的是一整支扶手，實驗 1 測的是單一托架； 論文的實驗 3（9 個試體、每種 1 個，托架間距 910 mm）裝上扶手管之後，單一托架分到的荷重約為單托架試驗的 80% 到 91%（集成材管約 80%、樹脂被覆鋼管約 83%、不鏽鋼管約 91%）； 作者也提醒，實際還要看管材的剛性與托架間距。 另外，最大值是先加到 60 kgf 卸載、再加到破壞所得，沒有做反覆荷重試驗；長期使用的鬆動，作者寫明留給後續研究。

論文也試過窄間柱的補強：在寬 27 mm 的間柱上用一支 6 × 50 mm 的方頭木螺絲固定一片墊板，再把托架鎖在墊板上， 墊板直徑 50 mm 時約為 40 mm 自攻螺絲 2 支的 1.6 倍，80 mm 時約 2 倍。作者提醒，把方頭木螺絲鎖進間柱這種窄木料時，要先開導孔以防萬一裂開。

找到柱子之後，螺絲長度這樣算

論文沒有給「螺絲要多長」的公式，它只有 40 與 70 mm 兩個點。下面的步驟是把論文裡的幾何關係與結果，接到現場可以做的判斷上。

1. 先量到木頭之前有多厚。 本站的建議是用探針在要鎖的位置量，不要只量一處（論文沒有談測量）。石膏板可能是兩層，間柱外面可能還有胴緣（知恵袋的回答提到這點）， 這些都要算進「木頭之前的厚度」。
2. 用減法算出吃進木頭的長度。 螺絲長度 − 托架或層架座板的厚度 − 木頭之前的厚度 ＝ 留在木頭裡的長度。 知恵袋的提問者是 30 mm 螺絲、約 20 mm 的板，扣掉托架之後剩不到 10 mm，比論文裡 102.5 kgf 那組的約 10 mm 還少。
3. 把 70 mm 那組當成比較點。 論文裡唯一沒有被拔出、壞在托架本身的條件，本站推算是螺絲留在柱子裡約 40 mm。 這只是一種牆、兩個點裡的一個，70 mm 的直徑也沒寫，不是建議值：不代表 40 mm 是下限，也不代表 30 mm 就不行；但約 10 mm 的那組，荷重只有 38%。
4. 數有幾支真的打進木頭。 托架有 3 個孔，不代表 3 支都在間柱上。論文沒有提供打完後判定每支是否進到木頭的方法， 作者的建議是用 2 支的強度估算，2 支約為 3 支的一半。
5. 窄間柱先開導孔。 論文的提醒是針對在寬 27 mm 間柱上鎖 φ6 × 50 mm 方頭木螺絲：窄木料先開導孔，以防萬一裂開。 其他螺絲要不要開、開多大，依螺絲與木料而定，可以參考導孔那條規則會指名木材。
6. 後面是輕鋼骨架，數據就不適用。 0.8 mm 的鋼板在實驗裡是下地最低的一種，論文的解釋是螺絲能咬的牙少。木頭吃進深度的算法用在這裡沒有依據，這是本站的判斷。

石膏板本身用來固定在木構架上的螺絲，美國的示範規範 IRC 要求進木材至少 5/8 in（約 16 mm）， 本站整理在規範允許的螺絲數量比釘子少。那是把板固定上牆的規定， 沒有談托架的承載；要掛東西的托架，論文裡吃進約 10 mm 的那組只有 102.5 kgf，兩者不能互相套用。

如果找不到柱子、只能鎖在石膏板上，那是另一個問題。本站另一篇用防倒 L 型鐵件做過試驗： 防倒 L 型鐵件直接鎖在石膏板上：錨栓從一支加到三支，拉拔力只多 8% 到 15%。

這一頁不能下的結論

論文的長度比較只有一組牆（12.5 mm 石膏板兩層＋木柱）、兩種長度、每種 3 個試體，所以不能從中得出「吃進幾 mm 就夠」或最佳長度。 70 mm 螺絲的直徑論文沒有寫，所以也不能說「長度加長、直徑不變」就有這個效果。 「吃進柱子」的 mm 數是本站用座板 5 mm 推算的；圖 8 與圖 11 的數值是讀圖。 全部是鉛直荷重（先加到 60 kgf 卸載一次，再加到破壞），沒有長期反覆荷重。荷重是單一扶手托架的最大值，不能換算成層架能放幾公斤。 實驗 3 的 80% 到 91% 來自托架間距 910 mm、每種 1 個試體的組合，不能直接套到其他扶手管或間距。 木料是日本試體用的白木與 SPF，其他木料的拔出力不同。知恵袋的回答是個人經驗。

這一篇不屬於六步中的任何一步。它橫跨各步，或者發生在組裝之後。導致它的那些決定是在哪裡做的，見指定一顆螺絲，那篇寫的是順序，以及為什麼順序做反了是重工。

常見問題

石膏板後面有柱子，螺絲要多長？

用「螺絲長度 − 座板厚 − 板厚」算出留在木頭裡的長度。布田等 2003 年的實驗，12.5 mm 石膏板兩層加木柱，40 mm 螺絲只吃進柱子約 10 mm，托架最大 102.5 kgf；70 mm 螺絲 270 kgf，螺絲沒有被拔出，壞的是托架。論文沒有給最佳長度。

托架有 3 個孔，3 支都打得到間柱嗎？

不一定。論文作者指出現場常找不準間柱位置，寬 27 mm 的間柱只容得下 2 支，建議以 2 支的強度為準；2 支的荷重約為 3 支的 50%。

石膏板固定螺絲要求進木材 16 mm，掛東西也照這個嗎？

不能直接套用。IRC 的 5/8 in（約 16 mm）是把石膏板本身固定在木構架上的規定。要承重的托架，在布田等的實驗裡只吃進柱子約 10 mm 時，最大荷重是 102.5 kgf，換成吃進約 40 mm（本站推算）時是 270 kgf。

後面是輕鋼骨架呢？

論文裡 0.8 mm 輕鋼骨架是下地最低的一種，3 支約 75 kgf（讀圖值），原因是螺絲在薄鋼板裡能咬的牙少。木頭吃進深度的算法不適用。

參考資料

• 布田健、加藤正男、佐藤克志、直井英雄、久保田一弘、西田和生、古瀬敏（2003）—— 住居内に設けられる壁付き手すりの取付け強度に関する実験研究，日本建築学会技術報告集 9(17):369–374（J-STAGE 全文）
• Yahoo!知恵袋（2017-11-08）—— 石膏ボードの壁の下地がある場所に使うネジ
• 防倒 L 型鐵件直接鎖在石膏板上：錨栓從一支加到三支，拉拔力只多 8% 到 15%
• 規範允許的螺絲數量比釘子少
• 導孔那條規則會指名木材，而且它量的是牙底

論文 PDF 為舊掃描，所有數字對照掃描頁讀取：102.5 kgf、270 kgf、約 10 mm、50%、13%、表 3 的拔出力、認定基準與實驗 2、3 的倍數照原文。圖 8、圖 11 的數值是本站讀圖，標「約」；吃進柱子的 mm 數用圖 2 的座板 5 mm 推算，是本站的算術。