森のアウトドアライフ

北海道で森と別荘を所有する者のアウトドアライフを紹介します。北海道の広大な土地はどんな夢を叶えてくれるのでしょうか。

車庫製作過程

Posted by エバー on   6 comments   0 trackback

□ 都合により車庫が必要になってきました。

  大工さんに注文する余裕もなく、かくなる上は得意の単管パイプで
  作ろうかなと思いたったわけです。


  果たしていくら材料費がかかるのでしょうか。このあいだ一日を費やして
  単管パイプでの小屋を設計してみました。

  積雪3mに耐えうる小屋です。(つもり)

  壁はコンパネですが、図はそこまでには至っておりません。

  この時点でいくらの予算になるのでしょうか。


carhouse04.jpg


  屋根があると大変です。相当甘く考えていましたが
  
  こんなに大変だとは思いませんでした。単管とクランプを使うと
  非対称になるので、矩形では処理できなくなってくるんです。

  これで予算10万ですむなら安いでしょうね。1000円の単管パイプ
  100本用意できるんです。しかも中古のパイプでもいいですしね。

  車が二台入って積雪3mの垂直荷重に耐えうるでしょうか。

  一年目は車を入れないで使用して、もし変形すれば単管を補充して
  強度をあげていけばいいわけです。

  それほど難しくはありません。できれば作りたいです。

  (お金だけの問題です、一人で10日でできそうな感じですが)












Comment

源造 says... "Everさん、こばんは!"
 もう冬じまいに取り掛かられるのかと思いきや、何やらまたものすごいプロジェクトですね。

 金属の静荷重に対する耐力って、どんなもんなんでしょう…。

 この屋根勾配は微妙な感じですあg、落雪させる前提なのでしょうか。積もれば積もったで
躯体が心配ですし、落ちれば落ちたで壁が心配で、頭の痛いところですね。

 単管パイプやクランプがナンボのもんかもよく知らないのに、思いつくままに気になる点を
2点ほど…。

 まず、コンパネと板をかませるクランプが、どれだけの耐力を発揮してくれるのかわかりま
せんが、躯体だけ見るに「棟木」の先端を指先で押したときの力に耐えてくれる部材がないよ
うに見受けられます。支持木造住宅だと、これが筋違なり、構造用合板になるわけですが…。

 確か直交クランプは軸が一点支持だったかと思ったのですが、それが間違いないとすると、
躯体の長方形は材料の特性上、平行四辺形に変形しやすいということになろうかと思います。
ボルトの締め付けパワーにもどれだけ期待していいのかもわかりませんが…。

 次に、木造住宅では小屋束とよばれる棟木と母屋を支える垂直部材ですが、その荷重を受け
る部材は、座屈に配慮して水平ではなく斜めに取り付け、二方法に分散して力を逃がすように
なっており、さらにこれを柱の途中に接合するようになっています。

 木造では方杖(ほうづえ)とよばれるこの斜め材、柱の接合部分を座屈させることがあります。
この斜め材は二本一対のやじろべえのようになっています。これはツーバイ工法の設計ではNG
で、このやじろべえの底辺は横架材で緊結し、トラス構造にするのが鉄則になっています。

 そうしないと上からの荷重でやじろべえが開き、小屋がつぶれちゃうというわけです。万が一
そうなれば壁もエライことになります。その荷重に、クランプのボルトの締め付け力がしっかり
耐えてくれればいいのだとは思いますが…。

 ディティールを承知していないのに、お考えを誤解して書きたい放題に書いてしまった感が
ありますが、「そんなの心配ないって!」と読み流していただける設計構想になっていれば、
それが一番よいのですが…。(文章量が「コメント」の長さを超越していると思いますので、
暑苦しかったら一読後に削除してくださいね。)
2011.10.13 21:52 | URL | #bi94IFRw [edit]
源造 says... "追伸"
 トラス構法の小屋組の底辺にあたる横架材は、在来軸組工法になじみの深い本職の場合、
束立構法の理屈と混同して、小屋束から掛かる重力による曲げの力に耐えるものと誤解さ
れている方もいらしゃるそうです。

 しかし、そうではなくて、トラス構法の場合は、両端の垂木から伝わる引っ張りの力に
耐えるというのがその横架材の主たる役割なんです。

 私のところは在来でやっていますが、以上はツーバイ工法(枠組壁工法)の教科書で聞
きかじった知識でした…。
2011.10.13 22:07 | URL | #bi94IFRw [edit]
エバー says... "こんばんは源造さん"
小屋の構造ですが、だいたいの計算です下記の通りです。

上半分はトラス構造になっています。この辺については心配はして
いません。問題は単に単管パイプの垂直荷重だけで考えています。

単管パイプの圧縮力は構造用鋼管STK500だと厚さ2.3mmで
何トンにも耐えられます。問題は圧縮で破壊される前に座屈応力で

曲がってしまい、それで破壊されてしまいます。それが4mで1.2tf
くらいだったでしょうか。安全率なしです。

屋根の面積が100平方mで積雪3mを覚悟してます。1立方mで
北海道の雪が粉雪として、約200kgから250kgでしょうか。

したがって総重量25tです。
垂直に立てている単管パイプの本数は20本です。1本につき1.25tf
ですから、だいたい耐えられる計算です。

 実際はラーメンとトラス構造なので座屈に対しては強いと思います。
また4mの単管ではなく2mですから、垂直に4mあるところは途中に

鋼管で継ぎ足しているのでもう少し強いはずです。ですから総合的に
判断して垂直荷重だけ考えても強度的には持つ計算になりますね。

 しかもシーズンを通して雪がまったく落ちないという前提ですが
屋根は雪が落ちやすいテフロンだかシリコンだかの塗装をしようと
思ってます。たぶん一回くらいは落ちてくれるんではないでしょうか。

 クランプですが切断強度は直交で500kgf、自在で350kgf
です。クランプに荷重が集中するような構造になっていないのでこれは
パスしてます。

 コンパネを取り付けるクランプは別ですが圧縮だけですから
これも考えていません。

 さらに通常の小屋と比較して大きく違うのは、真冬に車を動かさない
ことです。なので、一度車を格納してから、車体のあいているところに

単管パイプを補充することも考えてます。つまり車の周りに単管で
埋め尽くすようなものですね。夏になったら、はずして出入り自由に
すればいいわけです。

  しかし、ご指摘の通り

 外壁の対環境性ですがコンパネはやはり塗装しても持たないですね。
こればっかりはお金の問題があるので、耐え忍んで使うしかないと思って
ます。最大限の塗装をして表面を保護するしかないですね。

 雪による荷重については経験的に1平方mスパンで保護してやれば
もつような気がしますが。あのOSBは駄目ですね。去年見事に割れました。

 やはり多少は防水処理しているコンパネのほうが強いようです。実際の
設計になるとコンパネの大きさを考えて、単管のスパンを考えていくことに
なります。

 この辺は難しいですね。柱をしっかりしていても壁はよれよれになるという
感じですか。でも中は車なのでしょうがないかと思ってます。

 こんなところですが。それと考えているのはセッピをさける屋根というのが
ありますかね。

 あとトラスのところで曲げが発生して修復できないほどの変形があります
かね。そのへんはちゃんと計算しないと駄目なんでしょうか。



2011.10.14 17:53 | URL | #- [edit]
エバー says... "Re: 追伸"
 源造さんこの意味が良くわからないのですが。
トラスの場合は基本的に三角の部材の組み合わせです。底辺が引っ張りで
斜めの部分が圧縮になります。このことでしょうか。

 その場合の荷重は三角の頂点に発生する場合です。底辺に発生する
場合はまた変わってきますが。つまり横梁の部分は曲げモーメントで
斜めの部材には今度は引張りがかかってきますが。

 


 
2011.10.14 22:02 | URL | #- [edit]
源造 says... "Everさん、こんばんは!"
 「追伸」の内容を言語だけで表現しきるのは、ちょいと難しいです。

 私も垂直方向の荷重に関しては心配要らないと思って拝見しました。
 心配の種は、やはり斜め方向にかかる荷重ではないかと思います。

 外壁に筋違を入れるなら、壁の内側に単管の斜め材を入れることになるのかなと思います。
これは、両横の外壁だけではなく、後方の外壁にもあてはまると思います。
柱列が倒れて、小屋組だけが型崩れすることなく、地面にテントのようにそっくりそのまま
残っているというようなことにならなければいいけど…と思いました。
また、これに筋違を入れないとすれば、、2×4工法のように構造用合板を外壁の単管と
緊結する必要があるなと思いました。

 もう一箇所斜めの方向で心配なのが、赤のやじろべえのようになっている単管です。
これには底辺がないので、トラスとして完結していません。

 赤のやじろべえの頂点に垂直に掛かる荷重は、やじろべえの両腕が鈍角に開くように掛かります。
そこで、底辺の単管をつけることで、両腕が開かないように引っ張り抵抗力を発揮してくれること
に期待しました。それがないと、赤の単管を鈍角に開かせようとする力は、内壁なら双方から
打ち消し合うかもしれません(ただし、積雪・落雪とも左右均等であることが条件)、
しかし、やじろべえの腕を伝わり、外壁の赤い垂直の単管には接合部に外に向かって膨らむ力が
加わると思います。この力に対し、赤の垂直の単管は自力だけで耐えなくてはなりません。
それが大丈夫かという点が心配になります。

 さらに、雪庇が地面の積雪と癒着すると、今度は建物の外から桁行に対して斜め方向に追っつけの
力が働くと思います。そんなことを考えると、やはり赤のやじろべえには底辺となる単管を付けた方
が安心なように思いました。

 私なら、この小屋組は基本的にミツウロコのように構成し、
外壁内側に単管を斜めに取り付けて筋違にすると思いました。
2011.10.16 01:29 | URL | #bi94IFRw [edit]
エバー says... "なるほどやはりです"
 その通りです。この底辺のない部材構造だけ見るとトラスでは
ありませんが、三角屋根全体ではトラスになっています。応力分布が
そうなってますから。実際はこの底辺をつけたいところなんですが
そうすると車の屋根にぶつかるので、スペース的に無理なんですね。
そのために小屋の高さを上げることを嫌ってこうしました。
 ただしその代わり水平に1本底辺の変わりに入っています。

 広がるかなというところですね。もともとは外側から押されますから
それと相殺されればいいんですが。この経験は母屋の屋根下の雪囲い
でだいたい分かってます。落ちた雪で横から押されるかどうかですね。
それはあまり心配してません。ガレージハウスが予想より押されてない
んですね。あの屋根は勾配がゆるいんですけど。

 面白いのは勾配がゆるい分だけ落ちた雪が遠くに飛んでいくんですね。
勾配がきついと真下におちますが、ゆるいと勢いで遠くに飛んでいくので

壁に寄ってこないというこれ幸いの現象が起きています。ただしそこに
障害物がないことです。こういう場所に設置すればいいということになり
ます。

 まあ、こんなもので一杯いろいろな現象が起きれば面白いんじゃない
かくらいで考えてます。それが人間が入る建物じゃ真面目にやらないと
だめでしょうか。

 そのうち画期的な世の中をびっくりさせるような逆転の発想でもないかと
楽しみにしています。
2011.10.16 09:41 | URL | #- [edit]

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