セルフビルドな日々：ただいま秘密基地建築中: 10月 2016

2016年10月27日木曜日

階段３

壁の内部構造にかかわるので、もういい加減に決めないといけない・・・

片持ち階段の構造について
前々回は90角の木材を3本束ねるアイデア、前回はフラットバー（t=12 x　44）と材木（45ｘ45）を交互に挟んで寸ぎりボルトで貫いて踏板にすることを考えた。今回はt=3.2x40x80の鋼材角パイプ3枚並べて踏板の内部構造にし、最後に化粧材をかぶせる方法を思いついた。
40ｘ80を3本並べて断面40ｘ240。化粧材の厚さが上に10ｍｍ、小口に25ｍｍとして断面50x290の踏板になる。裏から見ると角パイプが見えるので、塗装するか。3～5ｍｍほどの薄い板を張り付ける（踏板の厚さは53ｍｍ～55ｍｍ。少し分厚いが十分許せる範囲。踏面の奥行があるので想像以上に薄く見えるはず。）

たわみは端荷重150ｋｇ荷重で2.9mmほど。強度は十分（フラットバーのアイデアよりたわみはずっと少ない）。階段幅を1000mmにして、150ｋｇ端荷重でたわみを再計算しても4.2mm（=中央300kg荷重で2.1mm）。ただし手すりは化粧材につけるので補強のための構造にはならない。重さは1枚当たり20ｋｇ弱。たぶん重いが何とかなる。寸ぎりボルトで貫かないので、欠損もない。
2.3mmの鉄板を2枚、根元だけ両側から溶接して、約45ｍｍにする。（壁の内部での固定を簡単にするため厚さを45mmにしたい。またコーチボルトが締め付ける根元の補強にもなる）

化粧板を最後につけるので、作業中の養生も不要。また角パイプ構造体だけで階段として使えるので室内大工作業も楽。作業中に階段として利用することで必然的に強度や揺れを確認することになり、修正が必要ならすぐにわかる。

これで行くか？

階段踏板詳細

階段断面図２

根元の補強アングルt5x40x40は下からだけ、もしくは上下をはさむ。（化粧材の厚みがあるのでほぼ見えない）
構造間柱と干渉する位置はまあ何とかなりそう。最後の１段梁だけでなく太い横架材にも固定できるので問題ないだろう。２階から数えて1段目・2段目の設置に少し問題あり。

2016年10月26日水曜日

階段２

前回90角の木材3本束ねて、片持ち階段（カンチレバー階段）を作る計画をたて、図面も書いてみた。ただし先端をテーパーさせて薄く見せると強度と揺れに不安が残る結果となった。
そこでもう一度計画を練り直す

片持ち階段は決定済み。踏板の強度を上げ、かつ薄くするためフラットバーを挟み込む。材木の規格と鋼材の規格から、木材は45ｘ45、フラットバーはｔ12ｘ44、木材5本（合計幅225mm）とフラットバー4本（合計幅48mm）を交互に並べて、寸ぎりボルトで貫いて一体化する。結果、踏板は幅273mmで鋼と木のストライプ模様。

前回と同じく、先端に150ｋｇの荷重をかけてたわみを計算するとおよそ3.9mm、90角でテーパーさせた場合と変わらない。階段の踏板中央あたりを75kgの男性が降り、瞬間的な荷重が体重の4倍かかったと仮定して、端で3.9mm中央で2mm弱「たわむ」ことになり、それを「揺れ」と感じるかどうか微妙なところ・・・

変更による良い点・悪い点は

良い点
１）　木材は鋼材に比べてたわみにくいが破断しやすい。計算上、同じ「たわみ」ということは、破断に対する強度は「ずっと」「ずっと」「ずっと」強いので安心。
２）　木材は均質ではない。偶然、割れが内部にあると階段なのでとても怖い。もちろんたわみも均質ではない。フラットバーを踏板に入れることでほぼ均質になり、安全性も偶然に左右されないので安心。
３）　薄い踏板なので、格好いい。たぶん木材と鋼材のストライプ模様もいいと思う

悪い点
１）　材料費が高くなる。ずっと高い（といっても、スチール階段を作ってもらうことを考えれば、費用は微々たるもの）
２）　踏板を作るのが面倒。（といっても、９０角をテーパーさせるのも相当面倒）

45ｘ50の材木があれば、ｔ12ｘ50のフラットバーが使え、もっとたわまなくできる。
このとき同じ荷重で先端のたわみは約2.8mm。わずか6mmで30％近くたわまなくなる。LVLなら45x50を作ってもらえるかもしれないが、なにせ価格が高い。（LVLのストライプにフラットバーが挟まっているのは見た目が面白いかもしれないが・・・）
45mmx105mmの板を50mm幅に切れば良いのだが・・・・あと壁の内部の造作ピッチが90や45だと簡単だが、踏板の厚さ50mmが入ると不規則になるのでけっこう面倒。フラットバーの価格も若干上がるはずなので、「コスト」「手間」と、どこまで「たわみ」を気にするか？というバランスの問題

踏板と壁面内の取り付け構造の簡易図面を書いてみた

階段踏板と壁取り付け

PS.
フラットバーをt16x44を4枚にすれば同じ仮定で先端で3.3mmたわむ。若干の改善だが踏板の幅が273mmから289mmになるだけなので修正は簡単。寸ぎりボルトで材木とフラットバーを固定するので穴をあける必要があり、それを考慮すれば安全側に振っておくのは正しいかもしれない

2016年10月25日火曜日

基礎配筋

基礎の配筋工事をやってもらってます

2016年10月22日土曜日

キッチン詳細１

キッチンはアイランド型だが、それだけでなく、奥行300ｍｍ程度の土台で支え、「キッチンの塊感を減らし」「ちょっとした浮遊感」を出したいと考えている。収納は減るが後ろ窓側のキャビネットを使う。

ワークトップは高さ950ｍｍ、長さ4000ｍｍ。奥行はカウンターテーブルと合わせて1300ｍｍ。カウンター側が400ｍｍ、キッチン側が600ｍｍ、残り300ｍｍが土台。土台の長さは3700ｍｍでワークトップ端から150ｍｍずつ内に入っている
カウンタースツールも土台から水平に突き出た、片持ち梁の構造。スツールが浮いているので、「ルンバ」が掃除しやすい。

強度も必要だし、不安定な形状なのでリップ鋼c2.6x30x60x10で土台の構造を作り、土台は2F床下（１F天井裏）で構造梁に止める

キッチン平面図・立面図

キッチン側面図（床下補強省略）

シンクは現物をまだ見ていないがIKEAの
http://www.ikea.com/jp/ja/catalog/products/S79157917/
をダブルで置く予定。（1つはつけ置き洗い用）

IHコンロはこんな感じでいいか？幅が750が良い気がする
http://kakaku.com/item/K0000708086/

屋根防水材

11月7日更新

屋根シート防水
ニューベストプルーフ：1200mmx10m 12本　11800ｘ12＝141600
セメントNR：5缶　5x15000=75000
プルーフシーラー　１缶＝5000
ソルベルト　１缶＝5000
コーナー　出隅、入隅それぞれ8個　ｘ100＝1600

自作FRPドレンと防水塩ビシートの接着
「エポピタ523」
http://white-map.com/product/epopita523/　

※　ブルーシートはOgawaTecさんで用意してもらうことになったので不要。
ブルーシート　屋根用の特大と壁用の安い汎用サイズが必要
http://bluesheet.jp/?pid=17628095
輸入品 #3000 3.6m x 5.4 m x 10 = 税込12420円
必要枚数：東西各4枚、南北各6枚、合計20枚
輸入品 #3000 15mx20m x 1 = 税込み27800円
合計　52640円
or
http://www.bagelestore.bid/index.php?main_page=product_info&products_id=16018
15ｍｘ20ｍ＝24,470

鋼材

鋼材　11/3更新

階段と吹き抜け手すり
フラットバー　t9 x 16 x 5500
階段手摺：3882～4000
階段手すり縦格子：1060ｘ13
手すり横：9060（3000x2+1000+2000くらい）
手すり縦格子：1060ｘ35

階段構造角パイプ
t3.2 x 40x80x1100 3x14=42本
鉄板
t2.3 x 240x120 　2x14＝28枚
階段踏板補強　Lアングル
t5 40x40x5500　　1本だと少し足りない（240x2x14=6800ほど）

キッチン土台補強Cチャンネル
c2.3 x 60x30x10
c2.3 x 100x50x20（スツールの台部分）
スツール軸（片持ち梁形状）　角パイプ　t4.5ｘ50ｘ50　を815x400（再確認必要）のL型に溶接。

2016年10月15日土曜日

西側壁電気回路PS

西側壁の電気回路用PS

図面

妙なところを通す。

2016年10月14日金曜日

洗面台図面

洗面台を木で自作する計画で簡易図面を書いた

洗面台の簡易図面

木で作って、エポキシレジン（アクセサリーなどに使う透明な樹脂）を塗るか、耐水性の高いオイル（プラネットカラー：グロスクリアオイル）を塗るかはまだ未定

バスルーム図面

シャワー等が決まったので、図面上でちゃんと収まるか確認。

バスルーム簡易図面

作業場へのドアを2枚から1枚に変更。作業場からの埃が入りやすくなるが、スペース問題を優先した。

　バスルームはFRPで防水し、トップコートで仕上げるのでタイルや目地はない。バスルームと作業場の間の壁はパイプスペース。よってFRP防水後も最悪、裏から給水・給湯設備にアクセスできる。（水道屋さんが水圧をかけてチェックしてくれる時点では作業場側は壁を貼らない）

　浴室暖房乾燥機が思った以上に大きいので天井は54mm(45+9)だけ梁から下げる。おかげでオーバーヘッドシャワーへの給湯配管のために梁を削る必要はなくなった。浴室乾燥機は2部屋タイプ24Hで、トイレ排気ファンを兼ねる。浴室ガラスドア上の梁の間に排気がらり。（本当はトイレ真上が良かったが、オーバーヘッドシャワーと干渉しムリ）

　シャワー切り替えやサーモスタットへの給湯給水の取り回しは、すぐ横の構造間柱90x90のせいで相当タイト。PSの厚みを利用して後ろ側へ逃げるしかない（２Fへの給水・給湯や２Fからのキッチン排水もこの作業場とバスルームの間のPS壁内部を通る。梁(120mm)を避け、上から落としてくるので全体で250くらいの厚さになるかもしれない。PSとして使わない部分は作業場側の棚や洗面の鏡の裏の収納、洗濯機置き場上の棚にする）

　

2016年10月12日水曜日

シャワー2

シャワー物色中 2.0

天井埋め込みのオーバーヘッドシャワーはベストだが高価なのであきらめていた。しかし天井シャワーユニットは小さいので個人輸入で安く購入可能なようだ。（シャワーバー付きの大きなタイプは日本に発送してくれない）

オーバーヘッドシャワーはこのタイプで決めたい。（それにしても海外と価格差がありすぎませんか？ハンスさん）
http://www.hansgrohe.co.jp/articledetail.html?article=26472000&fsid=fffffffdx0000770800006CC100007511&pageid=23044018-9954-4c6e-8bd0-9aa2ad83eff9&q=

2016年10月10日月曜日

階段１

室内階段の形状と施工について考察。

木で片持ち階段（カンティレバー階段）を作りたいので壁内部に階段を支える構造を作らないといけない。ということで施工用断面図面を書きながら考察

階段断面図：施工図面

現状のアイデア

１）　踏板は90x90の材を1000ｍｍの長さに切り、3本並べ、1000x270ｘ90。踏板の根元の120ｍｍは壁の中で固定される部分。よって実質的な踏板は880x270x90。ただし踏板は先が薄くなるようにテーパーさせる。（最先端は45ｍｍ厚とする）。

２）　テーパーを考えない状態で、150ｋｇを先端880ｍｍに荷重（＝階段中央で300ｋｇ荷重）したとき「たわみ」は約1.8ｍｍ（から松材を仮定）。　これは75㎏の人が階段中央を下り、体重の4倍の重さが瞬間的にかかったと「仮定」して、中央部で0.9mm沈むというイメージ。これならほぼ揺れは感じないと思う。　また幅が狭いので2人以上同時に同じ踏板に乗るケースも多くないと考えられるのでOKでしょう。（階段は降りるときの衝撃が荷重としてかかるのでちゃんとは計算できないですね。また100ｋｇの冷蔵庫を２人がかりで持って上がっても、冷蔵庫は倒されて運ばれるので、同じ踏板に２人と冷蔵庫が乗ることはないでしょう。）

３）　テーパーさせると当然たわみは多くなる。ググって調べたところ、先端の厚みが半分になるようなテーパーだとたわみは約1.4倍つまり先端に150ｋｇ荷重したとき2.5ｍｍほどたわむようだ。
（下のリンクのグラフを適当に読み取ってます。先端の厚み半分だと、先端の断面二次モーメントは根元の1/8。よってグラフのr=0.125あたりで読んで1.4倍くらいかと・・・）
http://d.hatena.ne.jp/ryooji_f/20141206/1417877901

※追記
あれ？よく読むと「任意断面での断面二次モーメントを固定端、自由端の断面二次モーメントで線形補完」とあります。厚みを直線的にテーパーしたのと違うよね？と思い、簡易チェック
片持ち固定端X=0からの距離xにおける断面二次モーメントI(x)は
I(x) = I(0) - x/L （ I(0) - I(0)r ) 　で線形近似。
今回の場合に当てはめると、自由端の断面二次モーメント比率 r = (1/2)^3 = 0.125ですが、x=L/2(=440mm)の時の近似I(x)は9/16 * I(0)　＝0.5625 * I(0)
でも本当の断面二次モーメントは(3/4)^3 * I(0)=27/64*I(0)=0.4218*I(0)
ありゃ、ダメじゃん。けっこうオーバーバリューしてる。
逆算すると、このモデルのテーパーだとx=1/2L（中央）で厚みは82.55％必要（100％から50％まで直線的にテーパーすると中央では75％の厚みしかない）
よってたわみは1.4倍ではすみそうにない。ざっくり880x270x70の1枚板と近似すると（テーパー踏板の中央の厚さは67.5mm）たわみは3.84mmで2倍以上になる。（たぶんこれより少しは良いはず）
・・・これだと揺れそうな気がする・・・

４）　その代わりと言っちゃなんですが、階段の手すりの縦格子で踏板同士を連結し階段支持の構造の一部としてつかう。つまり、踏板は1段下の踏板、1段上の踏板とそれぞれ手すりの縦格子を介して連結されている。片持ちの自由端側での連結なので構造的には結構効くはず。縦格子は9mmx16mm or 9mmx22mmほどのスチールフラットバー、間隔は踏板と同じなので270ｍｍピッチ
（ピッチが狭いのでできれば16mmにしたい・・・）

５）　壁の内部は奥行120mm。90x90の角材を横に倒し、踏板を上下から挟むように固定。長いコーチボルトと強力なウレタン接着剤を多用する。蹴上は必然的に180ｍｍ＝90mm（横に倒した90角の厚さ）＋90mm（踏板の根元での厚さ）になる。
横倒しにした90角にt5 30x30のアングルで踏板をはさむように補強、また90角自体は手前に厚さ30mmの材を縦に止め補強。合計で壁の内部厚120ｍｍにする。階段の勾配は蹴上180踏面270で33.7度。14段で２階へ上がる。

６）　プレカットの構造間柱と踏板が干渉する部分はそのとき考える。壁は内側の9mm合板と外側の15mmでサンドイッチしに軸組倍率5倍にする必要があるが、階段支持構造を共用すれば余裕だろう。

わかりにくい図面を添付した。黒の点線は壁内部の階段支持構造（奥の90mm。手前の30mmは省略）　黄色の長方形は踏板、マゼンタの長方形はLアングル。

2016年10月9日日曜日

２Fアトリエ照明実験２

前回、折り紙風船でランプシェードを折ってみたが、眩しいのは透け感のある和紙（雲竜）の微細な穴から直接LEDの光が目に入るためのようだ。よって和紙を均質で穴のないものに変更して再度実験。

ところが新しい和紙では、折り紙風船は折によって紙が重なった部分が光をほとんど通しそうにない。そこで折り紙で玉のようなランプシェードを作るときの定番の折り方を試すことにする。角度の折りやすさ、折る回数や時間（短いほうが良い）、形状、サイズ感、などを見ながら試行錯誤中
60度折が圧倒的におりやすい。縦15cm、60度折、9分割（一番下の写真左側）が折る時間も短く、今のところベスト。もう少し小さいほうが良いかもしれない

2016年10月7日金曜日

２Ｆアトリエ照明の実験１

　今回は天井裏に配線し天井に穴をあけるので、事前にＬＥＤライト種類や数や位置を決める必要がある。嫁さんの要望は「部屋が暗くないこと」と「まぶしくないこと」、言うは易しだが天井が低く部屋が広いので難しい・・・もちろん天井に埋め込む反射板（レフ）付きのダウンライトにすれば明るく、まぶしくもないのだが、なんかオフィスか店舗みたいになって面白くない。

とりあえず、和紙の折り紙風船をシェードにして、A棟で実験。

12v,5wのled(20w相当か？？)、Ｇ４コネクタのバルブ

明るさ的には問題なさそうだが、天井が低いことを考慮するため台に乗って視点を上げると直接光が目に入りまぶしい。さてどうする？