「セルフビルド史上おそらく前人未到の片持ち階段」あらため「普通の階段」

片持ち階段、ある程度予想したが、補強なしでは揺れて怖い。あと安全性の点でも（施工不良のリスクもあるので）不安。いろいろな補強方法を考えたが、結局単純に片持ち階段をGIVEUP。

片持ち階段の強度を確認中
揺れてダメぽ

引き続き1日1段づつ踏板を作成。クランプがいくらあっても足りない
ある程度たまったら、はみ出た接着剤を削り、木口をサンディング。そして塗装、乾燥させて裏を塗装・・・

結局t=4.5mmの鉄板を曲げ加工してもらって、補強材とすることにした。

補強材もさびないように塗装中

 やっと半分ほど踏板ができたので階段＆補強材を設置してみる

揺れはほぼ収まった。

最終的に鉄パイプの柱を2か所くらい建てて、下からも支える予定。

まあこれくらいやれば、安全性は問題ないだろう。

手すりはまだ考え中。

補強材は踏板を介して連結なので、ちょっと弱い。

でも長い鉄板で作ると重くて一人で作業できないし、価格や配送も現実的ではなくなるので仕方ない。

黒い鉄板に打っているのは、筋交い金物用の建築ビス。引き抜き方向に力がかかるので、多めに打っている。

黒にシルバーのビスの見た目がちょっとマッドマックス風

建築におけるポートフォリオ理論：あるいは前人未踏の階段が未踏に終わるリスクについて

（以下、鉄腕DASH風に）

ある日の秘密基地B棟建築現場・・相変わらず階段製作に悪戦苦闘中・・・

ところがここで思わぬアクシデントが・・・

なんと大切な階段の木下地にひびが入ってしまった。

（ぱらららぱらら～ぱららららら～ぱららら、ぱらぱらぱらぱら、ぱらららら～）

間柱の間の間柱を接着剤や釘で固定中

 本来、片持ち階段（カンチレバー階段）の工法は鉄板のササラ板（階段の踏み板を支える斜めの板）を構造壁に固定しそのササラ板に丸鋼などを溶接する。
しかし、この場合ササラ板の鉄板が大きく、重く、一人で作業できない。また、ササラ板を壁につけてから立面の溶接など初心者にできるわけがない。平面で溶接した後ササラ板を壁に固定するのはもっと重くなるので絶対不可能

そこで1つの踏み板ごとの鉄鋼下地を作って1つずつ木に固定することを考えた。この場合うまくすればプレートを構造壁に埋め込んで外部から見えなくすることも可能か？そうするとササラ板が見えなくて格好いい！！と・・・しかし構造的には大きな問題がある。

ササラ板の場合、丸鋼とササラ板の接合部分は踏み板1枚を単独で支えるが、ササラ板は壁全面に固定されるので、壁全体の補強はほとんど不要。また壁の木下地の一部にひびが入っても、全体で全体を支えるので問題ない。しかし個別の鉄鋼下地を個別に木下地に固定する場合、踏み板1枚を1つの鉄骨下地だけで支え、また鉄骨下地もその木下地に個別に固定されるので、すべての場所で1か所でも不具合があると、それに対する踏み板部分は、他の構造で全く支えてもらっていないので大問題になる。

そのため木下地を頑丈に作ろうと市販の筋交いプレートを多用したがこれが裏目にでた・・・筋交いプレート用の構造ビスは太いので下穴を丁寧に開けて打っていたが、翌日になって割れが3か所で発生した。接着剤も使っているので作り直しもできない・・・

筋交い金物多用

方法がないか考えるため、一応さしてみた。本当は合板をうったあとです。

さて大ピンチ。
ポートフォリオのリスクはマネージできるが、リスクのポートフォリオは数が増えると全くマネージできない・・・セルフビルド史上「おそらく」前人未踏と考えていた片持ち階段が「未踏」に終わる可能性が高くなってきた。

考えられるのはプレートどうしをフラットバーか何かでつないで固定し、木下地の施工不良のリスクを分散すること。木下地に対する負担を十分に分散できれば、今回の壁は元の構造壁より弱いことは決してないので、（見た目はどうしようもないが）大丈夫だろう。（結局、プレートを繋ぐことである意味ササラ板を作ることになる）

しかしプレートは壁に埋め込むつもりでわざと小さくしている。また、木下地は凹ませてプレートを壁の下に埋めて隠すつもりにしているのでこのままではプレート同士をつなげない。また、プレートをつなぐといっても、自分の溶接技術では立面の溶接で十分な強度が出せないだろう。そして当初の予定では踏み板を接着してから壁に固定する予定でプレートに踏み板木口向けのビス穴をあけたが、接合プロセスが逆になる。つまり
１）先にプレートを壁に固定
２）プレート同士連結させる
３）丸鋼に踏み板を固定（これが最後なのでビス止めできない）
この場合、丸鋼が踏み板の根元でしなって、階段が揺れるという問題も起こる

問題山積・・・さてどうする？

（ぱらららぱらら～ぱららららら～ぱららら、ぱらぱらぱらぱら、ぱらららら～）

全然作業が進まない日々

色々やってるんだけど全然進まない

階段を支える間柱を壁の構造の壁間柱の間にビスと接着剤でつける。

階段を支える間柱は45x90、構造壁間柱は45x120。厚みの差30は15mm構造合板を外側と内側両方からサンドイッチして打つことで同じ厚さになる。つまり本当の構造壁の構造間柱の間に細長い構造壁があるという、メタ構造壁構造（ネーミングは嘘です）実際は45x120の材が余ってなくて、45x90が余っていたこと、15mm合板も手元にあったことがこんなことをした単なる理由です。でも多分45x120で階段支える間柱をそのまま作るより絶対頑丈なはず。金物は市販の筋交い金物。「片持ち階段」はそれぞれの階段踏み板を個々の根元部分「だけ」で支えるので、下地が「転ばない」ように念のためつけた。

ボール盤で穴あけ作業。ジグ作っても正確にあけられない・・・

これは階段の鋼材を取り付ける木下地であってダンボーの頭ではない。これがさっきの階段用間柱の上に乗っかって、筋交い金物で固定される。そしてこの木下地の上にも45x90の間柱が乗っかる。そのあと外と内から１５ｍｍ合板でサンドイッチ、そして本当の構造壁の9mmと15mmでサンドイッチ・・・・なんでこんな面倒なことを考えたのだろうか？

溶接した鋼材と合わせてみて驚いたのは、丸鋼が溶接部分ですごく曲がっていること。

ちゃんと入らない・・・・・・

溶接すると溶接部分で引っ張られ曲がったり反ったりすると聞いたが、こんなになるとは・・・　たぶん叩いて曲がりを戻すのだろうけど、プレートまで曲げてはいけないし、本当にできるのだろうか？

マジで階段はやばくなってきた。完成しなかったらどうしよう。階段なしの単なる吹き抜けか？

週末の作業の後の２Fライトの完成写真を撮ってなかったので今日UP

明るさをチェックするため早めに吹き抜けの上のライトをつけた。

なぜ明るさチェックが必要かというと、１F玄関入口入ったところに普通玄関ライトがあると思うけどそれを２Fライトで兼用できないか？と考えたため。つまり外から玄関ドアを入ってすぐドア脇のスイッチで点灯するライトはこの２Fのライト。光は吹き抜けを通して上のほうから降ってくる感じ。たぶん十分な明るさがあると思う。暗いのが嫌いな嫁さんに相談しよう。

そういえば元シルクドソレイユの方が劇場点検中に亡くなられたというニュースを聞いた。

昔、何度も家族で見たけど残念。その上セルフビルドでは、他人ごとではない状況も多々ある。

ご冥福をお祈りします

とうとう階段に着手 溶接作業

最近お疲れだったが、久々の更新。

おそらくセルフビルド界、前人未踏の領域「片持ち階段」（壁から踏み板が突き出るタイプの階段）に着手することにした。

ただし、作ってみて弱そうだったり、揺れたり、踏み板がねじれて固定されたり、その他不備があったら、その時点で方針変更して「ニセ片持ち階段」にする予定。

まずは構造部分を溶接で作る。

溶接作業は安全講習受けただけのド素人。最初はアークを飛ばすのも四苦八苦。

その上床下の基礎コンクリートの上での作業なのでずっと中腰。ここが周りに迷惑にならず雨や火の心配もないので一番いいのだが・・・ヒューム換気はサーキュレーターを回す。

仮付け用のジグ。このほかに表面・裏面溶接用のジグを2種類製作した

6mmのプレートに径19mmの長い丸鋼（920mm）を通して仮付け。

穴は鋼材を買ったところにあけてもらった。

この他、プレートをボルトで壁に固定する穴や踏み板の木口にビス止めする穴もあけてもらった。

11セットで4万ちょっと。安いと思う。（ちなみにネットで調べたら片持ち階段を作ってもらうと150万～200万くらいかかるらしい。）踏み板は13段必要だが、最後に2段は梁が干渉するので、どうやって作るかまだ研究中・・・・。踏み板は25mmの集成材に溝を掘り丸鋼を挟んで50mmにする。せん断力部分だけを鉄で支える場合は丸鋼はこんなに長くする必要はない。その代り、踏み板を分厚い構造集成材で作るか、踏み板も鋼材で作ることになる。それを避けたかったので、丸鋼を長くして踏み板の心材とした。でも踏み板の厚さが木で50mm、その上25mmを自分で張り合わせるのだと揺れるかな？

仮付けを表裏上下を逆さにして８か所

仮付けの後、本溶接。これは裏側（壁側）

これは表側

最後の11セット目。やっと自分的にまともな溶接ができた。
達成感あり

溶接はアドレナリンが出て非常に楽しい。「鉄を熔かす」とか「火花が飛び散る」とか「1000度以上」とか「結構危険」とか、すべてのキーワードが男子受けすると思う。
「ブレストファイアー！！！」とか心で叫びながらアーク棒の先の溶融池（鉄が溶けている部分）をにらみつけている自分が怖い

アーク溶接の安全教育講習

下山してアーク溶接の安全教育講習

3日間のうち1日目です。

四たび、階段

角パイプで考えていた「揺れない片持ち階段」だがパイプ部分だけで２００ＫＧを超え、コスト的にも、壁の重さ的にもあんまりうれしくない。そして建て方後わかったことだが、構造設計上、壁の内側をあまりに変更すのは好ましくないらしい。（軸組み倍率５倍の構造壁と認められるためのルール上の問題があるらしい）

ということでまたまた再考。

メーターピッチの家なので、「間柱ピッチ３００以下」は実はちょっと面倒。そこで、間柱ピッチを思い切って２５０にし、階段のピッチも２５０にしてしまう。踏面の奥行きは２７０、２０ｍｍ蹴込があれば、２５０ピッチにできる。（蹴上は今まで通り１８０）

２５０ピッチの間柱のあいだに１枚の踏面（踏み板）を支える構造にすればよい。建て方で建てられた１２０角の構造材を１本取らないといけないが、ちゃんと３００ピッチ以下で４５ｘ１２０の間柱を立てれば、構造的にも法規的にも問題ないはず。

結局、石野さんに教えてもらった丸鋼材を踏み板に串刺しにする方法で考える。本当は分厚い鉄板のササラ桁から丸鋼を突き出すように溶接するのだが、それは自分では無理。よって木と鉄板とビス、ボルトで丸鋼を壁の間柱２５０ピッチの内側に固定する。

「丸鋼串刺し方法」の問題は踏み板が「揺れる」可能性が高いということ。せん断に対する強度は十分だが、角パイプの案よりずっとずっと曲げ強度は劣る。そこで普通踏み板は「構造集成材」などを使うみたいだ。分厚く強度のある木の踏み板の曲げ強度で、揺れを抑えるということだろう。

自分としては踏み板をできれば厚さ６０mmに抑えたい。よって、踏み板と壁を丸鋼で串刺しにして固定するだけでなく、鋼板を通してボルト、ビスで固定しようと思う。

時間がないので今まで以上にいい加減な図面その１

図面は階段の構造断面図だが左上は平面図が書き込まれている。また、右側半分は最後の２段のアイデアが書き込まれているので位置関係はキュビズム的な図面になっている。

階段踏み板構造

丸鋼はφ１９ｍｍ２本。穴をあけたt=6の鉄板プレートを突き抜け、横に倒した９０角も突き抜ける。プレートと丸鋼は溶接（ただしプレートの穴を通しているので、それほど本格的な強度は必要ないはず）プレートにあけた一番小さな穴は踏み板とプレートを固定するビス穴。中間の大きさの穴はプレートを４５ｘ９０に固定するボルト穴でプレートを壁側に固定している。この４５ｘ９０は丸鋼を突き抜ける９０角をサンドイッチする。当然３つの材木４５ｘ９０、９０角、４５ｘ９０は互いにビス止め、また、これらの３つの材は壁の間柱１２０ｘ４５と固定される。

階段断面の図面

階段全体の断面は今までよりシンプル。２５０ピッチの１２０ｘ４５の間に、３つの構造がある

１）　９０ｘ４５を立てる（この部分が階段踏み板を下から支える）、間柱１２０ｘ４５と固定される。

２）　その上に前述の９０ｘ４５、９０ｘ９０、９０ｘ４５のサンドイッチを横に寝かせる。（この部分が丸鋼、プレート、踏み板を固定する）　

３）　その上に９０ｘ４５を天井の梁まで伸ばす（この部分は、２の部分が壁の外に倒れないようにする）　間柱１２０ｘ４５と固定

１）３）はそれぞれ大引き、天井の梁と金物で固定。１）と２）、３）と２）も必要がありそうなら金物で固定する

ちなみに分厚い構造用集成材を踏み板に使うなら、丸鋼はせん断強度だけ考えるのでもっと短くてもよい。でも普通の３０ｍｍ集成材に半丸溝を掘って２枚重ねることで６０ｍｍの踏み板を作ることを考えているので踏み板を補強するため９２０ｍｍ（踏み板内部に８００、出が１２０）で考えている。

もしこれでも揺れるようなら（十分可能性あり）、手すりの縦格子で踏み板同士をつないで「なんちゃって片持ち階段」に変更することできりぬける予定。

もういい、後はやってから考えるわ。

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。

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

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/

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。

キッチン考察

新しいIKEAのシンクがきれいで、けっこうお手頃
http://www.ikea.com/jp/ja/catalog/products/S79157917/
73x44
オーバーシンクなのが気にかかるがエッジが立っていてよい。いままでエッジの立ったステンレスシンクはハンドメイドで高価だった。工場のプレス技術が進んだのだろう。

ダブルで置くとさすがに大きすぎるので、少し小さめをダブルで使うか？もしくは大小サイズMIXでダブルで使うか？
http://www.ikea.com/jp/ja/catalog/products/S89157912/
54x44

もともと角がぴんと立った人造大理石のシンクにするつもりだったが、人造大理石は白いと汚れが目立つ。IKEAのこれは真っ黒なのでこれも可能性として考える
http://www.ikea.com/jp/ja/catalog/products/S99157643/
56x50だがたぶんシンク内法は52x40くらい。これも使うならダブル。（黒はワークトップが木だと合わないか？）

キッチンのワークトップをどうするか悩んでいる。A棟のように集成材だといくらオイルを塗ってもシミや傷、へこみができる。かといって人造大理石ワークトップは味気ない。　ステンレスならシンクと一体のシステムキッチンにする必要があり、自分で作る作業が限られてしまう。
思案中・・・