マンションにテラス屋根をDIY

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(2018/8/17)

これまで戴いた写真や情報を元にスケッチ図を作成してみました。

こんなイメージで考えていますが、如何ですか?

いくつかポイントをまとめてみました。

①窓側の2本の柱は突っ張りで固定し、パイプ径をφ43mmにしています。

②梁パイプ(グレイ二重線)はWパイプφ28を使用してたわみにくくしています。

(L=6000mm 中央に集中荷重20kg加えた場合に30mmたわみます)

③窓側梁は柱パイプの間に入れて上下に動かせる構造です。

④フェンス側梁はフェンス柱の上に載せて固定するため上下には動きません。

⑤屋根材を固定する垂木パイプはφ28です。

⑥フェンス側柱は自由に左右に動かせるため既設フェンスの柱に重なる位置にして

フェンス柱と固定します。

⑦フェンス側柱はコンクリートブロックに挿して固めて足を作り、それをブロックの

溝に入れて最終的に固定します。

このテラス屋根の懸念点は垂木パイプの固定強度です。

コネクタで梁パイプと連結させますが、長いためモーメントがかなりかかります。

この使い方で最も強いコネクタの許容モーメントが12N・mで両端固定させたとき

約2mの強度は6N(約0.6kg)となります。

つまり4mの中心に1kgのおもりを載せるとコネクタが外れる可能性が高いです。

屋根材を取り付けると下から吹き上げる風圧を受けるためこのままだと外れる

恐れがあります。

他の補強コネクタやビスで固定するなど何等かの補強を入れた方が無難です。

これから補強方法を考えたいと思います。

(2018/8/21)

物干し竿を設置できるように垂木パイプの間に柱を追加した構想を考えてみました。

追加柱をどの位置に建てれるかは現地を見ないとわかりませんが、

マンション窓からフェンスまでの間の中心付近に設置できればいいですね。

右側の柱は基礎を作って地中に埋める必要があり、左の仕切り壁上に設置した柱は

白いフェンスに固定するしかないかもしれません。

この柱があれば屋根を補強させつつ物干し竿(Wパイプ)が設置できそうです。

もしグラグラするようなことがあれば突っ張り柱と連結する必要がありますね。

ただこの柱は屋根の傾斜があるため事前に寸法を計算することが難しく、

最後の取付けとなりそうです。

また仕切り壁上の追加ポリカ板について、壁上にパイプを立てて固定することが

難しいのでやはり白いフェンスと抱合せる必要があります。

ただ白いフェンスは目隠しになっていてフェンスを固定する場所がなさそうです。

柱には固定できそうですが、それだけでは足りないと思いますのでフェンス上部の

固定方法を考える必要があると思います。

(2018/8/27)

物干し竿の設置はこのようなイメージでしょうか?

屋根の中心付近から600mmフェンス側に向かった位置に追加柱を逆T字に設置して

それと白フェンス側に追加した柱と支えています。

この方法では物干し竿の高さが屋根の垂木パイプのすぐ下に位置するためだいぶ高いです。

4mの物干し竿はコネクタ接合強度を確保するのが難しく、次の2つの方法が一般的です。

方法②の方が物干し竿が外れる可能性が低いものの、高さ調整ができません。

方法①の方は高さ調整は出来ますが、②に比べて竿の固定強度が弱いです。

4mの長さではモーメントが大きく、洗濯物を掛けた時にコネクタから外れやすいと

思われます。

屋根強度が強ければ垂木パイプから吊るすこともできますが、それもできません。

物干し竿を4mから2mに変更すればコネクタ強度に余裕がでます。

白いフェンス側のパイプ固定は隙間を利用して針金やフック金具等で固定しましょう。

やはり屋根の垂木パイプのコネクタ接合強度が心配です。

垂木パイプは4mで屋根を付けることで風圧を面で受けてしまい、そこそこの

力がかかると思います。

できたら垂木パイプを中心付近で支える補強梁を追加したいです。

(2018/9/9)

3D CADを使って具体的な設計を進めてみました。

(設計のポイント)

①テラス屋根の外周は全てWパイプを縦で使い、剛性を持たせました。

さらにコネクタ接合部には全て補強コネクタを追加して接合強度を上げています。

②垂木パイプは500mmピッチで配置しており、住宅側はWパイプの上にクロスするように

設置させ、フェンス側はWパイプの下から固定しています。

このようにパイプを斜めにする固定は図面上表現できないのでフェンス側のWパイプは

固定されず外れた格好です。

強度的にこの垂木パイプの接合強度が最も弱く、落下したり吹き上げたれたりしないように

ポリカ板が載った住宅側はWパイプの上から固定して自重を受け、逆にフェンス側は

吹き上げ時に外れにくく考えたつもりです。

垂木パイプは長いのでそれほど大きな傾斜を付けなければ取付可能な気がしています。

③フェンス側の柱パイプ高さは1700mmとしており、これは左右に自由に動かせます。

そのためフェンス柱との固定は現地で調整可能です。

④隣家仕切りフェンス側は柱パイプの高さを1350mmとしており、ポリカ板を取り付けるため

梁パイプを設置しています。

そのためここは仕切りフェンスの柱位置に合わせるように梁パイプの長さを調整する

必要があります。

⑤物干し竿はまだ描いていませんが、やはり設置場所に悩みます。

垂木パイプは重さを受けるほどの強度がないためWパイプまで物干しパイプをつなげる

必要があります。

実際にCADで作図してやはり寸法をきっちり出すのは困難のようです。

フレームと違ってパイプ構造体の外寸や内寸の計測が難しく、パイプ単体はわかるものの

接合部まで考慮したときの寸法が多少求めにくくなっています。

現場で合わせる場所も多く、設計値よりも少し長めで考えて現場で最終調整される方が

ぴったり合うかもしれません。

この図面をもとに追加や変更、修正等を指示して下さい。

また見たい角度などもありましたご連絡下さい。

(2018/9/16)

4mのアルミパイプを使って垂木パイプの角度を見てみました。

ブロックを積み上げて1個と2個分の高低差を付けた場合の連結具合を確認しました。

その結果、ブロックを2個分の高低差程度は連結できそうです。

この場合の角度は約5°となります。

土間などは2°の傾斜で雨水を流すためこれでも十分に雨水を流せると思います。

そこで住宅側とフェンス側の高低差を200mmにすると傾斜角度は約4°となります。

このような感じで如何でしょうか?

(2018/9/24)

テラス屋根の製作ですが、やはり結構大がかりなサイズなので寸法や構造の詳細を図面上で

見極めることが難しい状況です。

取付位置が少し変わるだけでパイプ長が短くなったり長くなったりします。

このテラス屋根は市販品のような決まったものでなくあくまでDIYです。

お互いの知恵や経験などを駆使して作り上げていきますが、やはり考えが及ばないことも

あるかもしれません。

そこで相談なのですが、製作過程を3回ほどに分けて進めていく方法は如何でしょうか?

特にWパイプを使った梁や柱、屋根の傾斜などスパンが長いため据付時にずれる可能性が

非常に高いと思われます。

そのため一気に設計で寸法を決めて部品を調達するよりも各工程毎で部品を調達し、

その都度寸法を確認しながら次の部品を購入した方がリスクが少ないと思います。

そこで次のような工程で製作を進めては如何でしょうか?

工程① : テラス屋根枠組み及び屋根傾斜の製作

下図のように突っ張りパイプで柱を2本立てて、フェンス側にはWパイプで柱を3本立てて、

それらにWパイプで梁を取り付けて屋根の傾斜の調整まで行います。

屋根の傾斜は突っ張りパイプの柱に固定したWパイプの高さを調整することで行います。

垂木パイプを2本ほど準備してそれを取り付けることで傾斜や取付強度の確認を行います。

ここでは屋根の傾斜や垂木パイプの設置状況、Wパイプの連結などに注意して製作します。

工程② : 垂木パイプ及び波板の取付け

前工程で取り付けた垂木パイプで問題なければピッチを決めて本数を計算します。

また波板も取り付けてみて不具合がないか確認します。

工程③ : 隣家仕切りフェンスや物干し竿の作製

前工程が終わると他の寸法はほぼ決まるので隣家との壁や物干し竿を取り付けます。

設置場所もある程度はっきりして寸法も測れると思います。

私の経験上、工程①がうまくいけば後は現物合わせができるので寸法を間違うことなく

進められると思います。

欠点を挙げるとすれば、やはり時間はかかります。

材料は手配してから約2週間ほどが納期の目安です。

(2018/10/4)

全体の概算費用を計算してみました。

9/9の図面におけるアルミフレームとコネクタの費用総額は8万円前後です。

この後の寸法変更などで多少前後しますが、10万円を超えることはないと思います。

この費用にはポリカ波板やフェンスと固定する金具等は含まれていないため、

これらはホームセンター等で購入する必要があります。

前回、提案した3段階に別けて作る案の1段階目の図面を再考しました。

ここでは屋根枠組みの製作、柱の固定、垂木パイプの角度調整などを確認しながら

組立てる予定です。

(寸法について)

突っ張りパイプ(φ43)の高さはL=2600mmとL=1250mmとなっています。

こちらはアジャスターで上下に調整でき、その調整範囲は次のようになります。

L=2600mm・・・(2600+28)+0~150mm (2628~2778mm)

L=1250mm・・・(1250+28)+0~150mm (1278~1428mm)

固定の際に厚手のゴムシートを挟んだ方が滑らずに外れにくくなるかと思います。

窓側の梁の長さが6103mmとなっていますが、これは両柱の外寸となります。

柱の内寸は6103-43-43=6017mmです。

ここはパイプ長を5985mmとしているためコネクタとパイプの結合代(16mm)を

含んだ寸法となっています。

もし柱の内寸、もしくは外寸で5985mmにする場合はパイプ長を短くします。

フェンス側の梁の長さは窓側梁長さによって決まります。

フェンス側柱の高さですが、パイプ長を1250mmにしています。

そのため垂木パイプが取り付く面(Wパイプの上面)までの距離は結合代とWパイプの

幅を加えた数値になり、1331mm(1250+16+65)となります。

つまりブロック(1060mm)から1331mmの高さがフェンス側梁上面の高さです。

(2018/10/18)

あれから強度についてもう一度見直してみました。

これまでの設計から屋根の重量を次のように計算しました。

垂木パイプ 4m 12本

ポリカ波板 10尺 12枚

この場合の総重量は約40kgとなります。

垂木パイプは住宅側の梁(6000mm)とフェンス側梁(6000mm)で受けるため

それぞれの梁パイプに半分の20kgが加わると考えます。

この場合、梁パイプ(Wパイプ)は約14mmたわむことになり、メーカの使用推奨たわみ量が

パイプ長の5/1000(30mm)以下なので問題ないと思われます。

次に梁パイプを固定するコネクタ強度について考えてみます。

梁パイプと柱の固定はマルチコネクタアウターWとポイントコネクタロングという

2つのコネクタが主に固定しています。

両コネクタのモーメント荷重を合わせると約30kg・mとなります。

梁パイプ長は6000mmであるため柱固定部にかかる最大モーメント長は半分の3000mmで

この時のモーメント荷重は約10kgです。

屋根の総重量は約40kgでこれが全ての柱に均等にかかるとした場合、

ちょうど10kgとなるため許容範囲ギリギリだと思われます。

最後に垂木パイプについて考えてみます。

垂木パイプの上には3尺のポリカ板(2kg)が載りますが、この場合のたわみ量が約16mmで

メーカ使用推奨たわみ量(パイプ長の5/1000)以内ではあります。

これまで①梁パイプのたわみ量、②梁パイプのコネクタ強度、③垂木パイプのたわみ量を

考えましたが、いずれもメーカの使用許容以内には入っています。

しかしながらギリギリの値で余裕はありません。

もし強風の影響などでさらに強い荷重が加わると外れる可能性があります。

そのため次のように柱を追加した方が良いかと思いますが、如何でしょうか?

特に梁の両端に柱を取付けないと片持ち状態になってしまい、強度がかなり低下します。

住宅側の梁パイプを出来るだけ上にずらして垂木パイプを上のコンクリートに押し当てて

それを追加するパイプで抑えればだいぶ強くなると思います。

また全体の剛性にも不安があります。

必要に応じて柱と柱の間に梁を追加する必要があるかもしれません。

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