鉄骨で造った車庫の中に中二階を作って物置にする予定です。

質問

鉄骨で造った車庫の中に中二階を作って物置にする予定です。
梁の長さが９メートルで両端をネジ留めします。
中柱は邪魔になるので立てません。
中央集中荷重で１屯位は物を置くと思います。
安全率は1.6位を考えています。
手許に中古の200x200x 8x12で５mくらいの長さののH型鋼の切れ端が４本あります。
二本を突き合わせて溶接して使って大丈夫でしょうか。
溶接は近所にJIS1級のおじさんがいるのでこの人に頼みます。
数千円かかると思います。
スクラップで売って追い金を出し
248x124x 5 x8の９メートルに買いかえようかどうしようかと悩んでおります。
この規格のものと比較して強度はどうでしょうか。
又、費用対効果はどんなものでしょうか。

回答No.3

esaomann · ベストアンサー

2♯です

＞材料の継ぎ合わせは溶接無しで突き合わせ三枚の平板に穴を空けてねじ留めします。

参考までにH200ｗの高力摩擦接合の標準的な継手をお知らせしておきます。
まずフランジは外側が9×195×285で内側9×75×285でボルトは片側のHに４本です。
ボルトのピッチはH端面から40-60-40となり、ゲージは120になりますね。
ウェブは9×140×165で片側ボルト２本でH端面から40、ボルト間隔60です。
H鋼同士は5mmの隙間が開くことに注意してください。
耐力の面では隙間0、メタルタッチとするのが有利ですが、工作が難しくなります。
ですから材は9×195×285が２枚、9×75×285が４枚、9×140×165が２枚になります。
ボルトはウェブ、フランジともM20でF10Tの高力ボルトとなります。
摩擦接合ですから規定のトルクまでしっかり締めてください。

H200ｗの両端はピン支持となりますが、通常、板厚12mmをガセットとし、ボルトはM20　F10Tで２本となります。
既設柱への溶接長さが不足する場合、梁の下側フランジの片方を切落とし、ガセットプレートを長くしてもいいでしょう。

お礼

詳しい解説をして頂きありがとうございます。
相当な数の穴空け作業が発生しますね。
ガセットプレートの溶接を依頼するついでに
梁の継ぎ合わせも溶接でしたくなりました。

補足

その後、もうひとりの方の意見も参考にしながら色々と研究してみました。
やはり継ぎ合わせ部分は溶接でなくて鉄板をあててねじ留めをします。
両端も溶接は怖いので、巾２００ミリの鉄板を逆L型に曲げて顎台のようにします。
内側には三角の板を溶接しますが、梁と柱はそれぞれ四本ずつのねじ留めにします。
これで地震が来てもいきなり落下という事態は避けられるのではないでしょうか。
L型に曲げる鉄板ですが厚みはどの位のすれば良いでしょうか。
ねじ穴を空ける部分の寸法は突き合わせ部分の寸法に準じて決めて良いでしょうか。
三角板の厚みもL型の部材と同じ厚みにするのでしょうか。
宜しくお願いします。

回答No.5

river1

お礼の中の補足について
＞我が家の車庫は壁が二面しか無く固定資産税の課税客体になっていませんが、
＞これでも建築基準法は適用されるのでしょうか。
＞建物の定義に当てはまるのでしょうか。
建物の四隅に柱が立って、屋根が掛かれば、四方に壁が無くても、立派な建築物となります。
この時点で、建築基準法の建築面積が発生します。

前の質問に続き追加説明
鉄骨の幅厚規制では、サイズＷ＊Ｈが共に等しい等辺部材は、梁に用いられない決まりとなっています。
ですので、Ｈ－２００＊２００は、駄目と言う事です。

鉄骨の梁は、沿直荷重を受けると、たわむ他に左右に湾曲します。
湾曲を抑える為に、横補剛材を入れなくてはいけません。
梁スパン９ｍの場合、四等分の間隔で入れなくてはなりません。
横補剛材を入れないと、梁に座屈が生じて、急激な耐力低下を起こして崩壊します。

ですからＨ－２００＊２００は、主梁材ではなく、横補剛材として利用するしか能が無いのです。

二階を作って床面積１０ｍ2以上増えると、建築確認申請が必要となります。

ど素人考えは、いい加減やめて、専門家の建築士さんに依頼しなさい。

以上

お礼

ありがとうございます。
四カ所に補強材が必要という事はなるほどと思いました。
専門家に依頼するのが最も良い選択である事はその通りです。
でも、それが出来ないのが貧乏人です。
細巾の鋼材に買い替える事も難しいのです。
なぜスクラップ価格が上がらないのに製品価格が上がるのでしょうか。
石油製品もそうですね。
昔ならカルテルとして摘発される行為を
合法的に行える世の中になってしまったのです。

話がそれましたが、手許にある材料で何とか賄いたいです。
この鋼材は、ある人の仕事の手伝いをしに行って日当代わりに貰って帰ったものです。
いまの世の中で農家がこんな分厚い鋼材を新品で買うなど夢の又夢です。
三十年以上屋外に裸で据え付けられていた赤錆の固まりの様な鋼材です。
錆落しと錆び止めで一日かかると思います。
溶接は　この春貰い受けた故障品の190Aのウエルダーがありますので
これを修理して使う予定です。
いま使えるのは　これも只で貰った80Aのインバーター式ですが
こんなものではとても付きそうにありません。
色々考えましたが自分で溶接をしてその後で
下側にだけ鉄板をあてて挟んでねじ留めしようと思います。
こうしておけばまさかの時にもいきなり離ればなれになる事は無いでしょう。
下に置いている自動車が凹むと困るのでこれくらいの手間は惜しみません。
鉄板は切り取ったH鋼の端を切断して作ります。
梁の両端が外れる事が心配ですが
ここにも細い柱を添えて万が一に備えようかと考えています。

農機具や資材を収納している木造の納屋が半壊状態で
とてもこの冬の雪を乗り越えられそうにないのです。
早く完成して引っ越しをしなければなりません。
今年は民主党の戸別補償制度のせいでその補助金額以上に生産者米価が下がり
年末に資材代の借金が払えるかどうか微妙な状況です。
業者にお金を払って基準を満たす百点の仕事をしなさいとの助言を頂きながら、
その通り出来ない事情がありまして、その失礼をお許し下さい。
頂いた技術的な助言は全て活用し無駄にはいたしません。
ありがとうございました。

回答No.4

river1

＃１です。
建築基準法の構造規定の中に、鉄骨造の柱・梁の部材には、幅厚規制があります。
また梁の構造計算規定では、曲げ応力・せん断応力・たわみ規制を計算して部材の安全を確かめる事となります。
曲げ強度（Zx）については、Ｈ２００＊２００でも間に合うでしょうが、たわみ（Ix）規制では、完璧にアウトです。
また梁の構造計算では、積載荷重の沿直荷重の他、風圧・地震時の水平力に対して安全を確かめる事になっています。
＃２さんとのやりとりでＨ２００＊２００では、将来的に梁がたわんできて床が落ちるのが目に見えてきます。
まさに安物買いの銭失いですよね。
建築構造の知識の無いど素人考えは止めて、構造知識のある建築設計事務所に相談して計画しなさい。
梁スパン９ｍは、簡単に飛ばせる距離じゃないんだよ。
以上

お礼

慎重なご意見をありがとうございます。
縦寸の小さい材料だと、たわみは確かに多くなる様な気がします。
たわむという事は水平寸法が短くなり
両端のガセットプレートの溶接を引き剥がそうとする力になるという事ですね。
縦５０～６０センチの三角形の板を使ってガセットプレートが一部剥がれても
いきなり梁が落下しないように考えてみます。
或は完全に剥がれても落ちないように両側の柱に添え柱を考えてみます。

我が家の車庫は壁が二面しか無く固定資産税の課税客体になっていませんが、
これでも建築基準法は適用されるのでしょうか。
建物の定義に当てはまるのでしょうか。
とはいえ法律は実際の事故や危険を元に作られているのでしょうから、
条文の主旨を良く理解して活用したいと考えています。
ありがとうございました。

回答No.2

esaomann

既設の鉄骨の構造や床面積・積載状況などが分らないと何も言えないと思いますよ。
本来、設計士さんにお願いして問題ないか検討すべきです。
私は構造屋ではないので、責任のある回答は出来ませんが、考え方の参考程度にお考えください。

今、間柱無しで両壁に立つ主柱間に梁をかけ、（奥の壁沿い？にも梁をわたすのか？間柱を相手にするのか？）さらに小梁を適当な間隔で配置し、根太、床板という感じで考えておられるのでしょう。

まず、中二階の床の奥行きで新設する梁への荷重が変わります。
積載荷重を300kg/m2で小梁・床材も考慮し350kg/m2を荷重と仮定しますね。
中二階の大きさが9×3.6ｍとすれば11.34ｔ、9×5.4ｍとすれば17ｔの総荷重で、（構成によっても変わるでしょうが）この半分を梁が負担することになります（半分は小梁を受けるもう一方の梁が負担）

鉄骨全体の構造や耐震性といったものを無視して考えれば、梁がこの荷重に耐えられ、たわみ量もクリアできれば一応使えるということになるわけです。

小梁本数により計算式も違ってきますが、面積9×3.6ｍで等分布荷重は630kg/ｍなので断面係数（zx）が概ね400以上の材料が候補ということになります。
単に中央1ｔの荷重で（そんな小さな荷重で納まりますか？）両端ピンとすればH200×100で間に合いそうです（たわみで検討すれば不可かもしれません）
いずれにしろH200ｗ×8/12でzx472ですから使用できる可能性が高いです。
柱とのバランスを考えて細巾系列のHだとH300×150×6.5/9でzx481です。

梁の中央付近で突合せ溶接してもつか、ということですが鉄骨構造ではよほどでなければやりません。しかし、開先をとって溶接後、フランジとウェブに十分な大きさのカバープレートを当板溶接してやれば持つべきはずのものです。
しかし、200ｗのHが9ｍだと自重約450kgですから運搬・と車庫内での組立て、取りまわしができますか？
柱に梁を受けるガセットプレートが溶接されますから、柱板厚と必要ボルト本数から継手のディティールが検討されなければなりません。

私なら構成は2-5-2として継手は高力ボルト摩擦接合とするでしょうね。
場合によっては主柱に沿わせ梁を受けるための支柱を立てることも検討したいところです。

H200W5ｍの両端を切りなおし、開先を取って溶接。
作業台の段取りと反転、当て版なくても単発の飛び込み仕事としては数千円では引き合わないと思いますね。
当然、水平ブレスは必要ですし、小梁やアングルピースの加工、ボルト穴、ガセットプレートの加工溶接も必要になります。総ｔ数のない鉄骨加工ですからトータルで150円から300円/kg程度は考えておくべきでしょう。
鉄骨は材料が大きければいいと言うものではなく、構造のバランスが重要で、必要十分でかつ最小の材料を選択するという考え方をしていただきたいと思います。

お礼

詳しい解説を頂きありがとうございます。
お察しの通り奥行き４メートル程の棚です。
奥は中柱と合計四本の柱にかけます。
根太や座板は木材を使用します。
両袖の柱は同じく２００x２００のHです。

私も他力本願ではいけないので断面係数を計算してみました。
200x200で461でした。
細巾の300x150なら強いのかと思ったら同じ462でした。
これより小さい250x125等は311と更に弱いです
細巾Hは　ただ重量が軽くなるだけですね。
縦の厚みがあって地上からの利用出来る空間が小さくなります。
重くても辛抱して　いまある200x200を利用する事にします。

材料の継ぎ合わせは溶接無しで突き合わせ三枚の平板に穴を空けてねじ留めします。
車庫を建てた時のねじが余っているので利用します。
両端の柱への取り付けですが、これも平板一枚を縦に溶接してねじ留めします。
農家の納屋として使うのでそんな重いものは載せません。
うっかりと部品取りの自動車を載せたりする様な事が無い様に
梁の側面中央のよく見える所に許容荷重の表示もしておきます。

梁を持ち上げるには5t級のパワーショベルがあるのでそれを利用します。
両袖の柱に平板をつける時の溶接が心配なので、これは近所のJIS1級に依頼します。
ねじの本数も考えなければなりませんし、平板は一般にどんな形状にするのでしょうか。
既製品があるのでしょうか。
梁を締結する時の平板も既製品が安くてあればそれを利用したいです。
もう少し勉強してみます。

回答No.1

river1

質問の場合、建物総体で見ると総体耐力的に弱い建物に成る事を承知して行うように。
梁スパン９ｍで積載荷重１ｔ前後ですと、最低でもＨ３００＊１５０以上の部材が必要となります。
経験上Ｈ３５０＊１５０は必要。
素人考えは止めて、構造計算の出来るお近くの一級建築士事務所さんに相談し耐力計算をして貰って計画するようにしなさい。
費用については、確りとした計画がまとまらないと計算使用がありません。
また、建物の概要も分かりませんから出しようが無いのです。
現在手元にある鋼材は、役に立たないでしょうね。
せいぜい床補強の小梁として使うしかないでしょう。
ご参考まで

お礼

一級建築士事務所に頼むと、新品の太い鋼材を買ってもお釣りが来る程取られそうで怖いです。
確かに折れたら下に置いてある自動車が壊れるので高いものにつきます。
設計仕様を変更して５００キロくらいで考えてみます。
手持ちの２００X２００を横にして使うと重さ割りには強度が無く自重だけでも負担になる様な
あまり面白くない使い方なので本当は気に入らないのです。
おまけに溶接箇所からポキッといきそうで怖いし。
スクラップに出すと４万円弱になるのでもう少し足して新しい鋼材を買う方向で検討します。
ありがとうございました。