鉄骨ハウス（小屋）の骨組み設計の考え方（柱と梁）

質問

１、鉄骨ハウス（小屋）の骨組み設計の考え方（柱と梁）について、お願いします。
小さな作業小屋を鉄骨で建てようと思っています。（DIY)
本職の鉄骨建物を見ると、１０ｃｍ角柱のでっぱりとH鋼の梁のボルト締めの時、柱と梁を密着させないで、柱と梁を数ミリ間隔を開けてボルト締めしています。（そのようなボルト穴の設計？）

その訳は？？・・・鉄骨が夏の暑さで伸びるための対策か？・・・もし、それであればボルトでしっかり締め付け接続しているので、数ミリの伸びしろは効果ないのでは？？

たぶん他の理由と思うので教えてください。

２、ボルト穴の直径とボルトの太さについて
１０ミリの穴に１０ミリのボルトを差し込んでナット締めがガッチリしまってよいと思うが、
作業能率を考えるとボルト穴を１ミリとか２ミリ大きくしておいたほうが、多少のズレでもボルトの通貫がやさしくなると思うのですが、どんなものでしょうか？

以上２点教えてください。

回答No.5

minollinn · ベストアンサー

鉄骨設計の専門家ではないのですが、ごくたまに小屋程度の設計をすることがあります。

1　鉄骨加工は図面通りの寸法の部材で作りますが、溶接によって必ず変形、誤差が出ます。
（もちろん、ひどいものは修正します）。
切断、穴あけ加工でも誤差が出ます。
現場設置の基礎のアンカーにも誤差がでます（大きければ修正します）。
図面で書いた寸法通りに加工、施工するのですが、接続部に隙間を見ておかないと誤差の吸収とか修正ができません。

今の写真でいえば、隙間が無ければ９０度がきっちり出ていいのでは？と思えますが、どこか１カ所くらいならいいのですが、接続はたくさんありますので、すべてきっちりの寸法で作ると、誤差があった場合、部材同士が当たって穴が合わないとか、全体で屋起し（建物全体の水平、垂直、直角を出す作業）したい場合、ここがつかえて変形しない（動かない）ということになってしまいます。

なので、DIYでじっくりと少しずつ丁寧に作るなら、隙間は無しでもいいと思います。
手間を言わず、その都度合わせてやったりすればできると思います。

ちなみに、私は、通常は５ミリの隙間で設計します。

2　ボルトと同じ径だとボルトがすんなり入りませんので穴は大きくします。

場合によって変わりますが、ボルトサイズより２ミリ大き目が標準的な数字のようです。

私の場合、特に、重要な部分、柱・梁の接続などは２ミリ。
胴縁のC型などでおさまりの寸法が出しにくい場所は長穴を開けることもありますし、大き目な穴（10ミリボルトで14～15ミリ穴とか）にする場合も多いです。

お礼

大変勉強になりました。ありがとう御座いました。

回答No.4

gisahann

1.柱と梁の間に隙間を設けているのは工場での（形状的な）製作誤差を吸収するのと、
現場での組み立ての便宜を図るためです。
＝いくら上手に造ったとしても、基礎などの状態を含め建物が歪んで組み立てられる場合には
　少しのガタツキもなければ、どこかが当たってなかなか組み立て出来ません。

２．同様にボルトの穴が正直に向かい合う事が極めて稀です。
　従って穴の径に余裕ももって造ります。＝通常２ｍｍくらい

　なお、この締め付けは設計的にボルトの断面そのものを利用して梁の力に対抗するのか、
　締め付けた時の摩擦力を利用するのかによって使用するボルトのサイズが違います。
　後者の場合は、その圧着される面には塗装をしません。

重ねての余談ですが、伸びは上記の質問では関係ありません。伸びは全体として温度に関係します。
また溶接でものをくっつけると、最初に切断した長さより完成した時点では縮んでいます。

お礼

ありがとう御座いました。

回答No.3

noname#194996

1,柱の間隔より梁が長かったら組めません。無理したら柱が曲がり危険です。梁の長さはマイナスめに作るのです。伸びは無関係です。伸びてもいいように設計してください。多少の隙間のばらつきは強度には関係ありません。

２、穴の間隔はきっちりあけてもずれます。ずれてもボルトが通るように大きめに開けます。精度に自信があれば一ミリ以下でも自己責任でどうぞ。組み立てに苦労しますよ。
組んだあとであける方法もありますが、高い場所での加工は危険です。

回答No.2

tai-yu

素人には無理なので、あきらめた方が良いかと。危険なものをつくるだけです。素人が作れるのは木造までです。

さて、

＞たぶん他の理由と思うので教えてください。

施工誤差を吸収するためと、鉄骨の伸び縮みのためでしょう。

第一、隙間０でやるということは、取付時に両者がぶつかるということです。つまり大切な鉄骨に傷がつきます。場合によっては補修が必要になるでしょう。

＞多少のズレでもボルトの通貫がやさしくなると思うのですが、どんなものでしょうか？

ボルトに対する穴の大きさの許容範囲は決められています。

写真に写っているのは、普通ボルトじゃないですよ。高力ボルトという特殊なボルトです。

一般的には高力ボルトを使います。締めるのも特殊な道具が必要です。

回答No.1

noname#188107

＞たぶん他の理由と思うので教えてください。

取付の時にぴったりだとおさめにくいからじゃないですか。

＞ボルト穴の直径とボルトの太さについて

ぴったりだと通りませんし、
無理に通すとボルトのネジ山がいかれますから、
通常はやや大きめの孔が開いています。

きっちり締めてしまえば、その程度の遊びは
問題なくなりますし。