折半屋根の垂木システム：計算と設計のニュアンス＋施工例

屋根のすべて」へようこそ 屋根システムのニュアンスを徹底解説. 本日は、実用性と見た目の美しさを調和させる屋根デザインの重要な要素である、折半屋根の垂木システムについてご紹介します。.

安定性を維持し、屋根構造の重量を壁面に均等に分散させるためには、垂木システムが不可欠です。. 折れ屋根の設計は、正確な計算と慎重な計画を必要とする角度と交差があるため、より複雑です。.

垂木システムの計算には、屋根のスパン、積雪や風荷重を含む屋根が支えるべき荷重、使用する屋根材の種類など、多くの変数を理解する必要がある. このような見積もりによって、屋根は今後何年にもわたって構造的に健全であることが保証され、さらに外観も美しくなります。.

折れ屋根の垂木システムを設計する際には、角度と継ぎ目を注意深く考慮する必要があります。. それぞれの垂木を正確にカットし、他の垂木や屋根全体の形状に合うように配置する必要があります。. 意図した建築スタイルを実現し、構造的な完全性を維持するには、この精度が重要です。.

建築業界で実際に起こった、屋根垂木システムの不具合の例を見てみましょう。. シンプルな寄棟屋根から複雑な切妻屋根まで、さまざまな構成により屋根の機能性と美観を向上させることができます。.

茶色の垂木システムの計算

斜面の角がはっきりと変化する五角形の構造は、折れ屋根の最も鮮やかで表情豊かな例である。. この屋根は2つの層で構成され、互いに支え合っていることが、構造の専門的なことを抜きにしてもわかります。. 屋根裏部屋は、壊れた屋根という2つ目の名前の由来となったもので、下層に位置する。. スケートエリアの構造形状は、下部を覆うボリュームの少ないティアトップによって決定される。.

垂木のデザインについて簡単に説明する。

屋根裏屋根の両方の部分の垂木フレームは、通常の勾配屋根の建設技術で規定された規則に従って建設される。. 折れ屋根の下部のフレームは、層垂木の脚を取り付けて作られる. 上部の垂木は、重ね垂木と吊り垂木の両方を使うことができる。. 層垂木の下部は、マウアーラットまたは天井の梁に頼る権利がある。. 上部を支えるのは木製のフレームであることが多く、同時に屋根裏の壁の片方のフレームの役割を果たす。. 上段の装置は、主に請負業者の作業の利便性に重点を置いている。.

伝統によれば、折半屋根の下部の斜面の傾斜角度は上部よりもずっと低い。. 屋根の建設に壊れやすい技術が使われていることを示す視覚的な指標である切れ目を作る。. しかし、斜面の上部と下部の急勾配を同じにすることができるため、壊れた構造は普通の切妻のように見える。. しかし、下層部のフレームは作業スペースを確保することが義務付けられているため、この方法による折半屋根の標準となっている。. T.e. 垂木システムは、壁と天井を断熱または寒冷屋根裏に配置するために、所定の耐力を持つ必要な要素を持つべきである。.

荷重の種類とその全体像

破損した屋根の垂木システムについて、建設会社の設計者が計算するために彼を連れてくることはない。. 私たちがいなければ、建築業者はそれを知っています。. 郊外に1つか2つの屋根を追加する場合、このような基本的な詳細はまったく必要ありません。. 梁、支柱、垂木の断面を瞬時に決定する複雑な数学的計算を実行する数多くのプログラムが利用できる。. プログラムに入力する必要のあるデータ、オーバーラップに存在する荷重の種類、考慮する必要のある上層と下層の垂木について、さらに徹底的に調べます。.

このリンクをクリックして、プログラム自体をダウンロードしてください（作業にはエクセルのみが必要です）。. その後、彼女のために特別に作成したサンプルを提供します。.

なぜ限界が必要なのか

屋根の折れ垂木システムの各部材には、さまざまな種類の荷重が作用します。. 荷重の重さによって歪みや損傷が生じ、修理が必要になるようなことがあってはならない。. ルールに従って構造を運ぶ計算では、次の2つの限界値が考慮されます。. これらは以下の通りです：

• 最大強度は状態であり、その過剰は建築構造の破壊、耐久性や安定性の喪失につながる。.
• 最大変形とは、許容できないたわみにつながる過大な状態であり、その結果、構造物の形状が変化するだけでなく、節点の接合部も侵害されます。.

設計者は両方の限界条件を計算します。. 自営業の屋根職人はあまり賢くない. すでにインターネットで考慮された計算式が組み込まれている。. これらは以下のような信号値として計算アルゴリズムに組み込まれる：

• N_{tr. 強度} – 垂木システムを構成する要素の大きさは、小さくすると強度が低下する。.
• N _{tr. たわみ} – 要素の大きさ、その減少がもたらす脅威的な変形.

自動計算サポートを使用する場合は、これらの数値に注意することが重要です。. これは限界最小値であるため、実際の設計値はもっと高くなるはずである。.

冬の降水量の重さ、風力、自分の質量、家具の重さ、屋根裏を使用する人などが、屋根を圧迫する荷重の一つである。. 荷重は、雪＋人＋家具、雪＋風＋tのように、同時、交互、または任意の組み合わせで作用することができる。.D. 最大荷重の可能性を提供するために、計算は可能な限り徹底的に行われる。.

積雪の重さの求め方

積雪の重さは、専門的な知識がなくても計算できる。. これは、建設現場が特定の「積雪地域」の一部であることを明確にすることによって達成される。." 地図上のエリアと割り当てられた番号を見つけ、水平面にどれだけの雪が押し付けられるかを確認するために標識を見た。.

壊れた屋根の上層と下層の垂木では、積雪重量指標が異なる. ほとんどの場合、折半屋根の傾斜角度は不均等ではない. 下部の急斜面に近い敷設された上部に、固形降水が滞留し、横たわる機会が多くなる。. 30ºまでの急勾配の斜面では、積雪重量は気象庁の長期観測に基づき、その地域で採用されている平均値の1倍とすることを考慮する必要がある。. 60°以上の急斜面では、雪はまったく遅れないと考えられている。.e. ゼロに等しい. 表示された傾斜の間隔における雪の重さは、補間によって求められる. 例えば、傾斜角度が45°の場合、表形式の指標には0という係数を掛ける。.5、50°の場合は0.33 とする。.D.

風荷重の求め方

風荷重は垂木システムの安定性を決定するために必要である。. もう一度、風圧の値に基づいてすでに作成された地域化マップを使って、それを確認する。. 突風や急な横揺れにより、垂木が引きちぎれたり、持ち去られたりする可能性があるため、この指標は両方の屋根の垂木脚に必要である。. 様々な地形タイプ用に作成された係数に、風力情報を乗じて補正する。.

風が強い地域では、垂木の脚を壁に固定する際、ワイヤーを通すよりも、ワイヤーを縒って固定することが多い。. 3本以上の垂木に固定される支柱、支柱、板、桟などのウィンド・タイ（Wind Tie）の量は、持続可能性のために増加する。. 屋根構造全体の重量を決定する際、その重量を考慮する必要がある。.

屋根

屋根重量はカスタマイズ可能なプレハブ属性です。. 実際には、堅固な木枠または希薄な木枠のコーティングの下には、特定の種類のコーティングを施した特定の断熱構造または寒冷構造用に特別に設計された屋根材の塊があります。. 屋根の面積を1メートルとして計算する。.

平均的な塗膜重量は、板材から求めることができる。. エンボス加工を施した屋根材を使用する場合は、雪庇の重量を10%増加させる必要があることを忘れてはならない。. スレートや波板の隙間などに積もった雪は、長期間にわたって敷き詰められることに留意する必要がある。.

塗装の種類は木枠の重量に影響する。. ソフトルーフ装置には、耐湿合板、OSPプレート、またはボード製の連続床材が必要である。. スレート瓦、粘土瓦、トタン瓦は、特定の手順で設置されたバーの上に設置される。. 風荷重の大きい場所に斜め風タイを設置すると、木枠の重量が増加します。. 断熱材と垂木システム（支柱、サポート、ラン、その他の部品を含む）の質量は別々に計算する。.

迅速な計算のために、平均的な指標が用意されている：

• 木枠の重量は10～12kg/m²になります；
• 層の垂木の脚の重量は5～10kg/m²です；
• 垂木の吊り脚の重量は10～15kg/m²です。.

プログラムで計算された測定値は、提供された値から大きく逸脱してはならない。. 断熱屋根裏に荷重をかける場合、ケーシングの重量を荷重リストに追加する必要がある。. 断熱材の熱伝導率（0.04W/m×℃）を使用するため、断熱材の質量を無視してもかまわない。.

計算システムに入力するために、どこを調べ、どのように値を取得するかを示した。. 設計データに従って、垂木の脚、梁、支柱の断面を数学的に計算するための追加情報を紹介します。. 計算システムが "条件が満たされていない "という警告をユーザーに警告する場合、要素のサイズを大きくする必要があります。 耐力が保証されない場合.

破損した屋根の垂木システムについて理解を深めるには、実際の施工例に加え、複雑な計算と設計を掘り下げる必要があります。. この記事では、耐荷重や必要な補強を算出するための重要な計算や、損傷後の屋根の垂木システムの構造的完全性を評価する方法について解説する。. 実際の施工状況を見ながら、耐久性と安全性の両方を保証する実践的な設計手法と材料選択を示します。. これらの基本を知ることで、新しい建物を建てる場合でも、破損した屋根を修理する場合でも、賢明な決断を下し、永続的な結果を生み出すことができます。.

折れ垂木システムの構築

最終的な折半屋根の垂木システム装置を進める前に、プロジェクトを作成し、構造要素の計算を行う必要があります. 設計段階を過ぎると想定.

レンガの囲いの上に2段の垂木を積み重ねた屋根裏部屋の一般的な図を見てみましょう。. 垂木システムは、内壁の外周と同じ高さにカットされた150 x 200 mmの梁で作られた木製のフレームを使ってマウアーラットに固定されます。. 箱の外側には、マウアラットを隠し、スペーサーの荷重を軽減するレンガが並んでいる。. マウアラットの上面は、レンガのストラッピングより2～3センチ高くする。.

天井梁の取り付け

極端な梁の設置は天井の構造を確立し、その撤去はコーニスの張り出し幅を決定する。. 次に、極端な梁の間に伸びる垂木の間隔に等しい段差で中間部材を設置します. 断熱屋根の段差は、断熱スラブの幅に合わせて作ることを推奨する。. 不安定な構造の場合、すべての垂木が等しい間隔で配置されるように段差が計算される.

床構造のフォームサイズは100 x 200 mmです。. 水平線と梁を厳密に合わせることができない場合は、梁の上面を合わせます。. 梁の下のチップのライニングまたはマウアラットの色合いは、アライメントツールとして機能する。. エンドコーニスの張り出しの平面を作るため、マウアラットに梁を取り付けた後、各梁の端に短い梁を固定する。. 短い梁の間隔は1メートルでも構わない。.

屋根裏壁の施工

下層の垂木を支える複数の支柱が重なる位置に目印をつける。. 支柱の役割に加えて、屋根裏の壁の骨組みの役割も果たす。.

私たちは次のように行動します：

• 屋根裏天井の最終高さより10cm長い100×150mmの梁を使用し、コーナーサポートを設置する。. 支柱の垂直性を鉛直線で確認し、取り付けが完璧であることを確認してから、支柱を固定する。. 安定性を確保するため、仮設斜材で位置を固定する。. 類似の方法として、フロントラインの壁の中央にサポートを取り付ける。.
• 中間ラックの設置場所を示すため、コーナーサポートをレースでつなぎます。. 中間サポートの製造には、50×150mmの角度の等しいサポート高さの材料が適しています。.
• 2列の支柱の上に、50×150mmの板でできたランを置く。. 一時的なスペーサーはもはや必要なく、将来の屋根裏部屋の構築された壁は安定しており、スペーサーは必要ない.
• 屋根裏の天井の重なりを形成する。.
• 建設中の屋根裏部屋の天井の上に、25×150mmの板を敷く。. 構造の軸に沿って設置する必要はありません。. 軸から20～30センチほど離して平行に置くのがよい。.

屋根裏の完成したフレームと、上段の垂木を取り付けるために必要な支柱が、作業の最終成果物です。.

下層の垂木の取り付け

破損した屋根の下層に垂木を設置するには、従来のダッシング工法を用いる：

• 必要な長さの25×150mmの板を構造材の端にあてがい、鉛筆で上下の骨組みの線に印をつける。. このテンプレートは、垂木システムの形状に狂いがなければ、下層のすべての垂木の製造に使用できます。.
• 前作の非の打ち所がないことに疑問がある場合は、極端な脚だけをセットし、その間にレースを引く。. 残りの垂木のテンプレートに従って、上部の骨組みだけを作る。. ワークの上面をコード・ランドマークと組み合わせ、下側のラインを実際に祝う。.
• 垂木の脚を取り付ける. ブラケットやメタルコーナーで重なり部分の梁に固定し、上部は2～3本の釘で固定する。.

一枚の板では、下段斜面の長さを完全に重ねるには不十分な場合が多い。. このような場合、垂木は2枚の短い板を同程度の断面と最小1メートルの長さを持つトリムで縫い合わせたものを使用する。. 確かに、縫い目のある部分で構造が緩むのを避けるため、必要な長さの材木を注文するのが望ましい。.

上部斜面の垂木脚の取り付け

中心軸は、上部垂木を製作・設置する前に特定する必要があります。. これは、屋根裏の最も高い天井板にインチトリムを厳密に垂直に打ち付けることによって達成することができる。. 垂木システムの中心軸の平面図にマークした破損した屋根に、剪定のリブの1本が正確に並んだら、次のようにする：

• 私たちは、端にテンプレートの端にインチにしようとし、その上にバックボーンのラインをマークし、その上部は、軸の指定された切断に沿って直接実施される.
• テンプレートに従って、上段の垂木の脚を一組作ります。. 出来上がったフレームの形状に間違いがなければ、一度に複数のブランクを作る。. そうでなければ、下の兄弟と同じようにする。.
• 二人一組の作業員に手伝ってもらいながら、垂木の一組目を取り付ける。. 一人では上部の支えがないため、取り付けに対応できない。. 吊り上げた垂木が落ちないように、ブレースで支える。.
• 上段の垂木の残りの部分を取り付ける。. 3～4本後に支柱を取り付けます。. 支柱の傾斜角度は45度以上とする。. 傾きの方向は交互にする。.

注：すべての上部垂木ファームは、曲がりやたわみから屋根裏天井のボードを停止するために、おおよそ25×150ミリメートルを測定し、ボードサスペンションシステムをインストールする必要がある.

写真選択により、破断タイプの垂木システムの節接合部の詳細を知ることができます：

ペディメントとクレートの構造のキャリッジ

目的とするタイプや設置ステップにかかわらず、木枠はスケートとスロープの破断線に沿って連続させる。. 垂木の脚の方向に2枚の板を2～3ミリの隙間をあけて釘打ちする。. 屋根裏窓や煙突パイプの通路の周囲にも、同様の連続した床が設計されている。. 柔らかいタイプの屋根材を使用する場合、木枠は勾配面に連続して配置される。.

断熱材の厚さが垂木の幅以上である場合、リモートバーを設置することで、木枠の前方にキャプチャを設置することができる。. 屋根材と防水材の間に空間を設ける必要がある。. システムの外部リモートバーを垂木のリブに接続する. 断熱板の厚さによって、距離のトリックを使わなくても換気の隙間を空けることができる場合は、その必要はない。. また、無筋の屋根を作る場合は不要です。.

コーニスやペディメント壁（通称トンビ造りの木造家屋）は、垂木システムの施工が終わると葺かれる。. 屋根を葺くのは、ペディメント壁の横の短いオーバーハングを取り付けるときである。.

建築やリフォーム・プロジェクトに携わる者は、破損した屋根の垂木システムを理解する必要がある。. 屋根の構造支持システムとして機能し、屋根材全体の重量に耐え、長期にわたる安定性を確保します。. 建築業者は、垂木の計算と設計の微妙な違いを理解することで、長持ちし、美しいだけでなく、機能的な屋根を設計・施工することができる。.

垂木の計算には単純な計算以上の意味がある. 垂木の寸法と間隔は、地域の建築基準法、スパン、積雪荷重、屋根の勾配などの要素によって大きく左右されます。. 屋根が天候や安全規制に耐えられることを保証するため、頑丈な垂木システムを設計する際には、これらの要素を注意深く考慮する必要があります。.

例えば、積雪の多い地域では、積もった雪の重さを支えるために垂木を近づける必要があるかもしれません。. 一方、強風が吹き荒れやすい地域では、風の抵抗を減らすために流線型の形状に設計を集中させることもある。. これらの例は、特定の環境要求や構造仕様を満たすために、垂木の設計がいかに柔軟であるかを示している。.

垂木システムの多用途性をさらに際立たせる施工例. 従来の木造軸組工法から現代的なエンジニアリングウッド製品まで、様々な材料と技術を利用することができます。. どの工法も、手頃な価格、環境への配慮、施工の簡単さなど、明確な利点があり、構造の健全性を損なうことなく、建築の創造的な自由を可能にします。.

トピックのビデオ

屋根裏部屋.1 – 計算スキーム、荷重、RSU