垂木は桁に載せる部分は隙間がなくても棟板側で隙間がでることがあります。上からの荷重に対する強度を考えると、棟板側の隙間はない方が良いので、桁側の隙間はある程度妥協して棟板側を隙間なく取り付けるようにしました。
西側の垂木をすべて取り付けました。
Apple, Photography, Stargazing, DIY, "Garage Life", F1, Fly Fishing
垂木は桁に載せる部分は隙間がなくても棟板側で隙間がでることがあります。上からの荷重に対する強度を考えると、棟板側の隙間はない方が良いので、桁側の隙間はある程度妥協して棟板側を隙間なく取り付けるようにしました。
西側の垂木をすべて取り付けました。
左右(南北)に渡した垂木が積雪時に開かないようにするための短い梁を取り付けます。6フィートの2×4材を用意しましたが、長さ1,830mmのままでは単独作業で取り付けるには無理があるので、半分の長さに切断してから取り付けることにしました。
半分の長さ(915mm)なら片方の手で取り付ける材を押さえながらインパクトドライバーを持ったもう片方の手でビスを斜め打ちできます。
屋根勾配の20ºで切断するには卓上スライド丸鋸に切断する材を縦置きしなければなりません。1x4の端材でテンプレートを作製しました。
垂木には二種類の長さのコーススレッドビス4本で留めています。
垂木の取り付け作業を続行します。単独で作業しやすいように、棟板に一時的に受け材を取り付けています。
在来工法の場合は通常、軒桁と母屋に垂木を受ける切り欠きを入れますが、トラス組みの場合は垂木自体に切り欠きを入れます。どちらの工法にも長所短所がありそうです。垂木に切り欠きを入れるトラス組みの場合は切り欠き部分の位置と寸法、角度において高い精度が要求されます。切り欠きの位置や寸法が5mmずれていると5mmの隙間ができてしまいます。水平方向で調整できますが、上下方向では調整不可能です。在来工法の場合は上下方向では調整可能ですが、水平方向では調整しづらいと思います。
垂木の取り付け位置は等間隔である必要はないので、羽子板ボルトが干渉する部分は東側にずらしました。
垂木の刻みと取り付け作業の難易度:5段階で5
垂木の切断方法をわかりやすく解説した動画を見つけたのでリンクを張っておきます。建築関連用語の説明もされているので非常に参考になります。
blocklayer.comで作成した垂木の図面をプリントアウトし、これを元に木材を切断します。
業務用卓上丸ノコにも角度を示す目盛りが刻んであるので、屋根勾配の20º(およそ4寸勾配)に合わせて、垂木の両端を切断。
垂木には細長いウッドデッキの桧床材を取り外して再利用します。
基準となる北西側から垂木を取り付けました。
棟板を支える小屋束は撤去しないように変更したので、方杖を取り付けて垂直を調整しました。
西側の垂木を棟板と桁の間に渡すと屋根の全体像が想像できるようになりました。ここから先は図面を作成した人の嗜好が顕著に現れます。
朝起きたらパーゴラカーポート建築中の敷地内に3メートルを超える長さの太い木材が3本と袋に入った端材がこんな風に置いてありました。 季節外れのサンタクロースは、ご近所の建築設計事務所社長さんのようです。この前も端材をいただきました。薪として使ってくださいということですが、燃やしてしまっては勿体ないので、リサイクル材として使用できそうなものは保管しておきます。
トラス組みが主体となる第二期工事に着手しました。梁A、Bと梁Cの中央に棟板(Ridge Board)を載せるための小屋束を立てました。トラス組みにおいて、小屋束は構造材ではないのでトラスの取り付けが終われば撤去する予定でしたが、建築設計事務所社長さんの助言に従い、撤去しないことにしました。
小屋束はウッドデッキの根太に使用していた加圧注入材を2×4のサイズに加工し、2枚のSPF 1×4材で挟んであります。上部は、単独作業でも3メートルの棟板が載せられるように工夫してあります。
棟板は西側のみ取り付けました。スカーフジョイントで継いであります。
棟板の位置が最も高くなり、地面からおよそ3.1メートルとなります。この高さならキッチンの陽当たりにはそれほど影響しないと思います。
屋根勾配を25ºから20ºに変更し、トラスの形状も大幅に見直しました。図面はこれまで通り、iWork Numbersで作成していますが、トラス組みの部分もこのまま使い慣れたNumbersで何とかなりそう。
屋根形状は伝統的な切妻を採用します。積雪対策を考えると、母屋の方を高くした片流れであれば、母屋の屋根から落下した雪を道路側に落とすことができます。また、施工も容易です。「木製カーポート」をキーワードにGoogleで画像検索すれば、プロが施工したものも含めて8割近くが片流れ屋根のカーポートがヒットします。「カーポート=片流れ屋根」という固定観念があるのでしょうか。
片流れ屋根のカーポートは切妻屋根と比べて施工が容易であるという利点がありますが、高い方が母屋に接していない場合は、そこから雨風が入りやすくなるという短所もあります。また、母屋の採光面で不利になることもあります。
偏屈な私は敢えて施工難易度が高く、木製カーポートとしては日本では珍しい切妻屋根を採用します。英語で”Wood Carport”をキーワードに画像検索したら切妻屋根(Gable Roof)はそれほど珍しくはなく、どちらかといえば一般的な屋根形状であることがわかります。
トラス組みの屋根も千差万別で、棟板(Ridge Board)があるもの、ないものがあります。当初は6メートルの長い棟板が用意できないので、棟板なしのものを考えていました。
長い材が用意できないのであれば、複数の短い材を継げば良いと考えるようになり、Scarf Jointで棟板を継ぐ練習をしました。込み栓をどのようにして取り付けるのかわかりませんが、複数の長めのコーススレッドビスを斜め打ちすれば固定できそうです。棟板は左右から垂木に挟まれるようにして宙に浮いているような形状になります。上からの荷重はほとんどない非構造材なので接続部分の強度が問題となることはないだろうと思います。(棟木Ridge Beamは構造材です。)
棟板ありとなしとで大きく異なるのは施工方法です。棟板なしであれば、地上でトラスを組み立ててから持ち上げることが可能ですが、一人で作業する場合はかなり困難。棟板ありだと、一時的に支柱で棟板を支えておいて、垂木を一本ずつ取り付けることができます。これなら単独作業で何とかなりそうです。
桁Dと梁Dに方杖と「ないよりまし火打ち」を取り付けました。
柱や桁に用いている同じ90mm角の杉材を使って方杖を製作するにはボルト用の穴を貫通させて正しい位置に45ºの傾斜角度で鑿で座掘りしなければなりません。鑿の刃を研いだら切断面が綺麗になりました。
方杖の製作にようやく慣れた頃に方杖の製作は終了。一本目を製作するのに半日ほど要していたのが、今では小一時間で製作できるようになりました。
「ないよりまし火打ち」は4本のコーススレッドで桁と梁に固定。
構造材ではない柱Dを除き、6本のすべての柱に方杖を取り付けると、見た目も含めて強度が増しました。仮筋交いは撤去しました。この後、東の方もキシラデコール(ビニー)で塗装して第一期工期を完了しました。
第一期工事では沓石(束石)を設置し、柱を立てて、桁と梁を載せ、方杖と火打ちで補強する作業を実施しました。第二期工事では屋根のトラス組みを実施する予定です。
7本目となる最後の柱Gに桁Dと梁Dを取り付けました。
梁Dは縦挽きした材の一部であり、大きく捻れていたので取り付けには苦労しました。
なんとか水平は一発で出したものの、柱Cと柱Gの切り欠き部分には容易に収まらず、腰高羽子板ボルトを締め付けることにより、調整しました。
梁Dは中央部分が膨らむような向きで取り付けました。
7本目となる最後の柱Gを立てます。柱Gはコーナー部分の柱となるので、枘加工が必要。
枘の部分に腰高羽子板ボルトを貫通させるとこんな感じになり、込み栓としても機能するのではないかと期待しています。
桁Dに空けた枘穴は、調整可能なように長辺方向で少しゆとりを持たせてあります。
柱Gに干渉するキンモクセイの枝は剪定しました。
柱Fと桁Cの間に方杖を取り付け中。日差しが強い日はIKEAで買った麦わら帽子が活躍しますが、鍔の部分が邪魔になることもあります。
この後、一気に梁Cの南北両側にも方杖を取り付けました。火打ちも取り付けることにしました。macOSに標準で付属するスーパー大辞林によると、火打ちとは「土台や梁など、材木が水平に直行している部分のゆがみをなくすために斜めに架ける補強材」です。
梁と桁が段違いになっている構造なので、火打ちの取り付け方法にはちょっとした工夫が必要でした。
下から見るとこんな感じ。火打ち材としては桧の40x90mmの角材を45度の角度で切断して使用しました。
水平方向の歪み補強に効果があるのかどうか不明なので、これは「ないよりはまし火打ち」であり、デザイン性を重視しています。
次回は最後の柱Gを道路側に立てて、梁Dを柱Cとの間に渡します。
柱Eと梁Bの間にも方杖を取り付けました。
続けて柱Eと桁Cの間にも方杖を取り付けました。方杖は刻み作業に多くの時間を費やしますが、取り付けは比較的簡単です。下の方に2×4端材を一時的に取り付ければ作業しやすくなります。
取り付け精度は誤差1mm未満。
この部分はボルトが交差するので意図して段違いにしてあります。杉材の木目が綺麗なのでこのまま無塗装にしたいところですが、雨水に濡れるとすぐに黒カビが生えるのでキシラデコールで塗装します。
柱Aと梁Aの間に方杖を取り付けます。方杖製作時は方杖自体に二つの穴と柱と梁にそれぞれ一つの穴を開ける必要があります。ボルトの径(12mm)に合わせて、使用するドリルビットは13mm。インパクトドライバーで大きな穴ばかり空けていると、バッテリーの消耗が激しくなり、穴空け作業中にバッテリーが切れることもあります。予備バッテリーは常時、充電しておかなければなりません。
方杖を取り付けるのは久しぶりなので、思いの外、時間を要しました。
ついでに腰高羽子板ボルトを梁Aの上側にも取り付けました。梁の上下から挟むようにして柱Aと桁Aに固定するものですが、当初の計画では柱に固定する下側のみでした。
予定を変更したついでに桁に取り付けた腰高羽子板ボルトの写真を撮影していて、ある重要なことに気付きました。この部分は枘組みを施してあり、枘の上の方をボルトが貫通したことになります。径12mmのボルトで込み栓をしたことと同じなので、接合部の強度は下がるどころか逆に上がっているだろうから、このままにしておきます。
腰高羽子板ボルトはやはり上下から挟み込むようにして取り付けた方がより安定すると思います。
梁Cを柱Bと柱Fの間に渡したら柱Fが南側(道路側)に少し傾いてしまった問題を修正します。原因の一つは2本の柱の幅がそれぞれ1~2mmほど図面よりも大きかったことなので、梁Cの長さを南側で5mmほど切断して短くしました。
2×4端材を柱Bと柱Fの切り欠き部分のすぐ下に一時的に取り付けてから、5mmほど短くした梁Cを2本の柱の間に渡して柱Fの垂直を確認しました。しかし、まだ少し南側に傾いている。原因は予想した通り、一つではない。柱Bの垂直を確認すると、南北方向で若干、傾きがありました。
ウッドデッキに固定しているこの角材を取り外しておよそ2mm、短くして柱Bの垂直を出しました。それでも柱Fは道路方向に少し傾いている。3つ目の原因が不明な状態で、梁Cを今度は北側でさらに5mmほど切断。
再度、梁Cを柱Bと柱Fの間に渡してみると、ようやく南北方向の傾きが解消されていることを確認しました。
梁C自体が大きく捻れていることも柱の垂直出しに苦労した原因かもしれません。中央部が凹んでいたので、上下逆に取り付けました。
3つ目の原因が判明しました。柱Fの沓石が5mmほど北寄りになっていたことです。これは今から修正不可能なので、梁の長さで調整する今回の方法で解決したことにします。
独立基礎で土台がなく、水平は数少ない柱の高さで調整する木製カーポートの建築はひょっとして家を建てるよりも難易度が高いのではないかと思います。三方に壁がある2×4ガレージよりは確実に難しい。ご近所の設計会社社長さんが「手に負えなくなったらいつでも言ってください。」という言葉の真意がよく理解できます。
12×65の六角コーチスクリューを柱A、B、D、Eに取り付けました。10.5mmのドリルビットで下穴を30mmほど空けてから、スクリューをハンマーで叩き込み、19mmのスパナで締め付けました。
これまではシンプソンのビスで仮固定でした。コーチスクリューで締め付けるとより安定します。
梁CはPart 19で縦挽きし、長さ3,200mmに加工した材を使用します。左右(南北)の桁の上に一時的に載せて水平を確認し、どのようにして柱Bと柱Fに掘った切り欠き部分に載せるのか思案中。中央部分に南北に渡す梁は当初の図面にはなかったものです。屋根は在来工法の小屋組ではなく、トラスを組む予定なので、左右(南北)に開こうとする斜め上からの力を食い止める目的で、この部分に梁を渡すことにしました。
柱Bに深さ20mmの切り欠きを入れ、梁の長さを3,060mmになるように切断し、(上の画像には写っていませんが)2×4の端材を柱の切り欠き部分の下に仮留めしました。桁の上に載せた梁を2×4端材の上に降ろし、外側から柱をハンマーで叩いて切り欠き部分に入れました。一人でこの作業ができなければ、トラスを桁の上に持ち上げることは不可能です。
作業スペースを確保するために車を少し、移動させました。
腰高羽子板ボルトを取り付けて、
道路側の柱Fの垂直を確認すると、上の方で5~10mmほど道路側に傾いていることがわかりました。図面通りに木材を刻んだにも関わらず垂直が出ない原因は何だろう。
腰高羽子板ボルトを固定するボルトが、外側から力任せに締めたので傾いています。柱Fが道路側に傾いた原因の一つは恐らく、90mm角であるはずの柱Bと柱Fが実際には92mmほどあり、その誤差を考慮せずに梁Cを図面通りに切断したことだと思います。この傾きを修正するには梁Cの長さを5~10mm、短くすれば良い。腰高羽子板ボルトの取り付け位置も内側に5~10mm、移動させなければなりません。
台風3号が接近する前に桁Cを柱Eと柱Fの間に渡します。桁Cは桁Dと相欠きで継ぐので刻み作業が必要です。重なる部分は50mm。丸ノコと鑿で不要な部分を切り落とし、表面を鉋で仕上げています。逆側は枘穴を掘りました。
急いで刻み作業を行い、二本の柱の上に載せたので画像がいつもより少なくなりました。桁Cは一発で水平が出てます。
雨が降るまでに羽子板ボルトも取り付けることができました。
3メートルの桁Cを一人で柱の上に載せるにはちょっとした工夫が必要。柱Fに板の端材を二枚取り付けて、桁が落下しないようにしています。
柱Eとは枘組みしてあります。桁Cを柱Eと柱Fの間に渡す作業の精度は誤差1mmを達成しました。
台風の影響か、はげしい雨が降りましたがすぐに止みました。