10mmのボルトの固定について

家の柱（巾10cm）に100mのボルトである金具を強く固定したいと思っています。
どのような器具があるのでしょうか。

グリップアンカーというものがあるようですが、これで強く固定できるのでしょうか。
取り付けた金具には人が（勢い良く）ぶらさがったりするような負荷がかかります。

No.12 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2016/08/25 14:15

柱にボルトをねじ込んだからと言って強度に大きな影響はないでしょうが、それでも

＞70kgの大人が3m落下することを想定すると、数100kgの耐荷重が必要です。
　計算根拠がわかりません。
　耐荷重は静荷重ですよ。70kgの重さのものが3m落下したからと言って、数百キロとなるとは限りませんし、それより小さいこともあれば大きいこともある。
　位置エネルギーは、E = mgh = 2058 (kg･m²/s²)
　その時の速度は、(1/2)mv² = 2058 (kg･m²/s²)　より
　　v = √{2*(2058/70)} = 7.67 m/s
これを0.01秒で静止させるためには、
　F = mv/t = 70*7.67/0.01 = 53676N = 5473kgf　約 5.5t ですね。
しかし、0.1秒で停止させるなら、550kgf　数メートルかけて停止させる

　言い換えると、どう停止させるかが問題なのですよ。
せっかく学校で物理習ったのですから、こういう時使わないと寝る

★ カラビナなりを弾力のあるもので連結するとか、停止するまでに時間を稼ぐ別の工夫が必要ということです。
　バッファショックアブソーバーなど・・
　ナイロンザイルは、十分伸びますからある程度は緩和されるとは思いますが・・３mではほとんど役立たないかな。

なお、固定するときは大きな座付プレート( https://www.google.co.jp/search?tbm=isch&q=%E5%B … )をコーチスクリュー４本で固定するのがよいでしょう。

この回答へのお礼

＞計算根拠がわかりません。
ご指摘のとおり、クライミングロープの伸び切るまでの時間が
不明なので、力の計算は出来ません。あなたの計算でも、一桁の巾がありますよね。
（ちなみに、速度を求めるときにm(質量)は計算に不要です。
不要な計算はできるだけしないように高校物理で習いませんでしたか？）

なので、どのように考えたかと言うと、

・クライミングギア（ロープとかカラビナとか）は耐荷重2500kg前後が多い
・それらの耐荷重は、実際のクライミング中に想定される負荷の２～３倍程度に作られている（どこかで読んだ話）。
・なので、実際のクライミング中の負荷は最大1t程度と考えられる。

ここまでは、実際のクライミングの話です。
そこで

・ロープが伸びきるまでの時間を、使う長さに比例すると考えると、高くなるほど力が小さくなり直感と矛盾（高さＮ倍とすると高さの寄与はルートNなので、時間がN倍だと力への寄与はルート1/Nになる。）
・なので直感（高いほど負荷が大きいということ）と矛盾しないためには、延びきるまでの時間については、Nの肩は1/2以下（そうでないと、高さが低いほど力が強い、となって直感と矛盾）。
・なので、ロープが延びきるまでの時間は長さに敏感でないと仮定（長さが数倍になっても、あまり変わらないと仮定）（おそらく力に感度がある）
・高さは、実際のクライミングの数分の1。1/Nとすると、力はルート1/N

これらから、実際のクライミングは落ちるときは最大25m程度と考えて、高さ3mだとオーダーは
数100kg程度と考えました。　（実際のクライミングの3～4割ていど）
ご指摘のとおり、直接の力の計算はできませんので、このように、実際のクライミングとの比較により、相対的に考えました。

「負荷は数100kgなので、それに対応した固定をしたい」が質問です。質問の主題はそこです。
ここでは書ききれないことは他にもありますし、「そもそも論の展開」は勘弁してもらえませんか？

＞バッファショックアブソーバーなど・・
（少なくともカラビナやボルトより）ショックアブソーバは乾燥に弱いですし構造が複雑なものは極力使いたくありません。
「メンテが必要」というリスクを減らすためクライミングの道具は構造がシンプルなものが多いです。

お礼日時：2016/08/27 09:08

No.11 回答者： bathbadya 回答日時： 2016/08/23 21:21

No.9です。

柱は、梁などを支えるために穴が空けられています。
この部分は、強度が半分ぐらいで、地震などではこの部分が壊れます。

１０ｃｍの柱に１ｃｍの穴を空けても、強度は１割しか落ちないので大丈夫と思いがちです。

でも、穴を空けることで柱がたわみやすくなります。
たわみが大きくなることで、梁などを支えるために穴が空けられている部分へのストレスは大きくなります。
耐震基準が強化されて、梁などを支える接合分などに金具での補強が義務づけられている昨今、逆行するような穴あけは無謀だと思うってことです。

ましてや、ここは、個人の質問場所ではなく、不特定多数の方が参考に見に来る場所です。無責任な大工さんの言葉を、無責任に拡散するのはどうかな？　と、感じます。
大丈夫であれば、その根拠を示した方が、親切だと思いますよ。



さてさて、その辺に売ってるM１０のボルトなら１，０００ｋｇｆに耐えます。
衝撃荷重の許容量を１/３としても、３００ｋｇｆに耐えます。
No.5さんの工法で、耐えます。

平ワッシャ、スプリングワッシャは、ゆるみ止めが目的なので意味がありません。
座面陥没は避けられないため…
ゆるみ止めが目的なら、ペンチでネジ山をつぶした方が効果的です。

この回答へのお礼

建築中の様子も見ましたが、柱や梁は穴だらけですよ。
現場をみたことありますか？
電気配線（コンセント、照明、ＴＶ，インターネット、その他の信号線）が家中に張り巡らされていて、
壁の内部の柱や梁を貫通するために、１ｃｍ程度の穴が、おそらく数百箇所開いています。
（本当に無数にあいているんですよ）

（間違えたのか）使わない穴もあるし、その場で空ける箇所を考えている様子で
構造計算して穴の箇所を決めているようにはみえません。

電気工事やさんに話を聞いてみましたが、
「そりゃ穴をあけないにこしたことはないけど、あけないと電気つけられないんで」
ということでした。

いまさら２，３箇所増えてもどうってことない気がしていますが、やっぱり重要ですか？

梁がどれくらい上部かの根拠はわかりません。申し訳ありません。
影響がゼロではないと思います。あけた分だけ弱まるのでしょう。

お礼日時：2016/08/24 01:24

No.10 回答者： muzinekicyou 回答日時： 2016/08/23 21:04

2トンの荷重がその柱の一か所に単純に掛かって、その重力を支えたとすれば＃９さんの言われるように先に家がつぶれます。

その器具の説明も用途も最大荷重の意味もわかります。

しかし、その器具にクライミングの必要最大荷重があるにしても、木造住宅の家の中で何十メートルも上からの落下した耐荷重を想定する意図が見えません。

大工さんも瞬間的なその重力計算まではされていないはずです。
質問者さんにとっては、大変な横槍だったようで・・・　失礼しました。

この回答へのお礼

家の強度は知らないのですが、一般にクライミングの道具は22kN以上です。
木製の壁のクライミングジムもありますし、実際のフィールドでは、太さ10cm以下の木に
固定したりしています。
木は思ったよりも強いです。針は20cm*10cmくらいありますし、大丈夫だと思います。
（少なくともクライミングジムなどよりも頑丈）

また、何10mもの距離（数10階建相当）でなくとも、かなりの衝撃になります。
70kgの大人が3m落下することを想定すると、数100kgの耐荷重が必要です。
繰り返し使うものなので、それの数倍の強度があります。劣化を防ぐためにも余裕を見ています。
（例えば、100kgの耐荷重は99kgの負荷をかけると劣化が早いことが多い）

お礼日時：2016/08/24 01:14

No.9 回答者： bathbadya 回答日時： 2016/08/22 21:47

柱って、屋根を支えている柱ですか？

だとすると、穴を開けるなんて無謀すぎると思います。

気軽に回答を付けてる方も見えますが、無責任すぎますね。

この回答へのお礼

支えているものは屋根だけではなく、いわゆる家の柱です。
穴をあけるのは無謀なのでしょうか？

大工さんには
「１～２ｃｍ程度の穴なんて関係ない。何個かあけるくらいぜんぜん問題ない」
と言われています。

お礼日時：2016/08/22 23:20

No.8 回答者： muzinekicyou 回答日時： 2016/08/22 19:00

板付ナットを考えられてはいかがでしょうか？

https://www.amazon.co.jp/%E5%85%AB%E5%B9%A1%E3%8 …

ボルトナットの関係は3穴程度回し込むだけでも十分荷重に耐えることが出きます。
4つの穴にはコーススレットで柱に止めつけます。
これを使えば瞬間的な垂直荷重、200KGでもに耐えます。

この回答へのお礼

クライミングの道具は、25kN前後が多いです。
人間が勢いよく落ちた場合にも対応するため、
耐加重は2000kg以上は必ずあります。

ですので、金具部分が200kgだと、他の部分は頑丈でも、
そこがボトルネックとなって切れます。

お礼日時：2016/08/22 23:19

No.7 回答者： minollinn 回答日時： 2016/08/22 17:32

木の片側からそこそこしっかりと物を固定する場合に使う品物として「コーチボルト又はコーチスクリュー」があります。

プロでもよく使います。
ぶっちゃけ、木ねじの大げさなヤツで、頭が6角になっていてレンチなどでしっかり回してしめ込みます。
木の材質や、しめ込む深さ、等により、下穴をドリルで開けてやらないと、木が負けて割れたりしてしまいます。
ただし、どの程度の強度（引き抜き方向の力、上下左右にかかる力）がある、という具体的なデータは無いようです。
下穴の径、ねじ込み長さ等でも変わるようです。
柔らかめの木の場合は下穴無しでねじ部がすべて入るくらいをハンマーでたたき込んでからレンチでねじ込む、とか、施工には結構経験的なものが必要です。

その金具に人間がかかわるとか、外れたら大変なことになる、とか、重要な役目なら、貫通穴+ボルト取り付け、がお勧めになります。
あるいは、金具を直接取り付けるのではなく、鉄やステンレスの平板に4個くらい穴をあけて、金具を真ん中に溶接した物を作り、コートボルト4本くらいで止める、などが考えられます。
コーチボルトの例
http://jitukawa.net/moku5.htm
参考になるかもしれないもの
http://www.neji-kyoeiseisakusyo.co.jp/gijutujyou …

この回答へのお礼

参考になります。

確かに、「強いけど、どれくらい強いかは不明」となると
（大げさな言い方をすると）命をあずけるとすると少し不安ですね。

少し考えて見ます。

お礼日時：2016/08/22 23:17

No.6 回答者： gisahan 回答日時： 2016/08/22 11:33

再度、残った手は金具に加工することです。

＝溶接は不可。
非常に硬い（工作しにくい金属でできている）ので、穴明けが難しいかも分かりません。
座となる部分のつばに８～６ｍｍ程度の穴を３か所あけて、別のベースとなる鉄板をねじで確実に止める。
そのベース板を４か所くらい、木ねじの大きなサイズ８ｍｍｘ５０程度で柱に固定する。
前述の裏側のねじが当たるところは、柱をくりぬいておけばよろしい。

こんなところで如何ですか。

この回答へのお礼

加工はちょっと厳しいですね。

クライミングの道具は強度や使い勝手など、研究を重ねたものなので、
想定外の加工や使い方は安全性の観点から、素人が気軽に手を出すと
危険な気がしています。

お礼日時：2016/08/22 13:18

No.5 回答者： 銀鱗 回答日時： 2016/08/22 10:29

それなら「柱を貫通させて反対側をナット締め」が確実です。

http://item.rakuten.co.jp/bluecliff/p36bs/
を想定していたのでしょうか。
目的に適していないことが分かっただけでも良しとすべきでしょう。

釘を打ち付けても良いと思いますが、どの方向に力が加わるかで耐久性が変わります。
よく検討してみてください。

（↓図のボルト/ナット部分にワッシャーが入ってないけど、実際に使うときには平ワッシャとスプリングワッシャを組み合わせて使ってください）

この回答へのお礼

図つきの解説ありがとうございます。

ご指摘の通り、図のような設置が一番望ましいですね。
大工さんと相談してみます。

お礼日時：2016/08/22 13:16

No.4 回答者： gisahan 回答日時： 2016/08/22 10:18

no3です。

　貴案補足読みました。相手は１２ｍｍ丸の穴。
これなら柱に貫通穴、通しボルトで座金とばね座金または戻り止めナットを使い締め上げます。
しかし回転方向を止めることはできません。少しのがたつきはやむを得ないものとします。
材質は軟鋼（普通のボルト）では安心度が低いですから、磨耗点検を時々して取り換えてください。
柱の穴が大きくなってきたら、１サイズ大きなパイプを柱に入れます。（内径はボルトに合わせて）

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
とても助かります。

「貫通穴、通しボルト」ですが、柱は1面しか見えていません。
（裏側は外壁を破壊しないとでてきません）

人間の確保をするので、強度と安全性が求められます。
強く固定するのは厳しいでしょうか。

お礼日時：2016/08/22 10:27

No.3 回答者： gisahan 回答日時： 2016/08/22 07:28

グリップアンカーは全く役に立ちません。

（木材など軟らかい穴の中ではアンカーの先が少しくらい開いてもそれに対抗する力が生まれません）

軸径８ｍｍ位の六角頭を持った木ねじの親方みたいなのを購入して、金物には座金をかませて、柱側には小さめの下穴をあけて、４本以上複数の本数で（深さ５０ｍｍ程度）ねじ込んで止めるのがよろしいでしょう。

様子を見て、増し締めや本数を増やしてください。
（ただし、ねじを６ｃｍ以下に接近させると柱が割れる恐れがありますので、出来ない場合は、柱を貫通穴にしてＭ１０の通しボルトのような形にして下さい。）

この回答へのお礼

グリップアンカーは不適とのことわかりました。

＞４本以上複数の本数
金具の構造上、1本で支える必要があります。

クライミングハンガー
http://item.rakuten.co.jp/bluecliff/p36as/

いいアイディアはありますか？

お礼日時：2016/08/22 09:51