ロフトの階段

互い違い階段の強度を実験で再確認します。

ロフト の階段の強度試験実施

ロフト付きロフトの階段小さくてコンパクトです。小さくまとまっているので乗っても大丈夫かという心配をお持ちの方もあると思います。見かけよりも頑丈なことを実験で確かめます。

ロフトの階段VX-type強度試験

三角状の段の強度を調べる。破壊するまで至っていない。

載荷試験に用いるロフトの階段

実験に用いるのはVX-typeタイプの階段で試験用に製作したものです。ロフトの手すりを付けるための穴が開いている段を使います。取付穴がない段は取り付け用のアングルが短いために他のものより強度は劣ります。

ロフトの階段の載荷試験の実験道具

• 1tのチェーブロック　　3.5m吊りのため自重が40kgちかくある。
• 載荷用の荷重に用いる軽トラック　　自重は車検表によれば700kgあるが後輪のみ持ち上げるため300kg程度と推定されます。（エンジンが座席下にあるため少し前の方が多いと考えます。）
• 吊り用の鎖　補助の木材
• 荷重用の社員2名　120kg　

ロフトの階段の載荷試験の実験方法

実験用に作ったロフトの階段VX-typeの一方を梁に立てかけ動かないように固定する。段に鎖を巻き付けそれにチェーブロックを掛ける。車の後輪のバネに丸太を渡し、それに鎖を掛けてチェーブロックに引っ掛ける。チェーブロックを徐々に引き上げ車の後輪が地面より離れるまで巻き上げる。その後社員2名が車の後部に乗りこむ。
その間互い違い階段に問題がないかどうか観察する。

30分吊り上げた後下ろし実験用VX-typeを分解し変形がないか細かに観察する。

ロフトの階段の載荷試験の結果
試験体に460kgを30分間吊り下げてもロフトの互い違い階段には異常はありません。
分解して調べたがねじ穴やねじに変形を認めない。




ロフトの互い違い階段のVX-typeから鎖とチェーブロックで自動車をぶら下げている様子

段の詳細　横のパイプは手すりを取り付けるためのものです。取付アングルとは片側2本のビスで取り付けています。
ビス穴の広がりもありません。
段板には吊るために用いた鎖の跡が付いています。

取り外して見ているところです。変形はありません。

取付面ですがねじ穴に変形穴に変形がありません。

取付に用いたねじ　曲がりがありません。

ロフトの階段LX-typeの強度試験

互い違い階段は省スペースにするため
軽く作っています。
ビームについては
強度計算で安全を確かめていますが
段の取付部分については
概ねの強度しかわかっていなかったので
その強度を実験で明らかにします。

ロフトの階段LX-typeの被試験体の概要

互い違い階段LX-typeの
1段のみを製作する。
ビームはアルミです。
詳細は図のようです。

実験の手順

被試験体が
立つように
補助材をアルミビームに取り付ける。

補助材を取り付けた
被試験体を
水平に置く。
被試験体の上に
90cm角の合板を置く。
フォークリフト載せた
パレットの上に
25kgのセメント袋を載せる。
セメント袋は1段目2段目
7袋ずつ（セメント袋をパレットに隙間なく載せる数量です。）
3段目4段目は
3袋ずつ載せる。
パレットと被試験体の中心に合わせて
被試験体にゆっくりと下ろす。
パレットから
フォークリフトを抜いて
10分間放置した後
またフォークリフトで
パレットをのぞいた後
被試験体の状態を
調べる。

ロフトの階段LX-typeの強度試験の結果

載せた荷重は
25kg×20袋＋パレット荷重＝500kg以上
である。
被試験体は変化ありません。

載せた状態

ロフトの階段LX-typeの強度試験の考察

段板とビームの取付部分は
1段で
500kg以上に耐える。
4カ所の接合部には
均等に荷重がかかっていると考えられるので
1カ所あたり
500kg÷4＝125kg
です。

互い違い階段LX-typeは 通常の使用では 安全であることが確認できました。

予試験では
ビス1本あたり
260kgの強度があることが確認されていますので
12本で支えられているから
破壊強度は3t程度ではないかと推測しています。

互い違い階段は意匠登録済み登録商標です。

ロフトの階段YX-Typeの強度試験

かねてより制作中の
YX-Typeの互い違い階段の
強度試験しました。

部材ではなく
全形ですので
かなり大きなものです。

てこ式の
載荷試験器を
構成しました。

供試体
階高2.9m程度の互い違い階段
YX-Typeの部分

実験結果

荷重　　計測たわみ　　計算上のたわみ
163kg    2.0cm         1.4cm
300kg    2.3cm         1.9cm
419kg    3.2cm         3.4cm

載荷後の変形
明らかな変形は認めない。

載荷試験方法

高さが3mありますので
通常の
載荷試験器では
試験ができません。

もちろん
通常の載荷試験器も
小社は持っておりませんが、
強度を確認する事は
必要ですから
少し考えてみました。

そこで思いついたのが
テコ式の
載荷試験器です。

写真で示せば
こんな風です。

またまた
わかりづらい写真ですが、
左側に階段が立てかけてあり
その中央より少し上の部分に
段があって
そこに金具で
載荷されています。

その下にチェーンブロックが下がっており
テコの作用点につながっています。

左端の台の上が
支点で上に支保工が支えています。

右端が
力点で
ブロックが荷重として
のっています。

こんな感じで
作用点に
400kg超の荷重をかけましたが
塑性変形は見られませんでした。

ロフトくんの載荷試験

互い違い階段で一番軽いロフトくんは華奢に見えますが充分な強度があります。

ロフトくんの荷重試験

ロフトくんの荷重試験を行いました。 充分な強度があると思います。

ロフトくんの衝撃試験

階段ですので 上から飛び降りる可能性も あるかもしれません。