鉄骨造(重量鉄骨造/軽量鉄骨造)

鉄骨構造(てっこつこうぞう)とは、建築物の躯体に鉄製や鋼製の部材を用いる建築の構造のこと。鉄骨造、S造、S構造とも呼ばれる。また、近年ではほとんど鋼材を用いるので、鋼構造と呼びかえることも少なくない。特に断りがなく鉄骨構造という場合、一般的には重量鉄骨ラーメン構造を指す。
鉄骨構造は大きく三種類に分けられ、木造軸組工法と同様に柱、梁、筋交いを利用したブレース構造、柱と梁を完全に固定(剛接合)して筋交いを不要としたラーメン構造、小さな三角形を多数組み合わせたトラス構造がある。

<厚さによる分類>
・重量鉄骨 - 厚さが6mmを超える鋼材
製鋼所で熱間圧延加工により製造される。主としてラーメン構造、トラス構造に用いられる。
・軽量鉄骨 - 厚さが6mm以下の鋼材
重量鉄骨と同様に熱間圧延加工により製造される場合もあるが、多くは鋼板を冷間圧延加工して製造される。主としてブレース構造に利用される。

<製鋼工程による分類>
・高炉材 - 鉄鉱石を原料に製鋼された材料を示す。工程に高炉を用いるためこのように呼ばれる。高炉材は不純物混入をコントロールしやすいため、溶接性や塑性変形能力に優れた鋼材を作りやすい。このため、鉄骨構造の主要架構には高炉材を用いることが多い。
・電炉材 - スクラップ鉄を原料に製鋼された材料を示す。工程で、スクラップ鉄を溶かす際に電気炉を用いるからこのように呼ばれる。高炉材に比べて製鋼に必要なエネルギーが少なく、コストも安い利点がある。しかし、不純物の蓄積(トラップエレメント)の問題があるため、高炉材と比較すると塑性変形能力が小さく、脆い破壊を示しやすい。小型形鋼や異形鉄筋のほとんどは電炉材である。

<断面形状による分類>
鋼材は引っ張り強度は高いが、曲げや圧縮の強度はそれに比べて低いので、様々な断面形状に加工され強度を高める工夫がされている。できるだけ中央から遠い位置に断面を集中させ、想定する方向への曲げに対して断面二次モーメントが大きくなるよう設計されている。
・H形鋼 - 断面がアルファベットのHに似た形状の鋼材。引っ張り、曲げ、圧縮のいずれの応力にもよく耐え、極めてバランスの良い鋼材であるので最も多用されている。
・角形鋼管 - 断面がボックス状(箱形)になった鋼材を示す。X-Y方向で同等の断面性能を示すため、柱材としてよく用いられる。閉鎖断面のため、曲げ捩れ変形(横座屈)や局部座屈に対して強い特徴がある。
・円形鋼管 - 断面が円形になった鋼材を示す。方向によらず断面性能が一定のため、角形鋼管と同様に柱材によく用いられる。
・山形鋼(アングル) - アルファベットのLに似た断面の鋼材。
・溝形鋼(チャンネル) - 断面が片仮名のコの字に似た形状の鋼材。
・リップ溝形鋼(リップドチャンネル、C形鋼) - 溝形鋼の開口部を内側に少し折り込んでアルファベットのCを四角く押しつぶしたような形状の断面を持つ鋼材。板厚が薄いので軽量鉄骨に多用されている。

> トップへ戻る