鉄骨構造
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。
鋼材の種類
厚さによる分類
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- 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。
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- 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。
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。
- 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。
- 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。
特徴
長所
- 木材に比べ強度が高く、鉄筋コンクリートに比べ単位重量が軽いことから長い梁に利用でき、柱のスパンが広く、柱の本数も少なくてすむ。
- ラーメン構造の場合は耐力壁が不要なので間取りの自由度が高く、リフォームも容易である。
- ただし、H形鋼の柱は弱軸方向に筋違いを配置する必要がある。
- 重量鉄骨ラーメン構造では鉄骨は工場生産され、現地では組立作業のみとなるので、
- 建物の品質が作業員の熟練度に左右されない。
- トラス構造の場合、構造的な安定度が極めて高いので、
- 体育館の屋根や鉄橋など、他の構造では不可能な長大スパンを実現できる。
- 材質が均一である。工期が短い。
短所
- 構造材が不燃物なので火事に強いと誤解されるが、鉄骨は摂氏550度程度で急激に強度が失われるので、
- 消火に手間取ると一気に建物が倒壊する危険性を持っている。
- 木造は火事に弱いと考えられているが、火で焼かれても柱の表面が炭化するのみで内部まで完全に燃えるには長時間かかるので、
- 短時間に建物全体が崩壊するというケースは少ない。このため鋼材には耐火被覆を施すのが一般的である。
関連項目
- 木構造
- 鉄筋コンクリート構造
- 鉄骨鉄筋コンクリート構造
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