H形鋼のフランジとは？ウェブとの違い・幅・厚さ・覚え方を解説
この記事の要点
H形鋼のフランジは外側の2枚の板で、主に曲げ応力度（引張・圧縮）を負担し、内側のウェブはせん断応力度を負担する。
I形鋼のフランジ内側には傾斜（テーパー）があるのに対し、H形鋼のフランジは内側が平らである点が区別のポイント。
この記事では、H形鋼のフランジとは何かを整理します。
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h形鋼のフランジとは外側の２枚の板です。I形鋼、溝形鋼のフランジともに同様の考え方で、外側の２枚の板がフランジです。
また、フランジに挟まれている内側の１枚の板を「ウェブ」といいます。フランジ幅はフランジの横方向の長さです。
今回は、h形鋼のフランジ、ウェブの意味、h形鋼とI形鋼のフランジの違いについて説明します。フランジ、ウェブの詳細は下記が参考になります。
ウェブとフランジの違いとは？H形鋼のどこか・役割・覚え方を解説
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h形鋼のフランジとは？どの部分、厚さは？
h形鋼のフランジとは、外側の板です。中央（腹）の板をウェブといいます。h形鋼のフランジとウェブを下図に示します。
なお、フランジ、ウェブは英語でflange、webとなり日本語に訳すと下記の意味となります。
- ・flange ⇒ つば、耳。接合のための配管のつば、サッシのつばも、フランジという
- ・web ⇒ 腹板、板と板をつなぐ補強板
h鋼のフランジが必要な理由
さて、h形鋼は鉄骨造の大梁、小梁、柱などに用いられます。梁や柱には曲げ応力度（曲げモーメントにより断面に生じる垂直応力度）が生じます。
部材を曲げると、上側が縮み、下側が伸びる（あるいはその逆）ように変形しますよね。
このとき断面には上側に圧縮応力度、下側には引張応力度が生じています。つまり曲げ応力度とは圧縮応力度と引張応力度が同時に作用する応力度です。
下図をみてください。曲げ応力度は断面の外側で最大値（最小値）をとるため、最大曲げ応力度はh形鋼のフランジ位置に生じます。
よって、h形鋼のフランジは主に引張応力度、圧縮応力度を負担する部分です。
また、せん断応力度の分布を解析するとh形鋼のフランジにはほとんど作用せず、大部分がh形鋼のフランジで生じることがわかります。
よって、h形鋼のウェブはせん断応力度を負担する部分です。なお、h形鋼とI形鋼は似ていますが、H形鋼は板がフラットである一方で、I形鋼はフランジの内側に傾斜が付いています。
I形鋼とH形鋼のフランジの違いは？
H形、I形のフランジの違いは下記の通りです。
- ・I形鋼のフランジ ⇒ フランジ内側は傾斜（テーパー、taper）が付いている
- ・H形鋼のフランジ ⇒ フランジ内側は平ら
混同しやすい用語
ウェブ（web）
H形鋼の中央部（腹板）にある内側1枚の板。
主にせん断応力度を負担する。
フランジは外側の2枚の板で主に曲げ応力度（引張・圧縮）を負担するのに対して、ウェブは内側の1枚の板でせん断応力度を負担する点が異なる。
試験では「どちらが何を負担するか」を正確に問われる。
h形鋼のフランジを整理した表を示します。
| 項目 | フランジ | ウェブ |
|---|---|---|
| 位置 | 外側の2枚の板 | 内側の1枚の板 |
| 負担する応力 | 曲げ応力度（引張・圧縮） | せん断応力度 |
| H形鋼の特徴 | フランジ内側が平ら | フランジに挟まれた腹板 |
まとめ
今回は、h形鋼のフランジについて説明しました。h形鋼のフランジとは外側の２枚の板です。I形鋼、溝形鋼のフランジともに同様の考え方で、外側の２枚の板がフランジです。
また、フランジに挟まれている内側の１枚の板を「ウェブ」といいます。フランジとウェブの違い、h形鋼のウェブの詳細は下記が参考になります。
ウェブとフランジの違いとは？H形鋼のどこか・役割・覚え方を解説
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理解度チェック
H形鋼のフランジとは？
外側の2枚の板で、主に曲げ応力度（引張・圧縮）を負担します（内側のウェブはせん断応力度を負担）。
I形鋼とH形鋼のフランジの違いは？
I形鋼はフランジ内側に傾斜（テーパー）があるのに対し、H形鋼はフランジ内側が平らです。
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- 名前 ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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試験での問われ方｜管理人の一言
一級建築士試験では「H形鋼のフランジは曲げ応力度を、ウェブはせん断応力度を主に負担する」という役割分担が正誤問題で出ます。
また、H形鋼のフランジが平ら（I形鋼はテーパー付き）という違いも確認しておきましょう。
フランジ幅・フランジ厚の意味も併せて整理してください。（一級建築士 頻出：H形鋼フランジ（曲げ応力度担当）とウェブ（せん断応力度担当）の役割分担が繰り返し出題）