h形鋼の強軸はどの方向？縦使いと横使いの関係、h形鋼の強軸と弱軸の断面二次モーメントの違い

この記事の要点

h形鋼の強軸は、ローマ字のIの形に配置したときの縦方向（y軸）です。大梁・小梁は強軸を鉛直荷重方向に向ける「縦使い」が基本で、弱軸方向の断面二次モーメントは強軸の約1/10になります。

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h形鋼の強軸の方向は、h形鋼をローマ字のIの形に配置したときの縦方向です。強軸とは断面二次モーメントなどの断面性能が大きくなる軸です。逆に、断面性能が小さくなる軸を弱軸といいます。弱軸は一般にh形鋼の強軸を90度回転させた軸です。h形鋼の強軸と弱軸がどの方向か判断するには、h形鋼のx軸、y軸を基準に「どちらが曲げにくいか、あるいは、曲げやすいか」考えます。

ある軸を基準にh形鋼を曲げるとき曲げにくくなれば、その軸は強軸といえます。さらに、h形鋼の強軸を基準に曲げモーメントが作用する場合、言い換えれば、h形鋼の部材には縦方向に荷重が作用するので、h形鋼の強軸は下図に示す縦方向を表します。逆に、h形鋼の弱軸方向は横方向です。

h形鋼の強軸

以上より、建築の実務ではh形鋼を配置するとき「縦使い」「横使い」という言い方をします。縦使いは下図に示す配置です。床荷重を支える大梁、小梁はh形鋼を縦使いで配置します。なぜなら、床荷重は鉛直下向き（縦方向）に作用するため、荷重に対してh形鋼の強軸が向くようにします。

h形鋼の縦使い

一方、横使いは下図のように配置します。風荷重は水平方向に作用するので、耐風梁は横使いに配置し、水平力に対してh形鋼の強軸が向くようにします。

h形鋼の強軸の横使い

なお、h形鋼の強軸と弱軸の断面二次モーメントを比較すると、たとえば、細幅h形鋼の場合では強軸の断面二次モーメントに比べて、弱軸の断面二次モーメントは1/10も小さくなります。

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混同しやすい用語

弱軸

弱軸とは断面二次モーメントが小さくなる軸で、h形鋼では強軸を90度回転させた横方向（x軸）です。

弱軸方向は曲げに弱いため耐風梁などの水平力方向には用いますが、鉛直荷重を受ける大梁には強軸を使うのに対して、弱軸方向に配置する場合はブレースで補剛するのが一般的です。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では「大梁は強軸（縦使い）、耐風梁は横使い」という配置ルールと、強軸・弱軸の断面二次モーメントの大小関係が問われます。

h形鋼の強軸を整理した表を示します。

項目	強軸	弱軸
方向	縦方向（y軸）	横方向（x軸）
断面二次モーメント	大きい	強軸の約1/10
主な用途	大梁・小梁（縦使い）	耐風梁（横使い）