板厚方向とは？1分でわかる意味、絞り値、ラメラテア、引張力との関係

この記事の要点

板厚方向とは鋼板の厚み方向を指し、この方向に引張力が作用するとラメラテアと呼ばれる層状割れが生じる危険がある。

この記事では、板厚方向とは何か、引張力とどう関係するのかを整理します。

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板厚方向とは、鋼板の厚み方向を意味します。

通常、板厚方向に特別な性能は期待しませんが、引張力が作用する際など、板厚方向の靭性が必要になります。

今回は板厚方向の意味、絞り値、ラメラテア、引張力との関係について説明します。

板厚とtの関係は下記が参考になります。

板厚方向とは？

板厚方向とは、下図のように鋼板の厚み方向を意味します。

板厚方向

板厚方向に引張力が作用するとき、ラメラテアと呼ばれる破壊が生じます。※ラメラテアについては後述しました。

ラメラテアを防止するため、引張力が作用する板厚にはSN400C又はS490Cの鋼材を利用します。

前述したラメラテアを防止するために、SN400Cには板厚方向の「絞り値」が下記のように規定されています。

・絞り値は25％以上とすること

絞り値の算定法、試験法はjis g 3199で規定されています。jis規格によれば、絞り値は下式で算定できます。

絞り値φ＝(Ao－A)／Ao

φが絞り値、Aoが元の断面積、Aが引張試験後の試験片の断面積です。

絞り値の試験では、試験片は円形の鋼材を使い、これを引張試験します。

引張試験後の鋼材をみると、破断面の円形部分は断面積が小さくなっています（鋼材には伸び能力があるため。

極端に言うと、飴のようにニュ～と伸びる）。

絞り値は大きいほど、良い性能を発揮できます。また破断後の面積Aが小さいほど、絞り値は大きくなりますね。つまり、変形性能がある鋼材ほど絞り値が高いのです。

例えば、引張試験をして元断面積と破断後の断面積が全く同じ材料をイメージしてください（例えばガラスなど）。ガラスは伸び能力がないので、最大耐力を迎えて急に破断します。このような材料は絞り値が期待できません。

板厚方向に引張力が作用するとき、ラメラテアの恐れがあります。ラメラテアとは、板厚方向に剥離破壊する現象です。

ラメラテア

これを防止するために、前述した絞り値の下限値や、S（硫黄）の上限値が規定されています。簡単に言うと、板厚方向も伸び能力のある材料を使う必要があります。建築で使う鋼材では、

・SN400CまたはSN490Cなど

が、耐ラメラテア性能を有した鋼材です。

板厚方向に引張力が作用する部材を下記に整理しました。

ダイアフラムやベースプレートは、応力状態で複雑で引張力が作用する箇所です。引張力が作用する鋼板はC材とするのが基本です。

また、特別な条件で引張力が作用する鋼板や鋼材はC材を使いましょう。

混同しやすい用語

ラメラテア

板厚方向に引張力が作用したとき生じる層状割れのこと。

板厚方向の靭性不足が原因で、板厚方向とは異なる概念だが密接に関連する用語。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では、板厚方向に引張力が作用するとラメラテアが生じること、その防止にSN400CまたはSN490Cを使うことが出題されます。（一級建築士頻出：板厚方向引張によるラメラテア防止にSN400C・SN490Cを使用することが繰り返し出題）

板厚方向を整理した表を示します。