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高張力鋼とは?規格・許容応力度と軟鋼との使い分け

この記事の要点

高強度が必要な箇所に高張力鋼を使うと、断面を小さくできる利点があります。

ただしヤング率は軟鋼と同じなので、たわみの改善には寄与しません。

この点を把握していると材料選定の根拠が明確になります。

この記事では、高張力鋼の規格・許容応力度と軟鋼との使い分けを解説します。

この記事では、高張力鋼とは何かを整理します。

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高張力鋼とは、引張強度が490N/m㎡以上の鋼材です。

引張強さ490未満の鋼材を、軟鋼といいます。

今回は高張力鋼の意味、規格、ヤング率、定義について説明します。

なお、一般的に使う軟鋼を普通鋼、特殊な用途に用いる鋼材を特殊鋼といいます。

普通鋼、特殊鋼の意味は、下記が参考になります。

普通鋼とは?1分でわかる意味、種類、特殊鋼との違い、ss400、合金鋼

特殊鋼とは?普通鋼との違いと耐火鋼・高張力鋼の特性


鋼材の種類は、下記が参考になります。

鋼材の種類は?種類一覧・用途と材質の特徴・記号(SS・SN・SM材の違い)

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高張力鋼とは?

高張力鋼とは、引張強度490N/m㎡以上の軟鋼です。

引張強度490N/m㎡未満の鋼材を、軟鋼といいます。

また一般的に使う軟鋼を、普通鋼といいます。

耐火性のある鋼など、特殊な性能を付加された鋼材は特殊鋼です。

※軟鋼の意味は、下記が参考になります。

軟鋼(なんこう)とは?硬鋼との違い・炭素量・引張強さ490N/mm2未満の鋼材


また、引張強度が1000N/m㎡を超える鋼材を、超高張力鋼といいます。


柱や梁部材に、高張力鋼を使うことは少ないですが、一般的に用いる「高力ボルト」は、高張力鋼が用いられます。高力ボルトの意味、特徴は下記が参考になります。

高力ボルトとは?読み方・種類(F10T・S10T)・規格・摩擦接合の特徴

高張力鋼の読み方

高張力鋼の読み方は、「こうちょうりょくこう」です。関係する用語の読み方は下記です。


普通鋼 ⇒ ふつうこう

特殊鋼 ⇒ とくしゅこう

軟鋼 ⇒ なんこう

非調質鋼 ⇒ ひちょうしつこう

調質鋼 ⇒ ちょうしつこう


※普通鋼、特殊鋼の意味は、下記が参考になります。

普通鋼とは?1分でわかる意味、種類、特殊鋼との違い、ss400、合金鋼

特殊鋼とは?普通鋼との違いと耐火鋼・高張力鋼の特性


上記と併せて、調質鋼、非調質鋼の意味も覚えてくださいね。

高張力鋼の定義

高張力鋼の定義は下記です。


引張強度が490以上1000N/m㎡未満の軟鋼

高張力鋼の規格

高張力鋼の規格を下記に示します。一般鋼に比べて、降伏点、引張強度共に高いことがわかりますね。

高張力鋼の化学成分

高張力鋼の引張強度、降伏点

一般的な鋼材の引張強度、降伏点は下記が参考になります。

引張強さの求め方・単位・降伏点との違い【鋼材データ付き】

降伏点とは?1分でわかる意味、求め方、SS400の値、単位、引張強さ

高張力鋼のヤング率

高張力鋼のヤング率は


2.05×105 N/m㎡


です。鋼のヤング率は、材種の違いが無いです。※ヤング率の意味は、下記が参考になります。

ヤング係数(弾性係数)とは?求め方と公式、単位、材料ごとの値【図解】

混同しやすい用語

軟鋼

軟鋼は引張強度490N/mm2未満の一般的な構造用鋼材で、高張力鋼と区別される。

ただし両者のヤング率は同じ2.05×10^5N/mm2であり、材質変更で剛性は変わらない。

試験での問われ方|管理人の一言

高張力鋼のヤング率は材質に関わらず一定(2.05×10^5N/mm2)という点が試験頻出。

高張力鋼に替えてもたわみは変わらないことを覚えておこう。(一級建築士 頻出:高張力鋼のヤング率は鋼材の材質に関わらず一定(2.05×10^5N/mm2)のためたわみが変わらないことが繰り返し出題)

高張力鋼と軟鋼の違いを整理した表を示します。

項目高張力鋼軟鋼
引張強度490N/mm2以上1000N/mm2未満490N/mm2未満
ヤング率2.05×10^5N/mm22.05×10^5N/mm2(同値)
主な用途高力ボルトなど柱・梁の一般部材

まとめ

今回は高張力鋼について説明しました。

意味が理解頂けたと思います。

高張力鋼は、引張強度が490N/m㎡以上を超える鋼材です。

1000N/m㎡を超える鋼材を、超高張力鋼といいます。

高張力鋼と普通鋼、特殊鋼の意味も併せて理解したいですね。

特に、普通鋼の種類も覚えましょう。

下記が参考になります。

普通鋼とは?1分でわかる意味、種類、特殊鋼との違い、ss400、合金鋼

特殊鋼とは?普通鋼との違いと耐火鋼・高張力鋼の特性

鋼材の種類は?種類一覧・用途と材質の特徴・記号(SS・SN・SM材の違い)

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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