許容曲げ応力度とは？1分でわかる意味、fbの計算式、ss400の値

この記事の要点

許容曲げ応力度とは部材が許容できる曲げ応力度で、横座屈の影響により低減される場合がある。

Fb1式・Fb2式の2式で計算し、大きい方の値を採用できる。

この記事では、許容曲げ応力度とは何か、許容曲げ応力度はどう計算するのかを整理します。

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許容曲げ応力度とは、部材が許容できる曲げ応力度です。

鋼材の許容応力度の１つです。

曲げ応力度とは、曲げモーメントによる応力度です。

梁や柱など主要部材には、曲げモーメントが作用するので、ぜひ理解してください。

今回は許容曲げ応力度の意味、fbの計算式、ss400の値について説明します。

※今回の記事は、曲げモーメント、曲げ応力度の記事を読むとスムーズに理解できます。

曲げ応力とは？1分でわかる意味、公式と演習問題、単位、曲げ応力度

梁の曲げ応力度の計算と誘導方法｜公式の意味と建築設計への応用

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許容曲げ応力度とは？

許容曲げ応力度とは、部材が許容できる曲げ応力度です。建築基準法では、許容曲げ応力度は下式で計算します。

長期許容曲げ応力度　Ｆ／1.5

短期許容曲げ応力度　Ｆ

※曲げ応力度とは、曲げモーメントによる応力度ですね。曲げ応力度は下式で計算します。

σｂ＝Ｍ／Ｚ

σｂは曲げ応力度、Ｍは曲げモーメント、Ｚは断面係数です。※曲げ応力度は下式が参考になります。

梁の曲げ応力度の計算と誘導方法｜公式の意味と建築設計への応用

許容曲げ応力度は、鋼材に規定される許容応力度の１つです。

鋼材は、座屈しやすい材料です。

特に梁は、Ｈ形鋼を使うことが多いですが、「横座屈」が生じやすいです。

よって許容曲げ応力度は、横座屈による低減が必要です。

横補剛が少ないと、Ｆ／1.5未満の許容曲げ応力度になります。

※横座屈の意味は下記の記事が参考になります。

横座屈とは？3分でわかる意味と、許容曲げ応力度の関係

横補剛材の設計

許容曲げ応力度fbの計算式

許容曲げ応力度fbの計算式は、下式の大きい方を採用できます。ただし、本式は旧規準式です。旧式は手計算で求められるので、実務でよく使います。逆に、新式は手計算レベルでは計算できません。

Fb1＝1－0.4{ (lb/i)^2／ＣΛ^2}

Fb2＝89000／(lbh／Af)

Fb1、Fb2は許容曲げ応力度、lbは部材の座屈長さ、iは断面二次半径、Ｃは許容曲げ応力度の補正係数、Λ＝√(π^2E／0.6F)です。Hは梁せい、Afはフランジの断面積です（Af＝tw×Ｂ）。

特に、Ｆｂ2式は、部材の長さ、梁せい、梁幅、フランジ厚がわかれば計算可能です。簡便なので、Fb2式を良く使います。是非、覚えて頂きたい式です。

許容曲げ応力度の新式は、下記の書籍が参考になります。

鋼構造設計規準―許容応力度設計法

Ss400の許容曲げ応力度

許容曲げ応力度は、Ｆ値が関係する場合があります。前述したFb1式は、材料のＦ値が必要です。Ss400のＦ値は235ですね。Ss490は、Ｆ値が325です。各材料のＦ値を間違えないよう注意してください。

なお、Fb2式で許容曲げ応力度を計算するなら、材質は関係ないです。実務では、Fb1式は計算せずに、Fb2で許容曲げ応力度を決めることも多いです。このとき、ss400、ss490に限らず同じ値です。

混同しやすい用語

曲げ応力度

曲げモーメントによって生じる応力度（σb＝M/Z）。

許容曲げ応力度とは、その上限値として設定されるものである。

許容せん断応力度

部材に生じるせん断応力度の許容上限値。

許容曲げ応力度とは異なり、F/√3で規定される。

試験での問われ方｜管理人の一言

試験では、横座屈が生じると許容曲げ応力度がF/1.5より小さくなること、横補剛間隔が小さいほど許容曲げ応力度が大きくなる点が問われやすい。（一級建築士頻出：横座屈が生じると許容曲げ応力度がF/1.5より小さくなること・横補剛間隔が小さいほど許容曲げ応力度が大きくなることが繰り返し出題）

許容曲げ応力度に関する重要ポイントを下表にまとめました。

許容曲げ応力度：比較まとめ
項目	内容	備考
基本値（Fb1）	横座屈なし：Fb = F/1.5（長期）	横補剛が十分な場合
低減値（Fb2）	横座屈の影響で Fb1 より小さくなる	横補剛間隔が大きいほど低下
採用方法	Fb1・Fb2 を計算し大きい値を採用	安全側設計のルール