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せん断加工とは？すぐに分かる意味と、注意すべき「だれ」「ばり」

この記事の要点

せん断加工は、ずれ合う力（せん断力）で鋼材を切断する方法で、能率は良いが「だれ」「ばり」が生じやすく品質面での注意が必要である。

板厚13mm以下の鋼材に適用でき、高力ボルト接合部では品質低下防止のためガス切断が推奨される。

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鋼材は様々な形状に切断されます。この切断する方法の１つにせん断切断（せん断加工ともいう。以降、せん断加工）があります。せん断加工は、能率が良いですが、「だれ」「ばり」などが起きやすく、品質が良いとはかぎりません。今回は、そんなせん断加工について説明します。

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せん断加工とは？

せん断加工は、せん断力（ずれ合う力）により鋼材を切断する方法です。ハサミを思い出してください。


ハサミは２つの刃が、ずれ合う力を作用させ、紙を切ります。

ハサミとせん断力の関係

もちろん鋼材を切断するので、ハサミでは無理ですが原理は同じです。鋼材をせん断加工する場合は、せん断機と呼ばれる機械を使います。鋼材を次々と切断する機械で、能率は良いです。※せん断力については、下記の記事が参考になります。

梁のせん断応力度


一方で、「ばり」「だれ」が発生しやすいデメリットがあります。こちらは後述します。

せん断加工と鋼板の板厚の関係

さて、せん断加工はせん断力により鋼材を切断する方法です。鋼材をハサミで切断するイメージを持って頂きたいのですが、鋼材が厚くなると切断が難しくなります。せん断加工が問題なく行える鋼材厚は下記の通りです。

これより厚く、太くなる鋼材はせん断加工できないので注意しましょう。

せん断加工の注意点と「だれ」「ばり」

せん断加工はガス切断などに比べて品質が劣ります。そのため、最小縁端距離の設定がせん断加工では、ガス切断より大きめの値です。

だれ

だれ、とはせん断加工するときに生じる、鋼材のささくれと考えてください。

鋼材のだれ

せん断加工は、鋼材にずれ合う力を作用させるので、このような現象が起きます。だれ、は摩擦面の邪魔になるため、グラインダーで除去します。

ばり

ばり、も「だれ」と同じ鋼材のささくれです。グラインダーで除去します。


以上の、ばりやだれは高力ボルト接合の障害となるため、板厚が13ｍｍ以下であってもガス切断をすべきでしょう。

鋼材のばり

せん断加工と最小縁端距離の関係

前述したようにせん断加工は、品質で注意すべきです。鋼構造規準では、高力ボルトの最小縁端距離が設定されていますが、ガス切断に比べて大きい端空きです。詳細は下記の記事が参考になります。

最小縁端距離ってなに？1分でわかるたった1つのポイント

混同しやすい用語

ガス切断

ガスの熱で鋼材を溶融させて切断する方法で、品質・精度が良く鋼構造部材の切断に最もよく用いられる。

せん断加工が機械的なずれ合う力で切断するのに対して、ガス切断は熱で溶かして切断するため品質が高いが、切断速度は遅い。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では「せん断加工が適用できる板厚（13mm以下）」と「だれ・ばりの発生」が問われます。高力ボルト接合部にはガス切断が適切であることもあわせて押さえましょう。

まとめ

今回は、せん断加工について説明しました。せん断加工が理解できたと思います。せん断加工のイメージはハサミです。人力だと紙しか切れませんが、機械の力を使えば、鋼材を切断できます。またせん断加工の注意点（品質面）も併せて覚えましょう。

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