1. HOME > 鋼構造の基礎 > 頭付きスタッドとは｜材質・規格（JIS B1198）・合成梁の仕組み

頭付きスタッドとは？材質・規格（JIS B1198）・合成梁の仕組み

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

鉄筋コンクリートのスラブを受ける鉄骨梁に、必ず打つ頭付スタッド。一体、どのような意味があるのでしょうか。今回は、建築で使う頭付スタッドの意味や、材質、規格などについて説明します。※スラブに関しては、下記が参考になります。

スラブってなに？現役設計者が教えるスラブの意味と、特徴、役割

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

頭付スタッドとは？

頭付スタッドは、後述するようにRCスラブと鉄骨梁を接合する部材（ボルト）です。

頭付スタッドはJIS B 1198に規定されています。

また、頭付スタッドを鉄骨梁に接合する場合、「スタッド溶接」を行います。

スタッド溶接については下記が参考になります。

スタッド溶接とは｜強度・施工方法と合成スラブへの適用をわかりやすく解説

頭付スタッドの規格や機械的性質を下表に示します。高力ボルトや鉄筋のように呼び径と、呼び長さが規定されます。

スタッドの機械的性質を下表に示します。

降伏点または0.2％耐力 N/ｍ㎡	引張強さ N/ｍ㎡	伸び ％
235以上	400～550	20以上

スタッドの化学成分を下表に示します。

材料	化学成分　％
	C	Si	Mn	P	S	Al
シリコンキルド鋼	0.20以下	0.15～0.35	0.30～0.90	0.040以下	0.040以下	-
アルミキルド鋼	0.20以下	0.10以下	0.30～0.90	0.040以下	0.040以下	0.02以下

頭付スタッドの規格を下表に示します。

呼び名	呼び長さ（L）	スタッド協会の表示例
10	50 80 100	STUD 13φ×100 STUD 16φ×120
13	80 100 120
16
19	80 100 130 150	STUD 19φ×130 STUD 25φ×170
22
25	130 150 170

頭付スタッドは、ＲＣスラブと鉄骨梁を『繋ぐ』部材

鉄骨とＲＣは別の材料です。鉄骨梁の上にＲＣ床を載せただけでは、ＲＣ床が動いてしまいそうです。一方、スタッドを鉄骨梁に打ち付けます。その上にＲＣ床を載せます。

するとＲＣ床と鉄骨梁間は、スタッドによって『繋がり』が生まれます。この『繋がり』という言葉は文学的な表現です。なんとなく意味は伝わります。では、構造的に意味はあるのでしょうか？

合成梁としての効果

スタッドを打つことで鉄骨梁とＲＣ床は合成されます。今回は、合成梁の効果と種類について説明します。

鉄骨梁の剛性アップ（断面二次モーメントや断面係数のアップ）

スタッドによって、鉄骨梁はＲＣスラブと一体と考えます（フラットデッキ使用の場合は、微妙に違います）。

つまり、ＲＣスラブの剛性が鉄骨梁に考慮できます。

フラットデッキのように仮設用のデッキを用いた場合でも、剛度増大率は、片側スラブの場合で1.5倍、両側スラブで2.0倍見込むことができます。

さらに合成梁として設計したとき、大幅に剛性アップを考えることが可能です。合成梁は、ＲＣスラブと鉄骨梁が一体です。つまり、鉄骨梁の梁せいＤがＲＣスラブを含めた梁せいＤと考えることができます。

最低でもＲＣスラブは150ｍｍあるので、断面性能は大きくアップするでしょう。

完全合成梁とは？

ややこしいのは、完全合成梁と不完全剛性梁という考え方です。完全合成梁とは、『合成梁断面が全塑性モーメントを発揮するのに必要な本数以上の頭付きスタッドを持つ合成梁』、と定義されます。

難解な意味です。

が、説明しましょう。

地震時には柱にせん断力と曲げ応力が生じています。

これは大梁にも伝達されます。

水平力が大きくなるほど、せん断力と曲げモーメントは大きくなります。

そして、梁の全塑性モーメントまでせん断力は作用するでしょう（全塑性モーメントに達するとヒンジが発生して、部材に応力は入らず変形が進むだけです）。

以上のように水平力が作用したとき、梁の全塑性モーメントよりも早くスタッドが壊れたら？梁本来のエネルギー吸収はできませんね？ですから、『全塑性モーメントを発揮するのに必要な本数以上のスタッドが必要』なのです。

不完全合成梁とは？

そもそも合成梁は『完全合成梁』として設計されるのが原則です。しかし、地震時の応力状態以外に対しては『不完全合成梁』の使用を認めています。理由は完全合成梁に書いた通りです。

不完全合成梁とは、『完全合成梁に必要なスタッド本数に満たないが、必要本数の半分以上を有している梁』です。

つまり、小梁に使用できます。地震時で断面が決定される梁には用いることが不可能です。注意しましょう。

スタッドは地震時のせん断力を伝達する。

スタッドは地震時のせん断力を伝達します。簡単な計算法を紹介しましょう。地震時、柱に作用するせん断力をＱとします。ラーメン構造なら、1フレームに対して２本あるのでせん断力＝２×Ｑ＝２Ｑです。

この２Ｑはスラブとスタッドを介して梁へ軸力として伝達されています。そして、柱２本に分担され１本当たりＱとなります。

一方、1本当たりのスタッドの耐力をqaとするなら必要本数ｎは、

ｎ＝２Ｑ／qa

で算定できますね。

まとめ

いかがでしたか？スタッドはＲＣ床と鉄骨梁を繋ぐ部材であること。鉄骨梁の剛性をアップさせる部材であることが分かりました。

完全合成梁と不完全合成梁についても紹介しました。これらの違いは理解し、使いどころを明確にしましょう。スタッド溶接、スタッド溶接の検査方法など、下記も併せて参考にしてください。

スタッド溶接とは｜強度・施工方法と合成スラブへの適用をわかりやすく解説

スタッド溶接の検査方法｜外観検査と打撃曲げ試験（15°・30°）

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

▼初回無料！月額約400円で業界最新情報をゲット！▼

「建築業界の最新動向」を最速でキャッチ。

今すぐ無料で試してみよう！⇒　ビルディング・アップデート

プロフィール

• 
• 略歴▼
• 名前　ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
• 2010年　弊サイトを開設
• 2010～2017年　国立大学大学院修了
• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
• 「わかる構造力学(改訂版)」


• 10数年以上、建築の学問、研究、構造設計の実務に携わった経験を元に、未経験の方、建築関係の学生、社会人の方に向けて


• 「構造力学、構造計算、鋼構造、鉄筋コンクリート造、基礎構造、土質力学、水理学、材料力学、数学の基礎」を分かりやすくお伝えします。


• 当サイトの目的▼
• 建築学生が学ぶ「構造力学」の目的


• とりあえず10記事▼
• 初めましての方に10記事用意しました


• おすすめ書籍紹介▼
• 構造力学・建築構造のおすすめ本｜現役設計者が読んで良かった書籍を紹介

建築の本、紹介します。▼

同じカテゴリの記事一覧

• 溶接の種類と、隅肉溶接、突き合わせ溶接の特徴
• まわし溶接とは？1分でわかる意味、有効長、強度、記号
• 隅肉溶接の有効長さは？1分でわかる意味、計算方法、有効断面積との関係
• 溶接記号の描き方と基礎知識について
• 溶接の補助記号とは？1分でわかる意味、記号の一覧
• 溶接記号の隅肉溶接とは｜書き方・種類と図面での読み方をわかりやすく解説
• 溶接継目とは？突合せ溶接と隅肉溶接の種類と使い分け
• 溶接姿勢とは？下向き・立向き・横向き・上向きの難易度と品質への影響
• スタッド溶接の検査方法｜外観検査と打撃曲げ試験（15°・30°）
• 焼抜き栓溶接とは｜ピッチ・耐力・スタッドとの違い