鉄骨の片持ち梁とは｜スパンの目安・たわみ設計と庇への適用をわかりやすく解説
この記事の要点
鉄骨造の庇や片持ちバルコニーで「スパンをもっと伸ばしたい」という要求が来たとき、たわみと応力の両方から限界を把握しておく必要がある。
片持ち梁は先端たわみが単純梁より格段に大きく、スパン設定が設計の肝になる。
この記事では鉄骨片持ち梁の意味・スパンの目安・たわみの特性・庇への適用方法を解説する。
この記事では、鉄骨の片持ち梁とは何かを整理します。
【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
片持ち梁は鉄骨造で庇・バルコニー・屋根の張り出し部分を支える重要な構造部材です。
鉄骨造では外周部の柱の外に屋根、庇、床をつくる場合、一般に片持ち梁により支えます。
片持ち梁は単純梁などと比べて応力、たわみが大きく、特に「たわみ」には注意が必要です。
また、一般の床を支える場合、スパンが2m以上の片持ち梁の設計は注意が必要です。
今回は、鉄骨片持ち梁の意味、スパン（長さ）、庇と鉄骨片持ち梁の関係について説明します。
片持ち梁、鉄骨造の詳細は下記が参考になります。
片持ち梁とは？固定端・自由端・曲げモーメント・たわみをわかりやすく解説
S造（鉄骨造）とは？意味・メリットと大スパン・外壁・マンションへの適用（RC造との違い）
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
鉄骨の片持ち梁とは？
鉄骨造では外周部の柱の外に屋根、庇、床をつくる場合、一般に片持ち梁を設けます。片持ち梁は、構造力学では1つの支点を固定端とした梁です。鉄骨造の片持ち梁を作る場合は
① 柱と片持ち梁を剛接合する
② 受け梁と片持ち梁を剛接合し、反対側のスパンまで片持ち梁を延長する
方法があります。②の方法を下図に示します。受け梁と片持ち梁を剛接合しただけだと、受け梁に作用する曲げモーメントが処理できずねじれるため、必ず反対側のスパンまで梁を延長します。要するに、構造的に天秤の状態にして安定させます。
鉄骨片持ち梁のスパン（長さ）は？
鉄骨片持ち梁のスパン（長さ）は応力およびたわみにより決定します。特に、片持ち梁は「たわみ」の影響が大きいため、スパンが2m以上になる場合、注意が必要です。
また、応力およびたわみは床荷重の大きさに左右されます。屋根または庇を支える鉄骨片持ち梁の場合、スパンを長くしても問題無いこともありますが、一般の床荷重を見込む場合は、2m以上のスパンにすると、かなり大きな梁せいが必要です。
なお、どうしても鉄骨片持ち梁にする必要がある場合（先端に柱を建てたくない場合）は、鉄骨片持ち梁の上からブレースで吊る方法もあります。梁の先端からブレースで吊れば、2点以上支持されるため、片持ち梁と比べて自由にスパンを設定できるでしょう。
ただし、鉄骨梁およびブレースとつながる柱にはブレースによる軸力が追加される点に注意します。
庇と鉄骨片持ち梁の関係は？
鉄骨造の庇は単独で設置できません。そのため、庇を受けるための鉄骨片持ち梁や鉄骨小梁、水平ブレースなどが必要になります。
混同しやすい用語
片持ち梁（かたもちばり）と単純梁（たんじゅんばり）は混同しやすい。
単純梁は両端ピン支持、片持ち梁は一端固定・他端自由端の構造で、発生する曲げモーメント分布が大きく異なる。
鉄骨の片持ち梁を整理した表を示します。
| 項目 | 片持ち梁の特徴 | 単純梁との比較 |
|---|---|---|
| 支持条件 | 一端固定・他端自由 | 両端ピン支持 |
| たわみ（集中荷重） | PL3/3EI（先端） | PL3/48EI（中央） |
| 主な用途 | 庇・バルコニー・屋根 | 一般の床・屋根梁 |
まとめ
今回は、鉄骨の片持ち梁について説明しました。鉄骨造では、外周部の柱の外に屋根、庇、床をつくる場合、片持ち梁が必要です。まずは片持ち梁の意味、たわみ、応力の計算を勉強しましょう。下記をご覧ください。
片持ち梁とは？固定端・自由端・曲げモーメント・たわみをわかりやすく解説
片持ち梁の応力計算｜曲げ応力・せん断応力の公式と単純梁との比較
【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
この記事の内容を○×クイズで確認する
この記事で学んだ内容は、無料の○×問題集でも確認できます。
意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
▼用語の意味知らなくて大丈夫？▼
▼同じカテゴリの記事一覧▼
- 鉄骨部材とは？柱・梁・ブレースの名称・寸法と用途の整理
- 鉄骨部材の名称は？3分でわかる意味、部材の種類、鉄骨部材リストとの関係
- フラットデッキとデッキプレートの違い｜型枠用と構造用の比較
- 組立梁とは？トラス梁・ラチス梁の特徴と断面性能・用途の比較
- 頭付きスタッドとは｜材質・規格（JIS B1198）・合成梁の仕組み
- 鉄骨のピースとは？意味・種類（ネコピース・吊りピース）・胴縁との関係
- 鉄骨柱とは？種類（角形・H形鋼）・耐火被覆と鉄筋コンクリート柱との違い
- 鉄骨造の柱の太さは？1分でわかる太さとスパンの関係、平屋、ビル、6mスパンの柱
- ブラケットとは？鉄骨の仕口部との関係・ブラケット工法・ノンブラケットの違い
- シアコネクタとは？1分でわかる意味、スタッドを使う理由、鉄骨部材との関係
▼カテゴリ一覧▼
- 鋼構造ってなに？(まずは、鋼構造ってなに？よく分かる鋼構造と鉄骨構造、構造力学との関係から)
- 鋼構造の用語を学ぶ(まずは、鋼構造の基礎用語から)
- 鋼材の種類と規格、性質(まずは、SS，SN，SM材とは？から)
- 許容応力度計算を学ぶ(まずは、接合部に関する許容応力度設計についてから)
- 胴縁とは？役割・寸法・サイズ・縦胴縁と横胴縁をわかりやすく解説
- 引張材の設計を学ぶ(まずは、引張材の断面算定から)<
- 圧縮材の設計を学ぶ(まずは、座屈現象についてから)
- 高力ボルト接合(まずは、接合部と接合方法についてから)
- 溶接を学ぶ(まずは、溶接の種類と、隅肉溶接、突き合わせ溶接の特徴から)
- 接合部を学ぶ(まずは、ダイアフラムはなぜ必要か？覚えるべきたったの３つの種類と特徴から)
- 柱脚を学ぶ(まずは、柱脚の種類から)
▼他の勉強がしたい方はこちら▼
わかる1級建築士の計算問題解説書
わかる2級建築士の計算問題解説書！
【30%OFF】一級建築士対策も◎！構造がわかるお得な用語集
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
- 鉄骨部材とは？柱・梁・ブレースの名称・寸法と用途の整理
- 鉄骨部材の名称は？3分でわかる意味、部材の種類、鉄骨部材リストとの関係
- フラットデッキとデッキプレートの違い｜型枠用と構造用の比較
- 組立梁とは？トラス梁・ラチス梁の特徴と断面性能・用途の比較
- 頭付きスタッドとは｜材質・規格（JIS B1198）・合成梁の仕組み
- 鉄骨のピースとは？意味・種類（ネコピース・吊りピース）・胴縁との関係
- 鉄骨柱とは？種類（角形・H形鋼）・耐火被覆と鉄筋コンクリート柱との違い
- 鉄骨造の柱の太さは？1分でわかる太さとスパンの関係、平屋、ビル、6mスパンの柱
- ブラケットとは？鉄骨の仕口部との関係・ブラケット工法・ノンブラケットの違い
- シアコネクタとは？1分でわかる意味、スタッドを使う理由、鉄骨部材との関係
- HOME > 鋼構造の基礎 > 鉄骨の片持ち梁とは？1分でわかる意味、スパン（長さ）、庇と鉄骨片持ち梁の関係は？
- 1級の過去問(計算)解説
- わかる建築構造の用語集・図解集
- 1頁10円！PDF版の学習記事
試験での問われ方｜管理人の一言
片持ち梁はたわみが大きくなりやすいため、梁成（断面の高さ）を大きくしたり、反力を増やす対策が必要です。
庇やバルコニーの設計で頻出の知識です。