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鉄骨ラーメン構造とは?1分でわかる意味、特徴、欠点、スパン、計算方法

鉄骨ラーメン構造(てっこつらーめんこうぞう)とは、柱および大梁を鉄骨造としたラーメン構造です。鉄筋コンクリート造に比べて、長いスパンに対応可能です。工期が短く、また優れた変形能力を持ち、効果的に地震力を吸収します。今回は鉄骨ラーメン構造の意味、特徴、欠点、スパン、計算方法について説明します。鉄骨造、ラーメン構造の意味は、下記が参考になります。

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鉄骨ラーメン構造とは?

鉄骨ラーメン構造(てっこつらーめんこうぞう)とは、鉄骨造によるラーメン構造です。鉄骨造とは、構造部材に「鋼(こう)」を用いたものです。ラーメン構造は、柱と大梁が一体化するようガッチリ組んだ構造です。下図をみてください。これが鉄骨ラーメン構造です。

ラーメン構造とブレース構造

鉄骨ラーメン構造は、鉄筋コンクリート造に比べて長いスパンに対応できます。鉄骨(鋼)は、軽くて強い材料だからです。鉄筋コンクリート造が10mのスパンが限界であるに対して、鉄骨造は15m程度まで対応可能です。


騒音や振動の無いこと(居住性)が大切なマンションでは、鉄筋コンクリート造が採用されます。居住性の意識が低い事務所ビルは、鉄骨造を使うことが多いです。

鉄骨ラーメン構造の特徴

鉄骨ラーメン構造の特徴を下記に示します(鉄筋コンクリート造と比較)。


長いスパンに対応可能(スパンの1/15程度まで)

変形性能に優れている

工期が短い


鉄筋コンクリート造は型枠の組立、コンクリートの養生、脱型(型枠の取り外し)など、鉄骨造に比べて工程が多いです。


鉄骨造は工場で部材加工を行い、現場で簡単な組み立てを行い完成します。一般的に、鉄筋コンクリート造に比べて工期が短いです。

鉄骨ラーメン構造の欠点

鉄骨ラーメン構造の欠点を下記に示します(例です)。


火に弱い

防音、振動性能に劣る


鉄骨は火に弱いです。火熱により強度が半分以下にまで低下します。よって耐火構造とすべき建物の構造部材は、耐火被覆が必要です。耐火被覆の意味は、下記が参考になります。

耐火被覆の目的と、材料と工法


鉄骨部材は、揺れやすい材料です(一方で、変形性能に優れている)。地震力を効果的に吸収できる反面、振動しやすい欠点になります。

鉄骨ラーメン構造のスパン

鉄骨ラーメン構造は、15m程度のスパンまで対応可能です(あくまで参考です)。ただし、荷重の大きさなど諸条件により変わります。


固定荷重や積載荷重が小さければ、15m以上のスパンも可能です。逆に荷重が大きければ、もっと短いスパンとなるでしょう。


スパンと部材の寸法の関係は、下記が参考になります。

梁の寸法は?1分でわかるrc造、s造の寸法、H形鋼の寸法の読み方

鉄骨ラーメン構造の計算方法

鉄骨ラーメン構造の計算方法は、下記が参考になります。

ラーメン構造の剛性と応力

まとめ

今回は鉄骨ラーメン構造について説明しました。意味が理解頂けたと思います。鉄骨ラーメン構造は、鉄骨造によるラーメン構造です。鉄筋コンクリート造に比べて長いスパンに対応できます。鉄筋コンクリート造との違いを理解しましょう。鉄骨造、ラーメン構造の特徴も改めて勉強しましょうね。下記が参考になります。

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