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中実材とは?1分でわかる意味、読み方、断面二次モーメント、中空材との違い

中実材(ちゅうじつざい)とは、中身が詰まった断面です。中が空洞の断面を、中空材といいます。例えば鋼管や角形鋼管は中空材ですね。今回は中実材の意味、読み方、断面二次モーメント、中空材との違いについて説明します。鋼管、角形鋼管の規格は、下記が参考になります。

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中実材とは?

中実材とは、中身が詰まった断面です。逆に、中が空洞の断面を、中空材といいます。下図をみてください。これが中実材と中空材です。

中実材と中空材

中実材の鋼材として、鉄筋(丸鋼、異形鉄筋)などがあります。形鋼の中実材には、角鋼があります。角鋼、丸鋼、異形鉄筋の詳細は、下記が参考になります。

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建築物には、中実材の鋼材を柱や梁に使うことは無いです。例えば、柱には角形鋼管や鋼管などの中空材を使います。一方、鉄筋コンクリート造の柱、梁は中実材がほとんどです。

中実材の読み方

中実材の読み方は「ちゅうじつざい」です。中空材は「ちゅうくうざい」と読みます。

中実材と中空材の違い

中実材と中空材の違いを下記に示します。


中実材 ⇒ 中身が詰まった断面。例えば、鉄筋や鉄筋コンクリートの柱、梁など。

中空材 ⇒ 中身が空洞の断面。例えば、鋼管、角形鋼管など。

中実材の断面二次モーメントと断面二次半径

中実材の断面二次モーメント、断面二次半径は下式で計算します。


I=πd^4/64

i=d/4


πは円周率、dは円の直径です。直径の意味は、下記が参考になります。

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上式より、中実材の断面二次モーメントは、中空材に比べて大きいです。ただし、断面二次半径は中空材の方が大きいです。下式をみてください。中空材の断面二次モーメント、断面二次半径を示します。


I=π(d^4−d1^4)/64

i=√(d^2+ d1^2)/4


dは中空材の円の直径、d1は中空材の内法寸法(d1=d−2t。tは管の厚さ)です。同断面で断面二次半径を計算すると、中空材の方が大きいです。


断面二次半径が大きいほど、細長比が小さくなります。細長比が小さいと、座屈耐力が大きくなります。よって断面二次半径の大きな中空材の方が、座屈に対しては有利です。


座屈、断面二次半径、細長比の意味は、下記が参考になります。

座屈とは?座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類

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まとめ

今回は中空材について説明しました。意味が理解頂けたと思います。中空材は、中身が詰まった断面です。中が空洞の断面を中空材といいます。違いを理解しましょう。また、中空材と中実材の断面二次モーメント、断面二次半径の計算も勉強しましょうね。下記が参考になります。

細長比と座屈長さ、断面二次半径の関係

断面二次モーメントとは?1分でわかる意味、計算式、h形鋼、公式


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