H形鋼の断面係数とは？1分でわかる規格、公式、計算方法
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h鋼の断面係数は、h鋼の規格により決まっています。構造計算では規格値を使うので、わざわざ計算して断面係数を求めることは少ないです。ただし、BH鋼のように規格に無い鋼材を使うこともあるので、h鋼の断面係数の計算を覚えましょう。今回は、h鋼の断面係数の規格、公式、計算方法について説明します。※断面係数、h鋼の意味は下記が参考になります。
Ｈ形鋼とは？1分でわかる意味、規格、寸法、重量、断面係数、材質、用途
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h鋼の断面係数とは？
h鋼の断面係数は、規格により決まっています。JFEや新日鉄住金など、h鋼を製造するメーカーが、h鋼の断面性能の規格を公開しています。構造計算では、その規格値を使うので、わざわざh鋼の断面係数を計算することは無いです。断面係数の計算方法は、下記が参考になります。
下図をみてください。これがh鋼です。h鋼は、文字通りローマ字のHの形ですね。同じ幅、高さの長方形と比べて、大幅に重量が減っています。その一方で、断面性能は比較的高い、効率的な部材です。
横に長い２枚の板をフランジ、縦に長い板をウェブといいます。フランジとウェブの意味は、下記をご覧ください。
h鋼の意味は下記が参考になります。
Ｈ形鋼とは？1分でわかる意味、規格、寸法、重量、断面係数、材質、用途
h鋼の断面係数と規格
h鋼の断面係数の規格を下記に整理しました。
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h鋼の断面係数の公式
h鋼の断面係数は、下図の一番下の式が参考になります。
h鋼は、２枚のフランジと１枚のウェブで構成されます。よって、ウェブ分の断面係数を上式に加えれば、h鋼の断面係数の公式です。よって、
h鋼の断面係数の公式＝b(d3－d13)/6d+bd13/6
です。断面係数の公式は、下記の記事も参考になります。
ただし、実際のh鋼はウェブとフランジの接合部分に、フィレットがあります。フィレットの分、上式よりも断面係数は大きいです。フィレットの意味は、下記が参考になります。
建築のフィレットとは？1分でわかる意味、鉄骨、フィレット部、ウェブフィレット
h鋼の断面係数の計算方法
前述の公式を使って、h鋼（H-200x100x5.5ｘ8）の断面係数を計算します。諸元を下記に整理しました。
ｄ＝200
ｄ1＝184
ｂ＝100
断面係数は、
Z＝b(d3－d13)/6d+bd13/6＝178 cm3（途中の計算過程は省略）
です。h鋼の規格では、Z=181です。やや小さい値ですが、公式ではフィレット分を考慮していないからです。フィレットの意味は下記をご覧ください。
建築のフィレットとは？1分でわかる意味、鉄骨、フィレット部、ウェブフィレット
まとめ
今回はh鋼の断面係数について説明しました。公式や計算方法が理解頂けたと思います。h鋼は規格により、断面係数の値が決まっています。まずは、h鋼の規格を確認しましょう。もちろん、h鋼の断面係数を計算できるよう理解しましょうね。下記も併せて参考にしてください。
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
Ｈ形鋼とは？1分でわかる意味、規格、寸法、重量、断面係数、材質、用途
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