H形鋼の強軸・弱軸|縦使い・横使いの関係
H形鋼は、どの向きで曲げるかによって強さが大きく変わります。曲げに強い向きが強軸、弱い向きが弱軸です。使い方(縦使い・横使い)と合わせて理解しましょう。
この記事について
本記事の数値は代表的な目安・例で、学習用の概要です。設計・積算では必ず最新のJIS・建築基準法告示・鋼構造設計規準・鋼材ハンドブックの正確な値を確認してください。
強軸・弱軸とは
- 強軸(x軸):断面二次モーメントが大きく、曲げに強い向き。
- 弱軸(y軸):断面二次モーメントが小さく、曲げに弱い向き。
材料が中立軸から遠いほど曲げに強いので、上下フランジが中立軸から離れる向き=強軸になります。
縦使い・横使いの関係
| 使い方 | 向き | 強さ |
|---|---|---|
| 縦使い | せいを縦に=強軸で曲げる | 強い(梁の正しい向き) |
| 横使い | 寝かせて=弱軸で曲げる | 弱い |
同じH形鋼でも、せいを縦にして使う(縦使い)と曲げに強く、寝かせて使う(横使い)と何分の一にも弱くなります。梁は必ず縦使い(強軸で曲げる)が基本です。
強軸・弱軸の断面二次モーメントの違い
細幅のH形鋼では、強軸Ixが弱軸Iyの10倍以上になることもあります。
| 呼称(mm) | 強軸Ix(cm⁴) | 弱軸Iy(cm⁴) | Ix/Iy |
|---|---|---|---|
| H-400×200×8×13(細幅) | 23700 | 1740 | 約13.6 |
| H-400×400×13×21(広幅) | 66600 | 22400 | 約3.0 |
細幅は強軸に大きく偏るため向きが決まった梁向き、広幅は弱軸も大きいので2方向に強い柱向きです(→広幅・中幅・細幅)。
POINT:弱軸方向は横座屈に注意
梁を縦使いしても、弱軸方向は弱いため、圧縮フランジが横に倒れる横座屈が起きます。これを防ぐのが横補剛(小梁・床で圧縮フランジを支える)です。
まとめ
- 強軸は曲げに強い向き、弱軸は弱い向き。Ixが大きく、Iyが小さい。
- 梁は縦使い(強軸で曲げる)が基本。横使いは大幅に弱い。
- 細幅は強軸偏重で梁向き、広幅は2方向に強く柱向き。弱軸方向は横座屈に注意。