H形鋼の強度｜強度計算の公式と許容応力度
H形鋼の「強度」は、どれだけの曲げやせん断に耐えられるかで決まります。許容応力度と断面性能を使った計算方法を整理します。
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。
強度計算の基本：応力度 ≤ 許容応力度
強度の確認は、部材に生じる応力度が許容応力度以下であることを確かめる作業です。許容応力度は基準強度Fから定まります（長期の目安）。
許容曲げ応力度 fb ≒ F / 1.5 許容せん断応力度 fs ≒ F / (1.5√3)
長期。短期はこの1.5倍（≒F、F/√3）
曲げの強度
曲げモーメントMによる応力度は、断面係数Zで決まります。許容できる曲げモーメント（許容曲げ耐力）は次式です。
σ = M / Z ≤ fb → 許容曲げモーメント Ma = fb × Z
せん断の強度
せん断力Qは主にウェブが負担します。
τ = Q / Aw ≤ fs → 許容せん断力 Qa = fs × Aw （Aw ≒ H × t1）
計算例：H-400×200×8×13（長期・SN400 F=235）
Zx＝1190cm³＝1.19×10⁶mm³、fb＝235/1.5≒157N/mm²。
Ma = fb × Zx = 157 × 1.19×10⁶ ≒ 1.87×10⁸ N·mm ≒ 187 kN·m
この梁は長期で約187kN·mの曲げまで許容できる、という目安が得られます。
まとめ
- 強度確認は「応力度 ≤ 許容応力度」。許容応力度は基準強度Fから定まる。
- 曲げは Ma=fb×Z、せん断は Qa=fs×Aw で許容耐力を求める。
- 実務では横座屈・幅厚比・たわみも合わせて断面を決める。
