開断面とは?閉断面との違い・ねじれ・座屈の関係
開断面(かいだんめん)とは、断面が閉じていない(中空に囲まれていない)形状のことです。H形鋼・溝形鋼・山形鋼などが代表で、鉄骨の梁の多くはこの開断面です。
この記事について
鋼材の規格・寸法などはJISや製品の改訂で変わることがあります。本記事は学習用の概要です。実務では必ず最新のJIS・メーカーの形鋼表(鋼材ハンドブック)を確認してください。
開断面の意味と読み方
読み方は「かいだんめん」。断面の輪郭を一筆でたどると閉じずに開いている形状を指します。H形鋼(H)、溝形鋼(コの字)、山形鋼(L)、I形鋼などが開断面です。
閉断面との違い
| 開断面 | 閉断面 | |
|---|---|---|
| 形状 | H・溝・山形・I形など | 角形鋼管・円形鋼管・箱形 |
| ねじれ(ねじり剛性) | 弱い | 強い |
| 横座屈 | 起こしやすい | 起こしにくい |
| 加工・接合 | 内側に手が届き接合しやすい | 内部に手が届きにくい |
ねじれ・座屈との関係
開断面は薄い板が開いて並んだ形なので、ねじりに対する抵抗(ねじり剛性)が小さいのが弱点です。曲げを受けると、圧縮側のフランジが横に逃げてねじれながら倒れる横座屈(曲げねじれ座屈)を起こしやすくなります。
POINT
開断面のH形鋼梁は横座屈しやすいため、横補剛(小梁や面材で圧縮フランジを支える)が重要になります。ねじれや横座屈が問題になる場合は、閉断面の採用も検討します。
まとめ
- 開断面は断面が閉じていない形状。H形鋼・溝形鋼・山形鋼など。
- 閉断面に比べてねじり剛性が小さく、横座屈を起こしやすい。
- H形鋼梁では横補剛が重要。ねじれが問題なら閉断面を検討する。