構造材料の種類と特徴|木材・コンクリート・鉄骨の比較と使い分け
建物の骨組みに使う主な構造材料は、木材・コンクリート・鋼材(鉄骨)の3つです。それぞれ性質が大きく異なり、適材適所で使い分けます。ここでは材料そのものの特徴を比較します(構造形式での比較は「RC造・S造・SRC造・木造の違い」をどうぞ)。
この記事について
数値は代表的な目安で、樹種・コンクリート強度・鋼種により異なります。設計には最新のJIS・基準値を確認してください。
3つの構造材料の特徴
| 材料 | 強み | 弱み |
|---|---|---|
| 木材 | 軽い・加工しやすい・調湿・低コスト | 燃えやすい・腐朽/蟻害・ばらつき |
| コンクリート | 圧縮に強い・耐火・耐久・遮音・安価 | 引張に弱い・重い・乾燥収縮 |
| 鋼材(鉄骨) | 強い・粘り強い・大スパン・均質 | 熱に弱い(要被覆)・錆・座屈・高コスト |
性質の比較(目安)
| 項目 | 木材 | コンクリート | 鋼材 |
|---|---|---|---|
| 密度(t/m³) | 約0.4〜0.7 | 約2.3 | 約7.85 |
| ヤング係数(kN/mm²) | 約7〜10 | 約21〜33 | 約205 |
| 引張 | 方向で差・節に弱い | 弱い(鉄筋で補う) | 強い |
| 圧縮 | 中程度 | 強い | 強い(座屈に注意) |
| 耐火 | 低い(燃える) | 高い | 低い(被覆が必要) |
POINT:軽さと剛性
鋼材は木やコンクリートよりはるかに強く剛(ヤング係数が大きい)ですが、重く座屈しやすい面もあります。木材は軽く地震力(重量に比例)を小さくできます。コンクリートは圧縮に強く引張に弱いため、引張を鉄筋に負担させて使います(鉄筋コンクリート)。
使い分け
- 木材:戸建て住宅・小規模建築。軽量・コスト・温かみ。
- コンクリート(RC):マンション・公共建築。耐火・遮音・耐久が必要な中層。
- 鋼材(S造):大スパン・高層・工場・倉庫。強度と工期。
- 組み合わせ:鉄骨を鉄筋コンクリートで包むSRC造、コンクリートと鉄筋のRCなど、長所を組み合わせる。
あわせて読みたい
構造形式の比較は「RC・S・SRC・木造の違い」、各材料は「鋼材の種類」「コンクリート」「木材の比重と密度」をどうぞ。
まとめ
- 主な構造材料は木材・コンクリート・鋼材。性質が大きく異なる。
- 木は軽い、コンクリートは圧縮・耐火に強い、鋼材は強く粘り強い。
- 適材適所で使い分け、SRC・RCのように組み合わせることも多い。