T形鋼とは?意味・用途・規格と寸法・断面係数
T形鋼(ティーがたこう)とは、断面が「T」の字の形をした形鋼のことです。フランジ(水平の板)とウェブ(垂直の板)が一体になった形状で、トラスの弦材のようにフランジに他の材を取り付ける部位に向いています。同じT字断面でも、最初からその形に圧延してつくる「圧延T形鋼」と、H形鋼を切って作るCT形鋼の2種類があり、この記事では特に圧延T形鋼としてのT形鋼の成り立ちと特徴を掘り下げます。
- T形鋼には、最初からT字に圧延する圧延T形鋼と、H形鋼を切断するCT形鋼の2系統がある。
- 圧延T形鋼は比較的小さいサイズが中心で、トラス弦材や母屋・ブレースなどの二次部材に使われる。
- 上下非対称の断面のため中立軸がフランジ側に偏り、断面係数が上縁・下縁で異なる。
意味とCT形鋼との関係
T形鋼には、はじめからT字に圧延した圧延T形鋼と、H形鋼を半分に切って作るCT形鋼(カットティー)があります。建築で単に「T形鋼」というとき、文脈によってはH形鋼由来のCT形鋼を指すこともあり、どちらの系統の部材を指しているかを図面や仕様書で確認することが大切です。
圧延T形鋼の作られ方
圧延T形鋼は、鋼片を圧延ロールに通してそのままT字断面に成形してつくられます。H形鋼を切断してつくるCT形鋼とは異なり、切断加工の工程が不要なため、比較的小さいサイズであれば効率よく生産できるのが特徴です。一方で、圧延でつくれるサイズには限界があるため、大きなT字断面が必要な場合は、H形鋼のラインアップが豊富なCT形鋼で対応するのが一般的です。
用途
- トラスの弦材(上弦・下弦):フランジ面にガセットや斜材を接合しやすい。
- ブレース・つなぎ材・母屋:比較的軽い荷重を受ける二次部材に向く。
- 軽微な梁や、設備・仕上げ材の取り付け下地など。
圧延T形鋼は断面が比較的小さいため、大きな荷重を受ける主要構造部材というより、屋根の母屋や小梁、間仕切りの下地といった二次的な部材に使われることが多い形鋼です。
規格と寸法
圧延T形鋼やCT形鋼は、それぞれの規格・形鋼表で寸法が定められています。表記は「T(CT)-せい×フランジ幅」などで、せい・フランジ幅・各板厚で形が決まります。同じ「T-100×100」のような呼び方でも、圧延T形鋼とCT形鋼とではもとになる規格が異なるため、形鋼表を参照する際はどちらの系統の値かを確認しましょう。
断面係数の特徴
T形鋼は上下が非対称なので、中立軸がフランジ寄りに偏ります。その結果、断面係数が上縁と下縁で異なり、曲げを受ける向きによって強さが変わります。中立軸の位置の求め方や具体的な計算例は、成り立ちが共通するCT形鋼の記事で詳しく解説しています。設計では形鋼表の断面性能(偏心を考慮した値)をそのまま使うのが確実です。
山形鋼(アングル)との違い
T形鋼とよく似た用途で使われる形鋼に、断面がL字の山形鋼(アングル)があります。山形鋼は2辺が直交するのに対し、T形鋼はフランジの中心からウェブが垂直に伸びる点が異なり、左右対称であるぶんT形鋼のほうがねじれに強いという特徴があります。トラスの弦材でボルト接合の納まりを重視する場合は山形鋼が、断面性能や座屈に対する強さを重視する場合はT形鋼・CT形鋼が選ばれる傾向があります。
圧延T形鋼とCT形鋼は見た目がよく似ていますが、成り立ちも規格上のサイズ展開も異なります。積算や発注の際に系統を取り違えると、必要なサイズが入手できなかったり、断面性能の値を誤って参照したりするおそれがあります。図面には「圧延T形鋼」か「CT形鋼」かを明記し、形鋼表を参照するときも系統を確認する習慣をつけましょう。
トラス弦材にT形鋼を使う検討で、CT形鋼の断面性能表をそのまま流用しかけたことがある。同じ「T-100×100」のような表記でも規格が違えば断面二次モーメントの値も変わるため、形鋼表の出典(圧延T形鋼かCT形鋼か)を必ず照合する癖をつけている。
まとめ
- T形鋼はT字断面の形鋼。最初から圧延する圧延T形鋼と、H形鋼由来のCT形鋼がある。
- 圧延T形鋼は比較的小さいサイズが中心で、トラス弦材・ブレース・母屋などに使われる。
- 上下非対称で中立軸が偏り、上下で断面係数が異なる。形鋼表の値を使う。
- 似た用途の山形鋼(アングル)とは断面形状・ねじれ剛性が異なる。