TMCP鋼とは?板厚40mm超でも降伏点を維持する鋼材
TMCP鋼とは、Thermo-Mechanical Control Process(熱加工制御)という製法でつくる高性能な鋼材です。板厚が厚くても降伏点が下がらないのが最大の特徴で、超高層など厚板を使う鉄骨で活躍します。
この記事について
鋼材の規格・基準強度などはJISや告示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・建築基準法告示・メーカー資料を確認してください。
通常の鋼材の問題:厚いと強度が下がる
通常の鋼材は、板厚が40mmを超えると基準強度F(降伏点)が低減されます。厚い鋼板は製造時の冷却が遅く、内部の組織が粗くなって強度が出にくいためです。柱などに厚板が必要な大規模建物では、これが設計上の制約になります。
TMCP鋼の仕組み
- 制御圧延:圧延の温度・圧下を精密に管理し、結晶組織を微細にする。
- 加速冷却:圧延後に水で急冷し、強度と靭性を高める。
- 合金を増やさずに高性能化できるため、炭素当量を低く抑えられ溶接性が良い。
板厚40mm超でも降伏点を維持
TMCP鋼は組織が微細なため、板厚が40mmを超えても(厚いものでは100mm程度まで)降伏点が低下しません。これにより、厚板でも基準強度を下げずに設計でき、部材を合理化できます。
規格・大臣認定
建築用のTMCP鋼は、SN材をベースにした高性能鋼として供給され、国土交通大臣認定を受けた材料として扱われることが一般的です。SA440などの建築構造用高性能590N/mm²鋼もこの技術を用いています。設計では認定内容に従って基準強度などを用います。
用途
- 超高層ビルの厚板の柱・梁。
- 大スパン・大荷重で厚板が必要な構造。
- 溶接量が多く、溶接性(低炭素当量)が重視される部位。
まとめ
- TMCP鋼は熱加工制御(制御圧延+加速冷却)でつくる高性能鋼。
- 板厚40mm超でも降伏点が下がらず、溶接性(低炭素当量)にも優れる。
- SN材ベースで大臣認定材として供給され、超高層の厚板柱などに使われる。