まず、H形鋼の構造紹介：
H形鋼は、建設用の新しいタイプの経済的な鋼材です。H形鋼の断面形状は経済的で合理的であり、機械的性質が良好です。圧延時に断面の各点の伸長が比較的均一で、内部応力が小さいです。通常のI形鋼と比較して、断面係数が大きく、軽量で金属を節約できるという利点があり、建物の構造を30〜40％削減できます。また、脚が内外に平行で、脚の端が直角であるため、部品に組み立てることができ、溶接とリベットの作業を25％節約できます。大きな断面容量と優れた断面安定性が求められる大規模建物（工場、高層ビルなど）や、橋梁、船舶、吊り上げ輸送機械、設備基礎、ブラケット、基礎杭などによく使用されます。
H形鋼は、I形鋼の最適化により開発された、断面形状がアルファベットの「H」の形状に似ていることから、断面の機械的特性が向上した経済的な断面鋼です。その特徴は以下のとおりです。
フランジが広く、横剛性が大きい。曲げ抵抗が強く、I形鋼より約5％～10％高い。フランジの両面が平行であるため、接続、加工、設置が容易です。溶接I形鋼と比較して、コストが低く、精度が高く、残留応力が低く、高価な溶接材料や溶接検査が不要で、鉄骨構造の製造コストを約30％節約できます。同じ断面荷重下では、熱間圧延H鋼構造の重量は従来の鉄骨構造よりも15％～20％軽量です。コンクリート構造と比較して、熱間圧延H鋼構造は使用可能面積を6％増加させ、構造物の自重を20％～30％軽減し、構造設計の内力を低減します。H形鋼はT形鋼に加工でき、ハニカムビームを組み合わせてさまざまな断面形状にすることができ、エンジニアリング設計と製造のニーズに大きく応えます。
第二に、H形鋼の適用範囲：
H形鋼は主に産業構造物や土木構造物の梁や柱の部品として使用されます。
①産業構造物用鋼構造耐荷重ブラケット
②地下工事用鋼管杭および支持構造物
③石油化学、電力などの産業設備の構造物
④長大スパン鋼橋部材
⑤船舶・機械製造用フレーム構造
⑥列車、自動車、トラクターの桁ブラケット
⑦ポートコンベアベルトと高速バッフルブラケット
H形鋼は経済的な断面の鋼材で、工業、建築、橋梁、石油掘削プラットフォームなどに広く使用されています。我が国のH形鋼の需要は2005年に約250万トン、2010年に500万トンになると予測されていますが、我が国のH形鋼の年間生産能力は現在120万トンであり、市場の需要は非常に大きいです。
3つ目に、H形鋼の特徴は何でしょうか？
1. 構造強度が高い：I形鋼に比べて断面係数が大きく、同じ耐荷重条件下では金属を10～15％節約できます。
2. 柔軟で豊富な設計スタイル：同じ梁の高さであれば、鉄骨構造のスパンはコンクリート構造のスパンより 50% 大きくできるため、建物のレイアウトがより柔軟になります。
3. 構造物の軽量化：コンクリート構造物と比較して、構造物の軽量化により構造設計の内部力が軽減され、建築構造物の基礎処理要件が低くなり、施工が簡単になり、コストも削減できます。
4. 高い構造安定性：熱間圧延H形鋼を主成分とする鋼構造は、科学的かつ合理的な構造、優れた塑性・柔軟性、高い構造安定性を備えており、大きな振動・衝撃荷重を受ける建築構造物に適しています。自然災害に対する耐性が強く、特に一部の地震帯における建築構造物に適しています。統計によると、世界におけるマグニチュード7以上の壊滅的な地震災害において、H形鋼を主成分とする鋼構造物が最も被害が少なかったことが示されています。
5. 建物の有効利用面積の拡大：鉄骨構造柱はコンクリート構造に比べて断面積が小さいため、建物の有効利用面積を拡大できます。建物の形状によっては、有効利用面積を4～6%増加させることができます。
6.労力と材料の節約：溶接H形鋼と比較して、労力と材料を大幅に節約でき、原材料、エネルギー、労力の消費を削減し、残留応力が低く、外観と表面品質が良好です。
7. 機械加工が簡単：構造の接続と取り付けが簡単で、解体と再利用も簡単です。
8. 環境保護：H形鋼の使用は環境保護に効果的であり、具体的には3つの効果があります。第一に、コンクリートに比べて乾式工法を採用できるため、騒音や粉塵の発生が少ない。第二に、自重が軽いため、基礎工事で採取する土の量が少なく、土地資源へのダメージが少ない。また、コンクリート使用量が大幅に削減され、山や石の掘削量も削減されるため、生態環境の保護にも役立ちます。第三に、建築構造物の耐用年数が経過し、解体された後も固形廃棄物が少なく、スクラップ鋼資源のリサイクル価値が高い。
9. 高い工業化度：熱間圧延H形鋼を主体とする鉄骨構造は、高い工業化度を有し、機械製造、集約生産、高精度、設置容易、品質保証が容易といった利点があります。実際の住宅製造工場、橋梁製造工場、産業プラント製造工場などに組み込むことができます。鉄骨構造の発展は、数百もの新興産業の発展を創出し、牽引してきました。
10. 施工速度が速い：占有面積が小さく、全天候型施工に適しており、気象条件の影響を受けにくい。熱間圧延H形鋼を用いた鋼構造物の施工速度はコンクリート構造物の約2～3倍で、資本回転率は2倍に向上するため、財務費用を削減し、投資を節約できます。
4番目は、H形鋼とI形鋼の違いです。
I形鋼は、普通鋼でも軽量鋼でも、断面寸法が比較的高く狭いため、断面の2つの主スリーブの断面二次モーメントが大きく異なります。そのため、一般的には、ウェブ面内で曲げ加工された部材、または格子状の荷重支持部材に直接適用する用途にしか使用できません。軸方向に圧縮された部材やウェブ面に対して垂直に曲げ加工された部材には適しておらず、適用範囲が大きく制限されます。
H形鋼は、高効率で経済的な切削形状を有しています（他に冷間曲げ薄肉鋼、波形鋼板など）。合理的な断面形状により、鋼材の効率を高め、支持力を向上させることができます。一般的なI形鋼とは異なり、H形鋼のフランジは広く、内外面は通常平行であるため、高力ボルトで他の部品と接合することが容易です。サイズ構造シリーズも合理的で、モデルも充実しているため、設計や選定に便利です。
H形鋼のフランジは等厚で、3枚の鋼板を溶接して作られた圧延鋼と複合鋼があります。I形鋼は圧延鋼です。生産技術の未熟さから、フランジの内縁の勾配は1:10となっています。H形鋼の圧延は、水平ローラー1組のみを使用する通常のI形鋼とは異なります。フランジが広く、勾配がない（または勾配が非常に小さい）ため、同時に垂直ローラー1組を追加して圧延する必要があります。そのため、圧延工程と設備は通常の圧延機よりも複雑です。中国で生産できる圧延H形鋼の最大高さは800mmです。これを超える場合は、溶接複合鋼にする必要があります。我が国の熱間圧延H形鋼の国家規格（GB / T11263-1998）では、H形鋼を狭フランジ、広フランジ、鋼管の3種類に分類し、それぞれhz、hk、huのコードを使用しています。狭フランジH形鋼は梁や圧縮曲げ部材に適しており、広フランジH形鋼とH形鋼杭は軸圧縮部材や圧縮曲げ部材に適しています。H形鋼と比較すると、W、IX、IYは同一重量のH形鋼ほど優れていません。
投稿日時: 2025年1月22日