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H型鋼の利点は何でしょうか?

片持ち梁の先端に重りをつけた状態で、 先端の撓み量を少なくする断面形状について調べています。 通常、建築材料などにH型鋼が使用されており、 角型よりH型の方が曲がり難さ(変形し難さ)の面で優れているのかな? と思い、適当なモデルで断面二次モーメントを計算しました。 結果は、同断面積における断面二次モーメントは全く同じ値に なってしまいました。 インターネット等で調べると、H型鋼の特徴は「軽くて、強度が強い」 だと書いてありますが、前述の結果と矛盾します。 同体積における強度がH型と角型で同じだからです。(自分の計算によると・・・) そこで、質問です。 H型鋼の力学的観点における利点はなんでしょうか? (そもそも断面二次モーメントの考え方が間違っていれば ご指摘ください。。)

質問者が選んだベストアンサー

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  • my3027
  • ベストアンサー率33% (495/1499)
回答No.1

H型のどの方向を中立軸にしましたか?垂直の場合を検討されましたか?その場合、断面二次モーメント同断面積の場合はH>□と思います。Hの方が中立軸より離れた部分の面積が多いですから。 上記の場合、ねじりに関係する極断面二次モーメントもH>□となり、H型の方が同断面積の場合優位と思います。

konica
質問者

補足

早速のご回答どうも有難う御座います。 私が計算したのは「H」に対して→軸方向です。↑軸方向だとH<□になりました。 ちなみに、片持ち梁で下記梁断面の上から力を加えた場合の断面2次モーメントを出したいときは、「H」に対して→軸方向でいいんでしょうか・・・?  ↓W ━━━   ┃   ┃   ┃ ━━━

その他の回答 (4)

  • aperun8
  • ベストアンサー率38% (10/26)
回答No.5

横から入らせてもらいます。 同断面積・同断面二次モーメント、同断面係数(断面の高さも同じ)と考えていいのでしょうか? そういう断面もありえますが、角鋼管は通常全ての板厚が均一になるよう製造されます。(厚さを上下と左右の厚さを変えるのは製造工程上難しい) また、角鋼管は添接が難しいと言う理由もあります。 従って、H形鋼の利点は圧延がしやすい。現地での添接作業が楽ということもあると思います。 以上、参考までに

  • my3027
  • ベストアンサー率33% (495/1499)
回答No.4

ちなみに、片持ち梁で下記梁断面の上から力を加えた場合の断面2次モーメントを出したいときは、「H」に対して→軸方向でいいんでしょうか・・・? >いいと思います。 適当なモデルで断面二次モーメントを計算しました。 >JISで形状が決まっています。それで同面積の□と比較しないと、優位性はわからないのでは?

参考URL:
http://www1.atwiki.jp/funa/pages/8.html
konica
質問者

お礼

ご回答どうも有難う御座います。 どれくらい効果があるかは確かにJIS規格等のもので比べないといけないと思います。 まずは単純に、H>□、H=□、H<□のどれなのかが分かればよいかなと思っています。

  • rukuku
  • ベストアンサー率42% (401/933)
回答No.3

はじめまして 専門ではないのですが、あるとき「インテグラルの…」とちゃんと積分計算して材料力学を勉強したことがあります。 >↓W >━━━ > ┃ > ┃ > ┃ >━━━ 実際にH鋼が建築物で使われている時には、所々で  ↓W ━━━ ■■■ ■■■ ■■■ ┃ ━━━ とサポートが入っています。 これは加重Wが本当にまっすぐにかかっていればいいのですが、長いH鋼では、ちょっとでもずれると、 \  \  ┃\  ┃ ━━━ のように「座屈」してしまうおそれがあるためです。

  • tanuki4u
  • ベストアンサー率33% (2764/8360)
回答No.2

「軽くて、強度が強い」 ======== 軽くて に 意味があります。 一つには 軽い=原材料が少なくて済む=安くできる 一つは、自重による変形の回避です。

konica
質問者

お礼

ご回答どうも有難う御座います。 自分の計算結果だと、同じ断面積におけるH型鋼と角型鋼は同じ断面二次モーメントになってしまいました。。 なので、同じ容積で角型にすれば同じ強度が得られるという結果です。 おかしいですよね・・・ でも公式に当てはめるとそうなるんですよね・・なんでだろう。。

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