1. 鋼構造の特徴
鋼構造は、鉄鋼材料を使用した構造形式で、以下のような特徴があります。
- 高強度: 降伏点が235〜460 N/mm²と高い
- 勒性: 衝撃に対して強い特性
- 施工性: 工場製作と現場組立てが可能
- 気密性: 焊接により水密・気密が可能
2. 鋼材の種類と機械的性質
| 鋼種 | 降伏点（N/mm²） | 引張強さ（N/mm²） | 適用 |
|---|---|---|---|
| SS400 | 235 | 400〜510 | 一般構造 |
| SM400 | 235 | 400〜510 | 焊接構造 |
| SN400 | 235 | 400〜510 | 抗震構造 |
| SM490 | 315 | 490〜610 | 焊接構造 |
| SN490 | 325 | 490〜610 | 抗震構造 |
3. 引張部材の設計
引張力を受ける鋼部材の設計は、次式によります。
σt = N / A ≤ σta
N: 引張力 | A: 断面積 | σta: 許容引張応力度
N: 引張力 | A: 断面積 | σta: 許容引張応力度
孔明けによる断面積减少を考慮し、淨断面積で計算します。
4. 圧縮部材の設計
圧縮力を受ける鋼部材の設計では、座屈を考慮する必要があります。
σc = N / A ≤ σca
細長比 λ = KL / r ≥ 20 の場合、許容応力度を低下させる
細長比 λ = KL / r ≥ 20 の場合、許容応力度を低下させる
5. 高力ボルト接合
高力ボルト接合は、鋼構造において最も一般的な接合方法です。
5.1 ボルトの種類
| 種別 | 保証値 | 适用 |
|---|---|---|
| F10T | 引張強さ1000 N/mm² | 摩擦接合 |
| F8T | 引張強さ800 N/mm² | 摩擦接合 |
5.2 摩擦接合と支圧接合
- 摩擦接合: ボルトの予張力により板を圧着させ、界面の摩擦力で力を伝える
- 支圧接合: ボルトのせん断で力を伝え、孔壁に板が支圧する
5.3 ボルト的配置
標準孔径: 直径 + 2mm（例: M20 → 孔径22mm）
最小ピッチ: 2.5d（d: ボルト径）
最小エンド距離: 1.5d
最小ピッチ: 2.5d（d: ボルト径）
最小エンド距離: 1.5d
6. 焊接接合
焊接は、鋼構造の主要な接合方法の一つです。
- 完全溶込み焊接: 高い强度と止水性が必要不可欠な部位
- 部分溶込み焊接: 二次的な部位や補強材 取付け
- fillets焊接: T字繼手、管類繼手に適用
7. まとめ
鋼構造の設計では、鋼材の高強度さを活かした効率的設計と、適切な接合設計が重要です。高力ボルト接合や焊接接合の特性を理解し、それぞれの状態に合わせた設計を行うことが必要です。