構造エンジニア向け Iビーム vs Hビーム 鋼材選定ガイド

そびえ立つ超高層ビルから広大な橋まで、構造用鋼材ビームは現代建築のバックボーンを形成しています。最も一般的に使用されているものには、I型鋼とH型鋼がありますが、これら2つの鋼材プロファイルを区別するものは何でしょうか。また、エンジニアはプロジェクトに最適な選択肢をどのように選択すればよいのでしょうか。この包括的な分析では、その特性、用途、および比較優位性を検証します。

その名のとおり、I型鋼は、垂直なウェブで接続された2つの水平フランジで構成され、大文字の「I」に似た断面を持っています。テーパーフランジは、特定の方向への優れた曲げ抵抗を提供します。主な属性は次のとおりです。

• 構造設計：独特の「I」形状は材料の分布を最適化し、重量を最小限に抑えながら強度を提供します。
• 主な用途：建物のフレームワーク（梁/柱）、橋、および重量効率が重要な機械に広く使用されています。
• 利点：
  • 重量効率：最適化された形状は、材料費と輸送費を削減します。
  • 優れた曲げ抵抗：フランジは曲げモーメントに対抗し、ウェブはせん断力を処理します。
  • 建設フレンドリー：標準化された寸法は、製造と現場での組み立てを容易にします。

「H」字型のプロファイルを特徴とするH型鋼は、I型鋼よりも幅広く、厚いフランジとより頑丈なウェブを備えており、負荷容量とねじり抵抗が向上しています。注目すべき特性は次のとおりです。

• 構造設計：長方形のフランジとウェブは、すべての軸にわたって均一な強度を生み出します。
• 主な用途：工業施設、高層ビルの支持柱、最大強度を最優先とする橋桁など、高負荷構造に不可欠です。
• 利点：
  • 優れた負荷容量：堅牢な寸法は、より大きな構造的需要をサポートします。
  • ねじり安定性：対称設計は、ねじり力に効果的に抵抗します。
  • 構造的完全性：広いフランジは、全体的な安定性を高め、座屈のリスクを軽減します。

この技術的な比較は、各ビームタイプがどのように異なるエンジニアリング要件に対応しているかを示しています。I型鋼は標準的な用途に費用対効果の高いソリューションを提供しますが、H型鋼は要求の厳しい構造的課題に必要な堅牢性を提供します。