H型鋼の利点は何でしょうか？

質問

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。。)

回答No.1

my3027 · ベストアンサー

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。

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・・・？
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回答No.5

aperun8

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

回答No.4

my3027

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

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。

回答No.3

rukuku

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。

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実際にＨ鋼が建築物で使われている時には、所々で
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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、
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のように「座屈」してしまうおそれがあるためです。

回答No.2

tanuki4u

「軽くて、強度が強い」
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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。

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。。