C形鋼のテーパーについて

質問

一般的なC形鋼の内フランジ部はなぜテーパ面になっているのでしょうか。
また、テーパ面を有効利用する方法はあるのでしょうか。

回答No.2

queef · ベストアンサー

もうすこし正確に回答します。
フランジは片持ちですから基端に大きな曲げを受ける可能性があります。I形鋼は主にレールなどに使われた鋼材なので自重以外の力がフランジにかかることが多かったのです。そういった理由から基端が先端よりも厚い形状は理にかなっており、昔の鋼材はテーパーつきが標準でした。
I型鋼と同じ型を使って作る片刃の鋼材が、溝型鋼（C型鋼）です。
山型鋼（L型鋼）も昔からある鋼材で、建築材などに使われるこの鋼材はテーパーなしが標準でした。

＞多少は強くなるかもしれませんがわざわざ使いにくいテーパにする理由にしては少し弱い気がします。

上記を踏まえるとここは順番が逆になります。使いやすさのためにテーパー無しの規格を増やすというのが作り手側の視点です。
溝型鋼のような用途が限られた鋼材は強度を弱めてまで規格を変える必要がなかったと考えられます。すくなくとも今のところメーカーがラインを一新するほどの理由にはなっていないということです。

もう何年かすれば変わっていくかもしれませんが。

お礼

詳しい回答ありがとうございます。

確かにI鋼の場合はフランジに力がかかり、フランジが厚い方が理にかなっています。

C鋼はI鋼の片刃だったのですね。初めて知りました。

C鋼はそのなごりでテーパ面なのですね。

回答No.3

hahaha8635

型鋼は熱間圧延によって製造してるので
歪みにくく　強度的に体力が持つようにあのような形になってます
https://jis.jts-tokyo.com/steel-channels-standards/

R部にドリルの片刃が当たると折れるので　
設計時注意が必要
2Dや現場知らない平気で設計するが
角パイプやH鋼などもそうです

>>テーパ面を有効利用する方法はあるのでしょうか。
ない

ボルト・ナットで組み立てるとき
裏にチャンネル用の座金が必要

基本的にドンガラモン(溶接フレーム)は　タッププレートを張る
外注設計に出してそのまま制作　
納品時　RL間違えて作って　
真っ青　っていう修羅場を見たことはある　　被害総額1000万

その後その会社は　タッププレートすら廃止して
Uボルトにしました

ほかにも恐ろしい話はいっぱいある

お礼

ありがとうございます。
大変参考になりました。

設計する際はR部に気を配ります。

回答No.1

queef

フランジにテーパーがついたものはフラットのものより強度が高いので強軸方向で使えばたわみにくくなります。
I型鋼なども、Hなどと比べてフランジ幅が小さいため、その分テーパーをつけて強度をあげるようにしています。

補足

回答ありがとうございます。
テーパが付いたものはフラットのものより高くなるのでしょうか？

例えばC-100*50*5*7.5の場合
断面積：1192【mm^2】
断面係数Zx：37.6【cm^3】
断面二次モーメントIx：188【cm^4】
※JFEスチール調べ

ウェブ部：100*5
フランジ部：50*7.5
のフランジ部が水平のコの字の図形で計算してみたのですが
断面積：1175【mm^2】
断面係数Zx：37.2【cm^3】
断面二次モーメントIx：186【cm^4】

となり、強度はあまり変わりないと思います。

多少は強くなるかもしれませんがわざわざ使いにくいテーパにする理由にしては少し弱い気がします。