H形鋼とI形鋼とは

Hビームとは？

H形鋼高い耐荷重効率と軽量設計を特徴とするエンジニアリング骨格材料です。特に、大スパン・高荷重の現代の鉄骨構造に適しています。その標準化された仕様と機械的利点は、建設、橋梁、エネルギーなどの分野におけるエンジニアリング技術の革新を推進しています。

Iビームとは？

Iビームは経済的な一方向曲げ構造材料です。低コストで加工が容易なため、建物の二次梁や機械支持材などに広く使用されています。しかし、ねじり強度や多方向荷重に対する耐荷力はH形鋼に劣るため、機械的な要件に基づいて厳密に選定する必要があります。

H形鋼とI形鋼の違い

本質的な違い

HビームH形梁のフランジ（上部と下部の水平断面）は平行で均一な厚さを持ち、H字型の断面を形成します。優れた曲げ抵抗とねじり抵抗を備え、コアとなる荷重支持構造に適しています。

IビームI型梁のフランジは、内側が狭く、外側が広く、傾斜（通常8%～14%）があります。I型断面は、一方向の曲げ抵抗と経済性を重視しており、軽荷重の二次梁によく使用されます。

詳細な比較

Hビーム:H形鋼均一な幅と厚さの平行フランジと垂直ウェブで構成される、ねじりに強い箱型構造です。優れた曲げ、ねじり、耐圧などの機械的特性を備えていますが、コストが比較的高く、主に高層ビルの柱、大スパンの工場屋根トラス、大型クレーン梁など、中核的な荷重支持用途に使用されます。

Iビーム:Iビームフランジ傾斜設計により、材料を節約し、コストを削減します。一方向曲げに対しては高い効率を発揮しますが、ねじり抵抗は弱いです。工場の二次梁、設備支持部、仮設構造物など、荷重が軽い二次部材に適しています。本質的に経済的なソリューションです。

H形鋼とI形鋼の応用シナリオ

Hビーム:

1. 超高層ビル（上海タワーなど） - 幅広フランジの柱が地震や風のトルクに耐えます。
2. 大スパンの産業プラント屋根トラス - 高い曲げ抵抗により、大型クレーン（50トン以上）や屋根設備を支えます。
3. エネルギーインフラ - 火力発電所のボイラーの鉄骨フレームは圧力と高温に耐え、風力タービンのタワーは風の振動に抵抗するための内部支持を提供します。
4. 耐久性の高い橋梁 - 海上橋のトラスは車両の動的荷重と海水による腐食に耐えます。
5. 重機 - 鉱山の油圧サポートと船のキールには、ねじれと疲労に強いマトリックスが必要です。

Iビーム:

1. 工業ビルの屋根の垂木 - 角度付きフランジは、カラーコーティングされた鋼板（スパン < 15m）を効率的にサポートし、H 型梁よりも 15% ～ 20% コストが低くなります。
2. 軽量機器のサポート - コンベアトラックと小型プラットフォームフレーム (荷重容量 < 5 トン) は静的荷重要件を満たしています。
3. 仮設構造物 - 建設用足場梁や展示場の支持柱は、迅速な組み立てと解体とコスト効率を兼ね備えています。
4. 低荷重橋 - 地方道路上の単純支持梁橋（スパン < 20 m）は、コスト効率に優れた曲げ抵抗を活用します。
5. 機械の基礎 - 工作機械のベースや農業機械のフレームでは、高い剛性対重量比が活用されています。