鉄骨構造：現代の建物を支える万能の骨組み

意味
鋼材は、強度が高く、軽量で、全体剛性が優れ、変形に対する抵抗力が強いという特徴があり、特に大スパン、超高層、超重量の建物に適しています。材料は均質性と等方性が良く、理想的な弾性体であり、一般的な工学力学の基本仮定に最も適合しています。材料は可塑性と靭性が優れており、大きな変形が可能で、動的荷重に十分耐えることができます。建設期間が短く、工業化度が高く、高度な機械化で生産できます。
鉄骨構造物においては、高張力鋼を研究し、降伏点強度を大幅に向上させるとともに、大スパン構造物や超高層建築物のニーズに応えるため、H形鋼（広幅フランジ鋼とも呼ばれる）やT形鋼、波形鋼板などの新型鋼材を開発する必要がある。
さらに、熱橋のない軽量鉄骨構造システムを採用しています。建物自体は省エネではありませんが、この技術では巧妙な特殊コネクタを用いることで、建物内の冷熱橋の問題を解決しています。また、小型トラス構造により、ケーブルや水道管を壁面から通すことができ、施工や装飾に便利です。

特徴
1. 高い材料強度と軽量
鋼材は高強度と高弾性率を有し、コンクリートや木材と比較して密度と降伏強度の比が比較的低いため、同じ応力条件下では断面積が小さく軽量で、輸送や設置が容易です。大スパン、高層、高荷重構造物に適しています。
2. 鋼は靭性、可塑性、材料の均一性、構造信頼性に優れています。
衝撃荷重や動荷重に耐え、耐震性にも優れています。鋼材の内部構造は均一で、等方性均質体に近いため、実際の作業性能は計算理論とほぼ一致しています。そのため、鋼材構造は高い信頼性を備えています。
3. 鉄骨構造物の製造と設置における高度な機械化
鉄骨構造部材は工場で容易に製造でき、現場での組み立てが容易です。工場で製造された機械化された鉄骨構造部材の完成品は、高精度、高生産効率、現場での組立速度の速さ、そして工期の短さを特徴としています。鉄骨構造は、最も工業化度の高い構造物です。
4. 鉄骨構造の優れたシール性能
溶接構造により完全密閉が可能なため、気密性・水密性に優れた高圧容器、大型油タンク、圧力配管等に使用できます。
5. 鉄骨構造は耐熱性はあるが耐火性はない
温度が150℃以下の場合、鋼材の特性変化は小さいため、鋼構造は高温作業場に適していますが、構造物表面が150℃程度の輻射熱を受ける場合は、断熱板などで保護する必要があります。300℃～400℃の温度では、鋼材の強度と弾性率は著しく低下します。600℃付近の温度では、鋼材の強度はほぼゼロになります。特別な防火要件のある建物では、耐火レベルを向上させるために、鋼構造物を耐火材料で保護する必要があります。
6. 鉄骨構造の耐食性が低い
特に湿気や腐食性の高い媒体環境では、錆びやすいため、一般的に鋼構造物は防錆処理、亜鉛メッキ、塗装を施し、定期的なメンテナンスを行う必要があります。海水中の海洋プラットフォーム構造物では、腐食を防ぐために「亜鉛ブロック陽極保護」などの特別な対策が必要です。
7. 低炭素、省エネ、環境に優しく、再利用可能
鉄骨造建物の解体では建設廃棄物はほとんど発生せず、鉄はリサイクル・再利用が可能です。