形鋼

形鋼（かたこう）についての詳細

形鋼とは、あらかじめH形やL形など特定の断面形状に成形された、長い鋼材のことを指します。円形や角形の中空断面を持つ鋼材は鋼管と称され、これらは主に土木や建築の柱、梁、基礎杭、さらには機械製品として幅広く利用されています。形鋼はその断面形状ごとに多様な種類があり、力学的特性や使用目的に応じて選定されます。

形鋼の種類と特性

形鋼は大きく分けて、熱間で圧延された重量形鋼と、薄鋼板を冷間で曲げ加工した軽量形鋼の2種類に分類できます。一般に「形鋼」と言うと、重量形鋼を指す場合が多いです。

重量形鋼

重量形鋼にはH形、I形、山形、溝形、Z形などの多様な種類が存在し、各種類の板厚は部位によって異なるのが特徴的です。例えば、I形鋼や溝形鋼のフランジ部にはテーパーがついており、コーナー部にはエッジ、またはアール（曲線的な丸み）が設けられています。これらの設計は、強度や剛性を最適化するために工夫されています。

軽量形鋼

一方、軽量形鋼は山形、溝形、Z形、ハット形などがあり、板厚は部位にかかわらず一定に保たれています。また、軽量形鋼ではコーナー部がアール状に形成されています。

歴史

形鋼の製造法は1849年にベルギーの企業Forges de la Providenceの社員Alphonse Halbouによって特許され、その後、さまざまな形状の形鋼が発展していきました。

代表的な形鋼の概要

H形鋼

H形鋼は、その断面が「H」の形をしているため、その名が付けられています。H形鋼は、建物や橋、船舶など構造材として使われるほか、基礎杭にも広く使用されており、安定した強度と軽量化が求められる用途に最適です。 H形鋼の縦の部分をフランジ、横の部分をウェブと呼び、その仕様は「H-200（H寸法）×100（B寸法）×5.5（t1寸法）×8（t2寸法）」のように表記されます。

日本国内では2004年時点でH形鋼の生産量は約451万6500トンに達し、主に東京製鐵、新日本製鐵、JFEスチールなどの企業によって手掛けられています。日本での生産は1960年代から始まり、特に1968年竣工の霞が関ビルではH形鋼が多く使用されました。

I形鋼

I形鋼は、「I」形をした形鋼で、H形鋼に似た外形ですが、同じサイズであれば板厚が厚く、物理的特性が異なります。

T形鋼、山形鋼、平鋼、溝形鋼、Z形鋼

各形鋼の特性に応じた用途があり、T形鋼は主にH形鋼を半分にした形、山形鋼はL字に近い形状で、機械や建築に使われます。また、平鋼は帯状の形で扱いやすく、溝形鋼は「コ」字形をしています。Z形鋼は鉄道車両の側梁など特殊な用途で利用されます。

表面処理と輸送

形鋼は通常、無塗装で流通し、時には錆び止め塗装が施されます。鋼矢板は仮設工事などにも使用され、継手によって組み合わせが容易です。

荷姿はサイズによりますが、通常長さ4mから6m程度の鋼材は普通トラックで輸送可能であり、長さ12mまでの物は比較的簡単に移動できるよう設計されています。これらの特性から、形鋼はさまざまな産業で不可欠な材質として重宝されています。

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