ウェブとは?フランジとの役割分担

鋼構造の基礎

ウェブとは?その1

ウェブは「せん断力を主に負担する部材」です。下図参照

フランジとセットで曲げとせん断を分担しています。

この記事でわかること👇

  • ウェブの役割

  • フランジとの力の分担関係

  • 試験で狙われる「座屈・補剛」のポイント

「曲げはフランジ、せん断はウェブ」で負担と覚えているけど

なぜなのか理屈まで理解できると忘れないし

忘れても思い出せます。

学科では「どの力をどの部材が負担しているか」が頻出なので

ここを押さえると得点UPしますよ!

ウェブとは?その2

H形鋼などの鉄骨梁を思い浮かべてください。

上下の厚い板が「フランジ」、それらをつなぐ板が「ウェブ」です。

  • フランジ:上下に配置された厚い板

  • ウェブ:中央の薄い板

ウェブは見た目どおり「つなぎ」の役割もありますが、力学的にはせん断力を負担します。

※板が厚い、薄いと述べていますが相対的にフランジの方がウェブより板厚が厚いという意味です。

力の流れで理解する

梁に荷重がかかると、内部では大きく次の2つが発生します。

  • 曲げモーメント

  • せん断力

このときの分担は、、、👇

■ 曲げモーメント → フランジが主に負担

梁が曲がると、上側は圧縮、下側は引張になります。
この「引張・圧縮のペア」は断面の外側ほど大きくなるため、外側にあるフランジが効く

わけです。

■ せん断力 → ウェブが主に負担

せん断応力度は断面中央で最大になります。
つまり、中央にあるウェブが一番効率よくせん断を負担することになりますす。

  • フランジ:曲げに抵抗する

  • ウェブ:せん断を受ける

なぜウェブは薄いのか?

ここも試験で問われやすいポイントです。

  • せん断力は「面積」で効く → 厚くしすぎなくてもよい

  • 曲げは「断面二次モーメント」が重要 → 外側に材料を集めたい

その結果、ウェブは薄く・フランジは厚くという合理的な断面になります。

ウェブの注意点(座屈と補剛)

ウェブは薄いので、ここが弱点になります。

■ ウェブのせん断座屈

せん断力が大きいと、板が波打つように座屈します。

👉 注意ポイント

  • 薄いほど起こりやすい

  • 梁せいが大きいほど起こりやすい

■ 補剛材(スチフナー)

座屈を防ぐために、ウェブに縦や横の補剛材を入れます。

スチフナーとは?その目的、意味を解説

👉 学科のひっかけ
「ウェブは曲げを主に負担する」→ ❌
「ウェブはせん断を主に負担する」→ ⭕

試験での出方

一級建築士学科では、次の形でよく出ます。

  • フランジとウェブの役割の入れ替え問題

  • せん断応力度の分布(中央最大)

  • ウェブの座屈と補剛の必要性

特に「どこで何の応力が最大になり、どの部材で負担するか」の理解が重要です。

まとめ

  • ウェブは鉄骨梁の中央にある板

  • 主にせん断力を負担する

  • フランジは曲げ、ウェブはせん断という分担が基本

  • 座屈に注意、補剛材で対策する

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