# 鉄骨の梁はなぜH型なのか？ 建築業界で自分らしく生きていくラジオ このラジオは佐々木建物は物理学であるを出版した一級建築士兼動画クリエイターの小建築士が 建築の魅力や業界を自分らしく生き抜くためのヒントを共有している番組です。 さて今日はですね、ちょっと身近なものを使って建物の仕組みというか ちょっと解説していきたいなと思うんですけど 手元にですね、もし紙とか下敷きとか そういうのがあったらちょっと持ってみてほしいんですけど 僕今これ目の前に封筒があって ちょっとビデオ付きで見てる人には伝わるかもしれないんですけど 端と端を持ってそのまま寝かせた状態だと 普通に曲がりますよね こう曲がっちゃいますよね なんだけどこれを縦にして 縦にした状態で上からこう押してみると そう簡単には曲がりにくいですよね あ、まあ曲がるな 曲がるけど さっきよりは曲がりにくいですよね 強くなってる 材料も長さも同じものなんだけど 変えたのは向きだけですと 今日はこれでこれを使って建物の梁 梁っていうのは構造ですね 構造の柱の頭と頭をつなぐものになりますが 何かその梁と鉄骨の形につながる話をさせていただきたいと思います 今こうやって曲げたときに起きていること 何かというとですね これまた別のものでやったほうがいいのかな 別のものでやったほうがいいね スポンジに縦線を書いてみます 消しゴムでもいいですね 消しゴムやスポンジなどにマジックで縦線を何本か引きます それを真四角細長い状態で両端を持って 左右どっちとも下にグッと曲げると 線は上に下にグッと曲げると 下側は縮込む側なので線同士がつながり近づきます そうすると押しつぶされている状態になる 逆に上側 上側は縦線が伸びる状態離れる状態になるので 引っ張られている状態になる 伝わるかな伝わってますかね 逆に真ん中は線の間隔がほとんど変わらないと思うんですよね マジ伝わってるかな 縦線を書いたスポンジをギュッと曲げてみると 書いた面が動くような方向で曲げてみると どっちかが線が広がってどっちかが線が近づくようになると思うんですよね それって建築用語で言うと引っ張りと圧縮と言うんですけど 圧縮側引っ張り側と言って その材料にかかる力がそのようになっているということが 今のスポンジだったり消しゴムを使うことで分かると思います 真ん中ほとんど線変わらなかったじゃないですか なので建物にすると結構力が加わったりして 結構いろんな方向に曲がったりするというときに 材料が押しつぶされたり引っ張られたりしているじゃないですか 今曲がったところが線が近くなったり離れたりしていると それってそこを押し返す力が働いているんですよね なのでその状態を保っているということになるので これが曲がりにくさというものの正体になります 一番働いているのは上の端と下の端だったと 真ん中はほとんど働いていないと ほとんどサボっていると言えるかなと また一方でスポンジとか消しゴムの高さが高い 幅が広ければ広いほど曲げたときに 上の端と下の端の線がより大きく動くはずなんですよね ですよね その分つぶれ方伸び方が大きくなって 逆に強く押し返せると 線が離れるから大きな力を与えられるようになるということですね 大きな力がかかっても材料が耐えていれば その分大きな力を受けられるということになるので ちょっと難しいですね 言いたいのは 曲げたときに力がかかっているのは 上の端と下の端ですと 真ん中はほとんど動いていない 力はかかっていないというような状況だということを伝えたかったです これが何なのかというと 鉄骨の針ってよくH孔と言うじゃないですか H型に針の断面がH型になっているものがよくあると思うんですけど 建物でも見たことあるかなと思うんですが H孔って何がいいのかというと さっきの話で 上側と下側のみが力を受けているのであれば 真ん中は省略してもいいよねということで 断面だけ見ると 上側と下側はしっかりと板が横に入っているんだけど 真ん中は縦のものだけでいいという考え方で作られたのが このH型孔というものになります H型孔はマジすごいですよ 建築用語で言うと上下の板をフランジ 縦の板をウェブという風に言うんですけど 数字で言うと 同じ量の鉄骨を使って 普通の四角い棒を作ったとするじゃないですか その時とH型孔を同じ原料の量で作ったとしたら H型孔の方が約30倍強く作れるらしいんですよ 30倍ってえぐいですよね っていうのがあります さっきのうまく伝わったかわからなかったけど 梁って建物を支える上ですごく重要な部分なんだけど 床を乗せたりする上でね 梁の幅は結構柱に合わせて作ることが多いんです 木造だったら105ミリとかの柱 105角の柱に 105幅の梁を乗せるんですけど その時に力がたくさんかかるところには 梁の高さを高くしたものをそこに乗せることが多いです これさっきの曲げた時に たくさん力がかかるようになるということは その分力をかけても大丈夫ということなので 形が変わらないということなので そのようにして幅はどうでもいいといったらあれですけど 柱と同じ幅にして それよりも重要なのは高さをいかに取るかというところが重要になってきます 数字で言うと面白いんですけど 高さを例えば2倍にする 100から200にしたとすると 8倍も曲がりにくくなる すごいですよね 単乗になるらしいです 高さを2倍にしたら2×2×2で8倍になる 高さを3倍にしたら27倍まで大きくなる 曲がりにくさで そういうほどこの張り性 張りの高さをコントロールすることが いかに重要かということが分かるかなと思います 僕は現場監督で 住宅が多かったんですけど やっぱり張りの高さってすごく重要というか 結構チェック項目にも入ってきていて 張りの大きさ 本当に大きな空間を作るときには 大きな高さの張りが必要ということで 結構いろんな高さの張りを 組み合わせて使うことが多くて 現場監督のときは結構それをチェックしてたりとか あとは天井を作るときに 一番大きい張りの下に作らなきゃいけないので しかも電気の配線とかも通して 天井の高さが決まるということなので 結構この張りの高さというのは 結構キーポイントなんですよね 空間を作る上で っていうので結構 その辺は僕も結構考えたというか 現場監督のときは結構そこを見てたりしましたね ここもっと天井を上げれないかというときも 結構張りの高さを図面上で見て ここはこれぐらいあるから 空間ちょっと天井を上げれませんねとか 例えば張りのところだけ下げて あと他は上げれますよとか なんかそういうふうにして 現場管理をしていました 今もやることはあるんですけど っていう感じです そんな感じですね あとは角のパイプもそうですね 同じような感じで H型 例えば鉄の棒を作るときに 必要な材料 角パイプって結構真ん中が空いてるじゃないですか 全身柱も空いてるらしいですよね あれも中に空洞があった方が 力が強くなるんですよね 強くなるというか耐血性が上がるということで 同じ量の鉄骨だったりコンクリートを使うとしても 中に空洞があった方が強くなるっていうのは 結構これは数学と言えるのか物理と言えるのか よくわからないですが そういうことがありますね これを計算するときは 断面二次モーメントと言いまして 計算式があるんですね 建築を勉強してる人だったら 絶対に勉強する内容だと思うので 12分のBH3乗だったっけな H3乗っていうのがさっきのあれか 高さ2倍にすると強さが3乗されるっていうものの 方式ではあるんですけど そういった数学の知識というか 計算式を使うことによって そのあたりの値を出すことができるっていうのは ありますよね という感じで まあそうだな 身近なさっきの 身近な下敷きとか紙とか布団とか使って 曲がりにくさみたいなものを 体感できたかなと思うんですけど そういう感じで建物を一つ説明するときにも 身近なもので解説できるものが多いので この辺は僕もより面白く動画にできたらいいなと思いながら 今これ話しててすごく難しいなと思いましたね ちょっとわからないところがあれば ぜひコメント欄等で教えてください 聞いてください すごくコメントいただけると嬉しいので すごく楽しみに待っています というわけで今日の配信はこんな感じで終わりにしたいと思います 今日は建物の張りの形についてお話をさせていただきました いかがだったでしょうか 先日過去放送をボイシリで出したんですけど 僕のテンションがめちゃめちゃ高くてびっくりしました 2年前くらいかな2年3年前くらいだと思うんですけど 別人化というくらいめちゃめちゃテンション高くて 僕の最近の声元気なさすぎやろみたいな感じになってたので テンションの違いもその時のフェーズというか 自分の気分によるものもあると思うんですけど それにしてもめちゃめちゃ元気だったので 数年前は僕も元気だったんだなというか だって今は元気ないわけではないんですけど そういうのが聞けてすごく面白かったなと思います というわけで今日の配信はこんな感じで終わりたいと思います 最後まで聞いてくださってありがとうございました また明日の配信でお会いしましょう バイバイ