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	重量鉄骨造住宅について

私共がこだわりつづけている地震に強い重量鉄骨造住宅のことをつれづれなるままに書き綴ります。ご意見、ご質問がございましたなら、どしどしお寄せ下さい。 まず重量鉄骨造住宅（今後Ｓ造住宅と称します）の構造材のついて、鋼、木、コンクリートと比較しながら鋼そのものが持つ特性を綴ります。 (a)強度が高い 　鋼材の持つ特性のうち、第一にあげられるのは引張、圧縮、せん断応力のいづれに対しても高い強度をもっているということです。このことは同時に曲げ応力に対する強度も高いことを意味しています。各構造材の圧縮強度を例にとると、節などの強度上欠点のない木が３５０〜４５０kgf/ｃ、コンクリートが１８０〜２４０kgf/ｃであるのに対して鋼は2400〜3300kgf/ｃと１桁違う強度をもっています。

(b)粘り強い 　構造材はそれぞれがもつ強度（耐力）以上に力が加わると損傷を起こします。この損傷を起こす以前の荷重と部材変形の関係は、いづれの構造材も一応弾性体とみなすことができます。しかし、厳密には木、コンクリートは弾性体ではないのです。これに対して損傷を起こした以降の状態を塑性化したとか、降伏点に達したといっています。木、コンクリートは降伏点に達すると、その後は非常にもろく破壊してしまいます。それに比べて鋼材は、その後も強度を少しずつ増加させながら大変形してなかなか破壊しません。 鉄骨造が地震に強いといわれるのはこのためです。鋼材は材料のもつ強度を超える地震力が加わっても、粘り強く変形しながら地震に耐える力を持っているのです。

(c)剛性が高い 　物体に何らかの外力が加わると、物体の硬さに応じて歪みが発生します。弾性体の場合、外力によって部材に発生する応力度と歪み度との間に｢フックの法則｣が成り立ちます。このなかのヤング係数が材料によって大きく異なるのです。ヤング係数が大きいということは歪みにくく、剛性が高いということです。ヤング係数は木で７０〜１００ｔｆ/ｃｍ2に対し、鋼では2100ｔｆ/ｃｍ2です。このように鋼は木の２０〜３０倍の剛性をもっていることになります。

(d)材質のばらつきが少なく信頼性が高い 　鋼材は高度な品質管理のもとに生産される工業製品のため、品質が均一で信頼性が高い材料です。この観点からすると木の場合、自然材であるため種々の要因で木材となったときの強度のばらつきが出ます。このため木の長期荷重に対する設計上の許容応力度は、圧縮強度の１/５から１/６まで低減して用いています。材料強度と許容応力度との差が小さい鋼材は、他の材料より高い信頼性を有していることを意味しています。結果的に設計に用いる鋼材の強度（許容応力度）は木の約２０倍〜２５倍に達します。

(e)クリープ現象がない。 　荷重が一定であっても時間の経過と共に歪みが増大する現象のことを「クリープ現象」といいます。木は初期にたわみは小さくても、クリープによって思わぬ大変形を引き起こすことがあります。この点、クリープのない鋼材は一定荷重によるたわみが時間経過によって増加することはないため、弾性理論に基づく変形の予測がつきやすい。

(f)熱に弱い 　鋼材の欠点の一つとして熱に弱いことがあげられます。通常の鋼は３５０℃まで熱せられると降伏強度が常温時の２/３まで低下します。耐火建築物で鋼材の温度上昇を３５０℃以下に保つため、耐火被覆が要求されるのはこのためです。しかし耐火性能のある耐火鋼（ＦＲ鋼）もあります。ＦＲ鋼の場合、降伏強度が２/３に低下する鋼材温度は６００℃程度です。�

(g)錆びやすい 　木は腐食菌や白蟻の害により断面欠損をした結果、耐力を失うことがあります。鋼材の場合は主元素である鉄が酸素と結合して、二酸化鉄すなわち「錆」が発生します。この錆が鋼材の耐久性を著しく劣化させる原因です。しかし、私共の住宅の場合は鋼材が露出することがないので問題は皆無です。鋼材が露出している橋梁とか東京タワー等は常に錆止め塗装を繰り返すことによって錆を防止しています。鋼材で造られているパリのエッフェル塔は１８８９年のパリ万国博覧会に建設されました。露出されたまま１１６年もの間あの美しい姿を保持しているのは正に常日頃の塗装等によるメンテナンスのたまものと思います。