フランジ・ウェブとは？H形鋼・鉄骨の各部名称・役割を施工管理技士試験向けに解説

フランジ・ウェブはH形鋼を構成する基本的な部材名称です。

施工管理技士試験でも頻出の用語です。構造上の役割をしっかり理解しておきましょう。

H形鋼の基本構成

H形鋼（H鋼）は断面がアルファベットの「H」の形をした形鋼で、鉄骨造の梁・柱として最も広く使用される鋼材です。

H形鋼は「フランジ」と「ウェブ」の2種類の板から構成されています。

フランジ（Flange）とは、H形鋼の上下に位置する水平な板（翼板）のことです。

Hの字の上下の横棒部分に相当します。

フランジは主に曲げモーメントによって生じる引張力・圧縮力を負担します。梁として使用する場合、下フランジが引張力を、上フランジが圧縮力を受け持ちます。

フランジが厚く・幅広いほど曲げモーメントへの抵抗力が大きくなります。

フランジ厚：フランジの板厚（通常ウェブより厚い）。フランジ幅：フランジの横方向の寸法。

上フランジ：梁上部のフランジ（圧縮側）。下フランジ：梁下部のフランジ（引張側）。

ウェブ（Web）とは、H形鋼の上下フランジをつなぐ垂直な板（腹板）のことです。

Hの字の縦棒部分に相当します。ウェブは主にせん断力を負担します。

ウェブが高いほど（梁せいが大きいほど）断面二次モーメントが増加してたわみが小さくなります。

ウェブはフランジより薄い場合が多く、過大なせん断力がかかると局部座屈が生じることがあります。

ウェブ高さ：ウェブの垂直方向の高さ（梁せいからフランジ厚×2を引いた値）。ウェブ厚：ウェブの板厚。スチフナ：ウェブの局部座屈を防ぐために取り付ける補強板。

H形鋼とI形鋼（I鋼）はよく混同されますが、フランジの形状に違いがあります。

H形鋼のフランジは断面が平行（平行フランジ）で均一な厚さです。

I形鋼のフランジは先端に向かって薄くなる勾配付きフランジです。H形鋼は接合部の加工がしやすく現代の鉄骨建築に広く使われています。

I形鋼は主に橋梁など土木構造物に使われます。

梁に曲げモーメントMとせん断力Qが作用するとき、フランジにはMによる引張・圧縮応力が生じ、ウェブにはQによるせん断応力が生じます。

効率的に応力を負担するため、フランジは材料をできるだけ中立軸から遠い位置（上下端）に、ウェブは薄く高い形状としているのがH形鋼の合理的な設計です。

施工管理技士試験ではフランジ・ウェブに関して以下が頻出です。

フランジの役割（曲げモーメント担当）、ウェブの役割（せん断力担当）、H形鋼とI形鋼の違い（平行フランジvs.勾配フランジ）、ダイアフラムとの関係などです。

「フランジは曲げ・ウェブはせん断」という役割の違いは必ず覚えておきましょう。

H形鋼のフランジは上下の水平板で曲げモーメント（引張・圧縮力）を担当し、ウェブは中央の垂直板でせん断力を担当します。

H形鋼はフランジが平行（均一厚）でI形鋼と異なります。

フランジに作用する集中力を柱に伝えるためにダイアフラムが必要です。