軽量形鋼
Light Gauge Steel Shapes (Cold-formed Light Gauge Sections)
軽量形鋼とは
軽量形鋼（けいりょうがたこう）は、比較的薄い鋼板や鋼帯を、常温でロール成形やプレス曲げ加工（冷間成形）して作る形鋼です。熱間圧延で作られるH形鋼や溝形鋼、山形鋼に比べて、板厚が薄く、同じ断面積でも断面寸法を大きくとれるため、軽量で曲げ剛性を効率よく確保できる点が特徴です。
建築用の構造部材として使われる軽量形鋼は、JIS G 3350（一般構造用軽量形鋼）に規定されています。板厚はおおむね1.6mm〜6mmの範囲で、材料の種類として SSC400 があります。形状は、軽溝形鋼、リップ溝形鋼、リップZ形鋼、軽山形鋼、ハット形鋼などがあります。リップとは、フランジの先端を折り返した部分のことで、薄板の座屈を抑え、断面の剛性を高める役割があります。
主な用途
軽量形鋼は、軽さと加工のしやすさを活かして、次のような部位に使われます。
- 屋根の母屋：折板屋根や金属屋根の下地材として、主要構造の梁の間に架け渡す
- 外壁の胴縁：金属サイディングやALCパネルなどの外装材を取り付けるための下地材
- 倉庫・工場・小規模建築の骨組：軽量鉄骨造（板厚6mm未満の鋼材を用いる骨組）の柱・梁
- 設備架台、仮設構台、手すりなどの二次部材
なお、内装の壁や天井の下地に使われる「軽量鉄骨下地（LGS）」は、JIS A 6517（建築用鋼製下地材（壁・天井））の規格に基づく製品で、構造用の軽量形鋼とは目的も規格も異なります。内装下地については軽量鉄骨壁下地、軽量鉄骨天井下地を参照してください。
設計・施工上の注意
軽量形鋼は板が薄いため、設計・施工では次の点に注意が必要です。
- 局部座屈：圧縮を受けるフランジやウェブの板が薄いため、板の一部が波打つように変形（局部座屈）しやすく、その影響を考えた設計が必要になります。日本建築学会の「軽鋼構造設計施工指針・同解説」などが参考にされます
- 接合：板厚が薄いため、高力ボルト摩擦接合ではなく、ボルト（ねじ類）、ドリルねじ、ワンサイドボルト、溶接などを用います。薄板の溶接は、熱ひずみや穴あき（焼け抜け）が起きやすく、溶接条件の管理が重要です
- 防錆：板厚が薄いと、さびによる断面欠損の影響が相対的に大きくなります。溶融亜鉛めっきや錆止め塗装で防食を行い、現場での溶接部や切断部の補修塗装も確実に行います
- 取扱い：薄く変形しやすいため、運搬・荷揚げ・仮置きでの変形に注意が必要です
H形鋼などの熱間圧延形鋼との使い分け
軽量形鋼とH形鋼は、同じ「鉄骨」でも役割が異なります。H形鋼は板厚が厚く、断面が大きいため、大きな荷重を受ける主要構造の柱・梁（大梁など）に適しています。これに対し軽量形鋼は、荷重の小さい二次部材や、小規模建築の骨組、仮設の架台など、軽量性と施工性が活きる部位に向いています。
板厚が薄いので、高力ボルトの摩擦接合（摩擦接合）のようにボルトを強く締め込む接合は適さず、ボルトの孔周りの支圧やせん断破壊、孔のはしあき寸法などの検討が重要になります。また、熱間圧延形鋼の溶接では当たり前の入熱量でも、薄板では溶け落ちや変形を招くことがあるため、溶接の経験やJIS溶接技能者の資格の内容、施工要領の確認が必要です。
仮設鍛冶工事の現場では、軽量形鋼を仮設物の下地や手すり支柱、荷受け架台などに使うことがあります。この場合も、仮設であっても荷重条件の確認、接合部の強度、転倒や変形への配慮が必要です。重さが軽いことで取り扱いやすい反面、強度が小さいことを見落とさないようにします。
柴田工業の現場から
軽量形鋼は軽くて扱いやすい反面、薄いので溶接では焼け抜けに気を使います。仮設で使うときも、見た目の細さに応じて荷重を考え、無理に使わないことが大事だと思っています。
