中空構造部

中空構造材( HSS ) は、中空断面を持つ金属プロファイルの一種です。この用語は主に米国、または米国の建設またはエンジニアリング用語に従う他の国々で使用されています。

HSS 部材は円形、正方形、または長方形の断面にすることができますが、楕円形などの他の形状も利用できます。HSS は、規格に従って 構造用鋼のみで構成されています。

HSS は、中空構造用鋼と誤って参照されることがあります。長方形および正方形の HSS は、一般にチューブ鋼またはボックス セクションとも呼ばれます。円形 HSS は、誤ってスチール パイプと呼ばれることがありますが、実際のスチールパイプは HSS とは寸法も分類も異なります。(HSS の寸法は、プロファイルの外形寸法に基づいています。パイプも、異なる規格ではありますが、外形公差に合わせて製造されます。) HSS の角は大きく丸みを帯びており、半径は壁の厚さの約 2 倍です。壁の厚さは、セクション全体で均一です。

英国、または英国の建設またはエンジニアリング用語に従う他の国では、HSSという用語は使用されません。代わりに、3 つの基本形状は、円形、正方形、長方形の中空セクションである CHS、SHS、および RHS と呼ばれます。通常、これらの指定はメートル法のサイズにも関連しているため、寸法と許容差は HSS とは若干異なります。

HSS、特に長方形断面は、部材が複数の方向から荷重を受ける溶接鉄骨フレームでよく使用されます。正方形および円形の HSS は、2 つ以上の断面軸に沿って均一な形状を持ち、したがって均一な強度特性を持つため、この多軸荷重に非常に効率的な形状です。このため、柱に適しています。また、ねじれに対する耐性も優れています。

HSS は梁としても使用できますが、この用途では多くの場合、幅広フランジまたはI ビーム形状の方が効率的な構造形状です。ただし、HSS は横方向のねじり座屈に対する耐性が優れています。

長方形の HSS の平らな四角い表面は施工を容易にし、露出構造物の建築美観のために好まれることもありますが、楕円形の HSS も同様の美観上の理由から露出構造物で人気が高まっています。

つい最近まで、HSS はA500 グレード Bなどの軟鋼で一般的に利用されていました。今日、HSS は軟鋼、A500 グレード Cで一般的に利用されています。HSS に使用できるその他の鋼種は、A847 (耐候性鋼)、A1065 (SAW プロセスで製造された最大 50 インチ平方の大型セクション)、および最近承認された A1085 (A500 よりも強度が高く、許容誤差が小さい) です。

角型 HSS はパイプと同じ方法で製造されます。製造工程では、平らな鋼板が徐々に形を変えて丸くなり、エッジが溶接できる状態になります。次に、エッジを溶接して母管を形成します。製造工程では、母管は一連の成形スタンドを通過し、丸型 HSS (母管) が最終的な正方形または長方形に成形されます。ほとんどのアメリカの製造業者は ASTM A500 または新しく採用された ASTM A1085 規格に準拠していますが、カナダの製造業者は ASTM A500 と CSA G40.21 の両方に準拠しています。ヨーロッパの中空セクションは、一般的に EN 10210 規格に準拠しています。

HSS は、耐火性や堅牢性を向上させるためにコンクリートで充填されることがよくあります。コンクリートで充填されると、その製品は、マサチューセッツ州ウォルサムの発明者 John Lally にちなんでLally columnと呼ばれます (発音はしばしばlolly columnとつぶれます)。たとえば、HSS 製の駐車場周囲のバリア (ボラード) は、少なくともバンパーの高さまでコンクリートで充填されることがよくあります。これは、ボラードに圧縮強度を追加する安価な方法 (交換コストを考慮に入れた場合) であり、見苦しい局部的なへこみを防ぐのに役立ちますが、通常、ボラードの全体的な構造特性を大幅に向上させることはありません。

• 建築のAI理論（デジフェスト2004 オープニング基調講演）
• 鋼管研究所
• 鋼管協会、管寸法