溝形鋼の定義とコア特性
U チャネルまたは C チャネルとも呼ばれるチャンネル鋼は、U 形または C 形の断面を持つ長い鋼片で、複雑な断面の鋼製品として分類されます。その独特の形状は、同じ側から突き出た 2 つの水平フランジを備えた垂直ウェブで構成され、谷のようなプロファイルを作成します。この断面設計により、優れた強度対重量比が得られるため、チャンネル鋼は建設、機械工学、車両製造において好ましい材料となっています。オープンチャネル形状は、ウェブの裏面が平らであることも特徴としており、他の構造部材に対するボルト締めや溶接が容易になります。チャンネル鋼は、炭素含有量が 0.25% 以下の炭素構造用鋼、または低合金鋼ビレットからなるビレットを原料として、主に熱間圧延によって製造されます。この材料は、構造用途の要求を満たすために、良好な溶接、リベット留め、および包括的な機械的特性を備えている必要があります。
溝形鋼の製造方法とプロファイルの種類による分類
チャンネル鋼は、製造プロセスに基づいて、熱間圧延チャンネルと冷間成形チャンネルの 2 つの主なカテゴリに分類できます。熱間圧延チャンネルは、鋼ビレットを高温に加熱し、圧延機に通して目的の U 字型断面を得ることで製造されます。冷間成形チャネルは、一連の成形ローラーを通して平鋼ストリップを室温で曲げることによって製造され、さらに等辺チャネル、不等辺チャネル、内側コイルチャネル、および外側コイルチャネルに分類できます。熱間圧延カテゴリー内では、チャネルはフランジの形状によってさらに分類されます。 American Standard C チャネルは、約 16.67% (2-in-12) の傾斜を持つテーパー状の内側フランジ表面を特徴としていますが、MC チャネル (その他のチャネル) は、標準の C シリーズ プロポーションから外れる幅広または深いフランジを備えています。ヨーロッパのチャネルには、テーパー フランジを備えた UPN プロファイルと平行フランジを備えた UPE プロファイルが含まれます。中国の規格では、チャネルを通常のチャネルとライト チャネル (「Y」で指定) に分類し、レッグ エッジの内側円弧半径が指定されています。
米国標準チャンネル サイズ: 帝王切開および MC セクション
アメリカの標準システム (ASTM A6/AISC) では、構造チャネルは文字「C」(標準チャネルの場合) または「MC」(その他のチャネルの場合) で指定され、その後に公称深さ (インチ) とフィートあたりの重量 (ポンド) が続きます。たとえば、C8×11.5 は、公称深さ 8 インチ、重量 1 フィートあたり 11.5 ポンドのチャネルを示します。 C チャネルは、3 ～ 15 インチの範囲の深さで作成されます。一般的な C チャネル サイズには、C3×4.1 (深さ 3.00 インチ、フランジ幅 1.410 インチ、ウェブ厚さ 0.170 インチ) から C15×50 (深さ 15 インチ、フランジ幅 3.716 インチ、ウェブ厚さ 0.716 インチ) があります。 MC チャネルは、より厳しい構造上の要求に対応する幅広いフランジ オプションを提供します。一般的なサイズの範囲は MC6×12 ～ MC18×58 です。メートル法のアプリケーションでは、C チャネルの寸法をミリメートル単位で指定することもできます。たとえば、C75×6 の深さは 76 mm、フランジ幅は 35 mm、重量は 5.9 kg/m です。 C150×12の深さは152mm、フランジ幅は51mm、重量は12.2kg/mです。 C380×74は奥行き381mm、フランジ幅95mm、重量74kg/mです。
欧州標準チャネル サイズ: UPN および UPE プロファイル
欧州規格 (EN 10279 および EN 10365) では、UPN (テーパー フランジ チャネル) と UPE (平行フランジ チャネル) という 2 つの主要なチャネル プロファイルが定義されています。 UPN チャネルは、テーパー状の内側フランジとわずかに外側に向いたフランジ先端を備えた U 字型の断面を持ち、材料を効率的に分配して重量と構造性能のバランスをとります。 UPN チャネルのサイズ範囲は UPN 50 から UPN 400 までで、数字は公称深さをミリメートル単位で示します。 UPN プロファイルのウェブの厚さは通常 6 ～ 8.5 mm の範囲です。 UPE チャネルは同じ U 字型の断面を共有しますが、平行フランジを備えているため、ボルト締めと溶接による接続が簡素化され、現場での取り付け時間が短縮されます。 UPE プロファイルの範囲は UPE 80 ～ UPE 400 で、ウェブの厚さは 4.5 ～ 5.2 mm です。 UPN チャネルのテーパー フランジ形状は、建築的に露出した鉄骨構造に適した細長いプロファイルを提供し、一方、UPE チャネルの平坦なフランジは、精密な取り付けや多数のビームとチャネルの接続を必要とする用途に最適です。
中国の標準チャネル サイズ: GB/T 707 仕様
中国の国家規格 GB/T 707 では、チャンネル鋼は公称高さをセンチメートル単位で表すモデル番号で指定されます。たとえば、「5#」チャネルの公称高さは 50 mm で、対応するフランジ幅とウェブの厚さが規格で指定されています。サイズ範囲は 5# から 40# までのモデルをカバーしており、一般的な寸法は次のとおりです: 5# (高さ 50mm、フランジ幅 37mm、ウェブ厚さ 4.5mm)、6.3# (高さ 63mm、フランジ幅 40mm、ウェブ厚さ 4.8mm)、8# (高さ 80mm、フランジ幅 43mm、ウェブ厚さ 5mm)、および 20# (高さ 200mm、フランジ幅 73mm、ウェブ厚さ 7mm)ウェブの厚さ）。同じ高さの指定内には通常、「a」や「b」などの文字で区別され、異なるフランジ幅とウェブの厚さを表す複数のバリエーションがあります。日本工業規格JIS G3192ではSHFシリーズのチャンネルが規定されており、SHF100は高さ100mm、フランジ幅50mm、ウェブ厚さ5mmとなっています。中国のチャンネルはインフラ用途でのコスト効率が優先され、JIS チャンネルは耐震性が最適化されています。 GB 標準チャネルは、通常 6 ～ 12 メートルの長さで利用できます。
材料グレードと品質基準
チャンネル鋼は、地域の規格や用途の要件に応じて、さまざまなグレードの材料から製造されています。 ASTM 規格では、 ASTM A36 は構造用炭素鋼チャンネルに最も一般的に指定されているグレードで、最小降伏点 36 ksi (250 MPa) と引張強さ 58 ～ 80 ksi (400 ～ 550 MPa) を備え、最大炭素含有量は約 0.26% です。より高い強度要件の場合、 ASTM A572-50 (降伏 50 ksi) が一般的な代替品となります。その他の利用可能なグレードには、ASTM A529-50、A529-55、および A992 があります。欧州規格では、一般的なグレードには S235JR、S275JR、および S355JRが含まれます。中国の規格ではなどのグレードが指定されています 、Q235、Q235B、Q345B。日本およびその他の国際規格には、 SS400 および SM400 シリーズの グレードがあります。ステンレス鋼用途の場合、チャネル セクションはグレード 201、304、316、および 316L で利用できます。材料グレードの選択は、特定の用途ごとに必要な降伏強度、環境への曝露、溶接性、およびコストの考慮事項によって決まります。
