『鉄骨梁の“たわみ”を制する者が構造を制す？』計算だけではない実践的視点

2025年6月10日 2025年6月10日 glt

1. はじめに：なぜ“たわみ”が鉄骨梁設計で重要なのか

鉄骨梁の設計において、一般的には強度（破壊しないこと）や剛性（変形しにくいこと）が注目されますが、忘れてはならないのが「たわみ」です。たわみとは、梁が荷重を受けたときにたわんで変形する現象で、構造上の安全性には直接関わらないものの、使用性・快適性・仕上げ品質に大きな影響を与えます。

例えば、オフィスビルの床にわずかな沈み込みがあるだけで、入居者から「気持ち悪い」とのクレームが発生することがあります。構造計算上は合格でも、現場で「この梁、たわみすぎじゃないか？」と言われる設計は、実務として不合格なのです。

たわみに関する基準は、JISや建築基準法のなかに明確に定められていない場合も多く、実務上は「L/200」や「L/300」といった経験則に基づく判断が用いられます。たとえば、スパン6mの梁であれば、L/300の場合、許容たわみは20mmになります。

設計条件や用途によっても許容値は変わります。特に、天井が直貼りであったり、ALCパネルと組み合わせる場合などは、たわみの許容量が非常に厳しくなります。設計者には、構造安全性と意匠・施工性とのバランスをとる目利きが求められます。

設計計算におけるたわみには、使用時たわみ（恒常荷重＋積載荷重）と施工時たわみ（スラブ打設時の自重）があり、それぞれを意識して対策を講じる必要があります。施工中にたわみが発生すると、スラブのレベルが狂い、床仕上げに手直しが発生するなど、後工程に多大な影響を与えます。

また、たわみによる天井仕上げ材の割れや浮き、仕上げ材の反りなどもトラブルの元になります。計算で「OK」でも、現場で「使えない」と言われるのは、こうした配慮が足りない場合が多いのです。

たわみ対策には、以下のような実践的な手法があります：

某商業ビルで、入居直後から「床が揺れる」との苦情が発生。調査の結果、梁のたわみがL/180と想定以上であることが判明。急遽、床下補強を実施し、数百万の追加工事費用が発生。

10mスパンを持つ梁が、ALC床パネルと組み合わされた設計で、打設時に想定以上のたわみが生じALCが破損。設計見直しにより梁断面を増強、さらに中間支点を設けることで対応。

構造設計者に求められるのは、「壊れない」設計に加えて、「使いやすい」設計です。意匠設計者や設備設計者、さらには現場施工者とも対話をしながら、「この梁は本当に現場で活かせるか？」という視点を持つことが、実務家としての信頼につながります。

鉄骨梁の“たわみ”は単なる数値ではなく、現場のリアルに直結する重要な設計要素です。その奥深さを理解し、設計に活かせる者こそが、構造を制する者なのです。