鋼構造の未来戦略を探る

─ 鋼構造未来戦略小委員会2020年度活動報告（アンケート調査･技術トレンド調査）中村 一史
１ はじめに一般社団法人日本鋼構造協会 鋼構造未来戦略小委員会るべき姿」を議論し技術戦略を立案

位置付けで、ニーズ・シーズに関するするとともに、若手後継者に対して夢アンケート調査および技術トレンド調（ 一 社 ）日 本 鋼 構 造 協 会（ 以 下、のある未来を提示することを目的とし査の概要と分析の進捗について報告

JSSC）の第 9 次中期 3 カ年計画（2020た活動を展開している。

する。

〜 2022 年度）
では、鋼構造の輝きを本小委員会の初年度となる2020 年

将来にわたって持続させるための重度は、現状分析から着手した。まず、点課題として、研究・開発や事業のJSSC 会員に対して、鋼構造のニーズ・新しいアイデアを創出する「企画機能シーズに関するアンケート調査を実施の強化」を挙げている。メーカー、エした。会員から寄せられた回答についンドユーザー、研究者が一体となったて、JSSC の研究小委員会での実施・鋼構造未来戦略小委員会では、鋼JSSC の組織の強みを生かし、鋼構造計画状況を踏まえながら分析を行い、構造のニーズ・シーズに関して JSSCのシンクタンクとして、「所与の課題を当委員会で取り扱うテーマの絞り込み会員の意見を広くヒアリングし、今後解決する能力」のみならず、「課題そのを実施中である。の活動に反映させるため、アンケートものを設定する能力」を磨き、取り組むことが求められている。

並行して、鋼構造の技術トレンドを把握するため、学 術論文、建設関連

２

ニーズ・シーズに関するアンケート調査

2．1

アンケートの依頼先と回答状況調査を 2020 年 7月から 8 月にかけて実施した。

このような戦略立案を専門に、かつ企業の中期経 営計画、土研・建研・アンケートの依頼先と回答状況を継続的に検討するため、2020 年度よ学協会・関連団体等の主要研究テー

表１に示す。なお、企業会員（第 1 種り運営委員会の傘下に「鋼構造未来マ・助成テーマを対象とする文献調査正会員）に対しては、アンケートの調戦略小委員会」が新たに設置された。

を行い、過去 10 年程度の研究開発の査票を社内の適切な方、あるいは部門我々を取り巻く環境をつぶさに分析し系譜を整理するとともに残課題を抽出への展開を依頼した。1 社から複数のながら、短期的な喫緊の課題だけでした。

回答をいただいた企業もある。

なく、中長期的な視座で鋼構造の「あ本稿では、現状分析の中間報告の
表１

区分 1

区分２

アンケートの依頼先と回答状況
会員数
区分 1

第 1 部会（製鉄、鋼材・建材、防食等）
第 2 部会（製作・加工、住宅等）
119（社）
第 3 部会（建設、設計 ･ エンジニアリング等）
第 4 部会（ステンレス関連）
大学・高専
第2種
558（名）
正会員
個人会員・その他特別会員
特別会員
52（団体・社）
合計
729
第1種
正会員

図1

182021.SUMMER No.46

図 1にアンケート回答者の属性を示

区分 230（社）
30 （社）
41（社）
18 （社）
360（名）198 （名）52（団体・社）
729

アンケート回答者の属性回答数（件）
区分 1
区分 291643162203010337676

回答率（％）
区分 1
区分 230.053.336.1
39.0
11.1
5.65.45.1
5.85.810.410.4

革新的技術開発の動向 ― DXをめぐる鋼構造分野の動き― 設計 / 加工 / 検査
鋼構造の未来戦略を探る ─ 鋼構造未来戦略小委員会 2020年度活動報告（アンケート調査 ･ 技術トレンド調査）

す。企業会員では、第 2 部会と第 3 部

鋼材を溶接する際の「溶接金属の強回答件数は、土木分野が 30 件、建会に所属する技術者からの回答が多度マッチング」や「鋼梁へのデッキプ築分野が 19 件、その他の分野が 2 件

く、また、個人会員（第 2 種正会員）かレート取り付け」に関する課題に関しであった。

らの回答も多かった。年代別では、40て複数の回答があった。そのほか、複土木分野では、前述のニーズに呼代の回答が一番多く、30 代を合わせ数回答があったニーズとして「あと施応して、「維持管理」、「補修・補強」、ると過半を超える。鋼構造の未来を工アンカー」があった。

「防食」、「検査・点検」に関わる基規担う世代から積極的に回答が寄せら土木･建築分野の双方から、「塗装準整備の要望が多く寄せられた。具れたのは、非常に喜ばしいことであのケレン」に関する課題があげられて体的には、「既設橋の耐力・耐久性のる。分野別では、土木分野からの回いる。

評価手法」、「補修・補強に対する設答が建築分野を上回った。回答者の担当業務については、設計および開発関連の業務に携わる方が多かった。
2．2

アンケートの設問と回答内容

アンケートは、Q1 〜 Q4 の 4 つの設問で構成されている。設問ごとに主な回答を紹介する。
◆ Ｑ１
鋼構造関連のニーズについての質問です。現在、日々の業務で支障となっている技術的課題、あるいは解決すべき業界共通の技術的課題はありますか？
Q1は、68 名の方から回答があった（回答率 89.5％）。

◆ Ｑ２
鋼構造関連のシーズについての質問です。今後、一般化・普及させたい設計 法・施 工法・製品・材料・加工法等の新しい技術はありますか？
Q2 は、47 名の方から回答があった（回答率 61.8％）。

等に関する統一的な指針の確立である。そのほか、スタッドやボルトに関する技術（高強度スタッド、ねじスタッド＋高ナット、片面施工高力ボルト）の規準化に関して複数の回答があった。
建築分 野では、土木分 野と同様、前述のニーズに呼応して、高力ボルトやボルトの「拡大孔」、強度が異なる

回答件数は、土木分野が 27 件、建鋼材の「溶接金属の強度マッチング」、築分野が 26 件、その他の分野が 3 件「あと施工アンカー」に関する規準化であった。の要望が複数寄せられた。

土木分野では、複数回答があった

土木･建築分野共通の要望として、シーズとして、「ピーニング」や「熱加工JSSC の「鋼構造物の疲労設計指針・等を用いた残留応力制御」による「疲同解説」に対する定期的な改定と最労対策技術」、「フェイズドアレイ」を新の知見の反映を望む回答があった。

回答件数は、土木分野が 49 件、建活用した「超音波探傷 技術」、
「鋼床築分野が 46 件、その他の分野が 2 件版」を適用した橋梁の架け替え、「皿であった。

型高力ボルト」や「新耐力点法対応型土木分野では、傾向が比較的明快計法・施工法」、「既設橋の維持管理」のボルト」等があげられる。

◆ Ｑ４
本協会が取り組むべき調査・研究課題について、Q1 〜 Q3 でご回答いただいたことを含めて、具体的イである。すなわち、既設の鋼橋や鋼構建築分野では、「溶接」に関連する造物の「腐食」、「疲労」に関するニーシーズが全体の 4 割弱を占める。具体ズが圧倒的に高く、それと関連の深い的には、「AI」や「ロボット」を活用し「維持管理」、「補修・補強」、「防食」、た溶接施工の合理化、「レーザーハイ「検査・点検」に対する課題が多くあブリッド」や「高電流埋もれアークを用げられている。そのほか、「道路橋示いた高能率溶接システム」のような新方書・同解説（平成 29 年版）」の設計。
しい溶接技術に関するシーズである。 （回答率 53.9％）

法に関する要望や「塗装」の耐久性等

そのほか、「金属系 3Dプリンターの建回答件数は、土木分野が 25 件、建に関する課題について複数の回答が材製品への適用」に関しても複数の回築分野が 10 件、その他の分野が 4 件寄せられた。

答が寄せられた。

であった。

建築分野では、土木分野ほど傾向が鮮明ではなく、ニーズは多岐にわたる。その中でも、「ボルト」と「溶接」に関するニーズが際立って多い。前者に関しては建築基準法で、その使用が認められていない高力ボルトやボルトの「拡大孔」、後者では強度が異なる◆ Ｑ３
本協会に整備（新規に制定、あるいは改定）して欲しい鋼構造関連の基規準類はありますか？
Q3 は、41 名の方から回答があった（回答率 53.9％）。

メージをお持ちでしたらご記入下さい。長期的視点で取り組む新しいテーマ（実現は 10 年以上先）でも結構です。
Q4 は、41 名の方から回答があった

この設問では、JSSC が取り組むべきテーマについて具体 的な構想（背景・狙い、内容、予想成果、実現までの目安等）の記述を依頼した。Q1 〜
Q3 であげたテーマについて丁寧に回答される方が多かった。一つ一つが貴重な意見であり、これらを慎重に分析
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しながら、今後の技術戦略の検討につなげたい。主な回答を整理すると以する評価・コメントをいただいた。

損した既設橋梁の耐荷力評価、およ

この中で「現在、取り組み中」および補修・補強技術や耐候性鋼橋梁へび「今後の研究計画で予定」のテーの飛来塩分量が耐久性に与える影響

土木分野では、やはり既設の鋼橋

マには、「ピーニングによるき裂予防」の評価、近年開発、実用化が進んでや鋼構造物の「維持管理」に関連する（鋼橋の構造性能と耐久性能研究委

いる塗装周期延長鋼の適用と暴露試ものが最も多く、今後加速するであろ員会）、「塗装に対する耐久性の評価」

験 結果に関する成果などがある。ま「高力ボルう老朽化に備えた「予防・保全手法」 （鋼構造物塗装小委員会）、た、耐疲労性に関する研究も多く、既あるいは「維持管理手法」に係るテートの拡大孔」（メカニカルファスニング

設橋梁の疲労損傷に関する調査・診マが多く提案されている。そのほか、技術小委員会）、「省合金二相ステンレ断・対策技術に関する研究として、き「道路橋示方書・同解説（平成 29 年

スに関連する研究」（ステンレス技術・裂の検知方法やモニタリング方法、溶版）」の合成桁や立体 横断施設の設標準委員会）等が該当する。

接部に止端処理を施す方法や形状改下のようである。

計に対する改定提案、「AI」や「デー鋼構造未来戦略小委員会では、現善（ストップホール施工、フィレット化

タベース」を活用した設計や維持管在、上述の委員会・小委員会による評など）による応力集中の低減方法、当理の合 理化、災害時にライフライン

価・コメントを参考に、アンケートでて板接合による公称応力の低減方法を迅速に確保する「急速架橋技術」、提案されたテーマを重要度、影響力、およびその効果に関する報告などが「BIM/CIM を活用した生産合理化」

難易度等の観点から分類する作業をある。さらに、新素材である橋梁用高に関連するテーマに関して複数の回答行っている。今後、技術トレンド調査

性能鋼板（SBHS）の普及に向け、引があった。そのほか、「高力ボルトと樹の結果とすり合わせを行い、未来の張・圧縮試験、残留応力の評価をは脂の併用継手に関する研究」、「高周技術戦略に関する議論を行いながら、じめ、はり・柱部材の載荷実験が行

波誘導加熱による溶接部の残留応力

JSSC で取り組むべきテーマを検討す

われ、材料特性、構造物への適用性低減と疲労耐久性向上評価」、「超長る予定である。

に関する調査研究が鋭意実施され、寿命な鋼構造物の設計施工指針の作成」等の提案もあった。
建築分野では、「柱梁接合部等へ３ 技術トレンド調査
3．1

調査方法

その成果は
「道路橋示方書・同解説（平成 29 年版）」に反映され、基準化につながっている。の半剛接合の適用」、「非構造壁を考技術トレンド調査は、土木学会全国一方、基礎構造（鋼管杭、鋼矢板）慮した鉄 骨系住宅の耐 震設計 法」、大会および日本建築学会大会の過去については、2011 年に発生した東日「AI を活用した溶接施工・検査の自10 年程度の投稿論文の分析により、本大震災を契機に道路橋、港湾施設、動化技術」、「梁端ディテールと溶接部技術トレンドの傾向をつかみ、基規準

建築基礎の耐震性の評価および補強の必要靭性」、「鋼材規格の化学成分化や学協会・関連団体等の主要研究

技術に関する研究が積極的に行われ規定の見直し」等々、様々なテーマのテーマ、建設業界の動向等と対比している。特に巨大地震動に対する鋼提案があった。

た。以下に、分野別の調査結果の概

管杭の耐荷力や変形性能に関する研要を述べる。

究、地盤の液状化や側方流動、津波

3．2が基礎構造に与える影響評価とそのその他の分野からは、「高力ワンサイドボルト」や「ステンレス高力ボルト土木分野の概要セット」の規格化、「高力ボルト摩擦接主に橋梁や基礎構造に代表される対策、既設岸壁や既設橋台の耐震補合面の電解式さび出し法」に関する提土木分野の鋼構造の技術トレンドとし強に関する実験や解析的な検討の研案があった。ては、大きく①鋼構造の長寿命化技術

究などが実施され、それらの研究成

2．3

分析の進捗状況（腐食・防食、耐疲労性、補修 ･補強･果が各分野の基準や指針に反映されアンケートの1 次集計結果を、直ち更新）、②国土強靭化に向けた耐震・ている。にJSSC の技術・標準委員会および傘

防災・減災技術、③設計や施工の合また、上部構造、基礎分野共通課

下の研究小委員会、ステンレス技術・理化・生産性向上に関する技術に分題の一つとして部材の「接合」に関す標準委員会と共有し、評 価・分析を類され、昨今の国の施策や社会要請る合理化構造の評価、検討に関する行った。これらの委員会・小委員会のを踏まえた研究開発が数多く実施さ研究テーマが見られる。例えば、ス委員長・副委員長・幹事等に依頼し、れている。

タッドボルトを用いた接合技術や高力

まず「現在、取り組み中」のテーマと用途別にみると、上部構造（橋梁）ボルト接合と接着接合の併用など既「今後の研究計画で予定」のテーマをでは、まず腐食・防食に関する研究

設構造の補修・補強における施工制除外した上で、アンケートの回答に対テーマが多く、特に腐食により断面欠約下での新しい接合技術の研究や、

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革新的技術開発の動向 ― DXをめぐる鋼構造分野の動き― 設計 / 加工 / 検査
鋼構造の未来戦略を探る ─ 鋼構造未来戦略小委員会 2020年度活動報告（アンケート調査 ･ 技術トレンド調査）

鋼管杭の機械式継手の適用など現場低サイクル疲労特性のほか、梁端現術の標準化・体系化や、客観的な認証・溶接工の不足や現場工期の大幅短縮

場溶接部の変形能力向上技術や、外普及が残課題として挙げられ、JSSC技術として報告されている。これらのダイアフラム・ノンダイアフラムなど耐として取り組むべき今後の方向性も明接合技術は性能面あるいは経済性の震性能向上と鉄骨加工・施工の合理確になった。なお、技術トレンド調査

観点から適用事例は限られているが、化を目的とした研究、接合部パネルの結果の詳細については、紙面の都合今後のインフラ施設の老朽更新への塑性化を陽な形で反映した耐震設計で紹介できなかった。後日、JSSC の対応や、少子高齢化時代における生法に関する研究等がなされており、いWebサイトで公開する予定である。

産性向上への対応技術として、さらなずれも鉄骨造の競争力強化策として、る研究開発が期待される分野と考え基規準類への反映が期待される。

今後は、国土強靭化や設計・施工合理化など、土木・建築共通の課題も接合関連では、溶接に関する研究多く、両分野の技術者が参画する小が多く、鋼の高強度化に対応した高強委員会において、技術戦略の立案に建築分野では、柱・梁などの部材度溶材や大入熱溶接等の研究がなさ向けた分析と議論を深めたい。さらに性能の他、架構や接合部、防耐火なれている。また、溶接ロボットに関す第 2 ステップとして、注力すべき項目

ど様々な分野の研究がなされている。

る研究が増加傾向にあり、溶接技能の抽出や異分野とのコラボレーション

柱部材については、CFT や冷間成者不足への対応が急務であることがを検 討 するとともに、BIM/CIM、人伺える。

工知能など、ICT 関連技術も急速にられる。
3．3

建築分野の概要

形角形鋼管（以下、コラム）に関する研究が多く、建築物の高層化・大型化

その他、鉄骨架構の倒壊挙動や損進んでいることから、それらを包含しに対応し、高強度 CFT（780N/㎟ 鋼＋傷探知に関する研究が増加傾向にあた鋼構造の将来ビジョンと技術戦略

FC150N/㎟ コンクリート等）や高強度り、JSSC でも建築研究所および日本を提示していく予定である。

コラム（550N/㎟ 級など）の構造性能

鉄鋼連盟と連携して 2016 年から「鉄今回実施したアンケート調査によに関する研究が増加傾向にある。ま骨造建物の倒壊防止に関する設計・り、今後の技術戦略の立案に資するた、十勝沖地震や東北地方太平洋沖評価技術の研究」を推進している。熊

貴重な意見を多数収集することがで地震で顕在化した長周期地震動への本地震でみられた想定外地震に対しきた。業務多忙の中、アンケートに回対応として、2008 年ごろから基 準整ても、事 業継 続 性を確保する安心・答をいただいた会員諸氏に対し、この備促進事業等で長周期地震動に対す安全な鉄骨造の設計・評価技術の早場を借りてお礼申し上げる。

る安全対策に向けた研究が本格化し期確立が望まれる。

たこともあり、CFT 柱等の低サイクル疲労特性に関する研究が多くみられる。

４ まとめと今後の活動方針
本小委員会は、鋼構造の未来戦略

梁部材については、横座屈や局部の立案と次世代への将来展望の提示

座屈に関する研究が多く、特に横座を目的として、2020 年 4 月から活動を屈については、コンクリートスラブ等の開始した。初年度は、現状分析のため補剛効果を考慮することで横補剛材に、鋼構造のニーズ・シーズに関するを不要化するなど、鉄骨加工・鉄骨建アンケート調査、技術トレンド調査を方の合理化を狙ったテーマが増加傾行った。

向にある。また、柱と同様に、梁端接それらの調査 結果を概観すれば、合部の低サイクル疲労特性に関するこの10 年間では、激甚 化する災害、研究が精力的に実施され、その成果

経年劣化、生産年齢人口の急速な減の一部は、建築研究所の「長周期地少等への対応のために、鋼構造には震動対策に関わる技術資料」やJSSC高度化、長寿命化、合理化が求めらのテクニカルレポートNo.111「長周期れていること、それらのニーズに対し地震動に対する鉄骨造梁端接合部のて、多くの技術開発が精力的に行わ安全性検証方法」等で公開され、高れ、成果の一部は実構造に適用され層建築物の性能評価審査等に活用さつつあることが改めて明らかになっれている。

た。一方、開発が急速に進む中、その柱−梁接合部については、前述の適用範囲が限定的で、開発された技

鋼構造未来戦略小委員会メンバー（2020 年度〜）

委員長：中村 一史（東京都立大学）
幹 事：窪田 伸（日本製鉄）
委 員：吉敷 祥一（東京工業大学）
焦 瑜（東京都市大学）
辰見 夕一（JFE スチール）
大森 龍一郎（三井住友建設鉄構エンジニアリング）
宇佐美 徹（竹中工務店）
中川 英樹（愛知製鋼）
一戸 康生（日本鋼構造協会）

一般社団法人日本鋼構造協会
鋼構造未来戦略小委員会
委員長
東京都立大学
都市環境学部 准教授

中村 一史（なかむら ひとし）

〈略歴〉
1992 年 東京都立大学卒業
1994 年 同大学大学院修了
1994 年 同大学 助手
2005 年 首都大学東京 助手（組織改編）
2012 年 首都大学東京 准教授
2020 年 東京都立大学 准教授（組織改編）

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