鉄骨造柱の断面検定

記号説明

$A$ :全断面積

$A_w$ :ウェブ有効断面積

$Z$ :断面係数

$f_t$ :許容引張応力度

$f_b$ :許容曲げ応力度

$f_s$ :許容せん断応力度

$f_c$ :許容圧縮応力度

$σ_b$ :曲げ応力度

$σ_c$ :圧縮応力度

$τ$ :せん断応力度

$N$ :設計用軸力

$M$ :設計用曲げモーメント

$Q$ :設計用せん断力

軸力と曲げモーメントに対する検討

a) H形鋼

$σ_c=N/A$ :圧縮応力度

$σ_{bX}=M_X/Z_y$ :曲げ応力度

$σ_{bY}=M_Y/Z_x$

$τ=Q/(t_1・H)≦f_s$ :せん断応力度

$σ_c/f _c+σ _{bX}/f _b+σ _{bY}/f _b≦1.0$

強軸まわりは、必ず横座屈( $l_b$)を考慮したfb、弱軸まわりは $f_b=f_t$

$l_b$は階高とします

b) 角形鋼管

$σ_c=N/A$ $σ_{bX}=M_X/Z_y$ $σ_{bY}=M_Y/Z_x$ $τ=2Q/A$ $σ_c/f_c+σ_{bX}/f_b+σ_{bY}/f_b≦1.0$

$f_b=f_t$とします。

c) 鋼管

$σ_c=N/A$ $cσ_b = (M_{X}^2 + M_{Y}^2)^{1/2} /Z_c$

$tσ_b $ = $(M_{X}^2 + M_{Y}^2)^{1/2} /Z_t$

$τ=2(Q_{X^2}+Q_{Y^2})^{1/2}/A$ $σ_c/f_c+σ_b/f_b≦1.0$

せん断に対する検討

$\frac{\sqrt{\sigma^2+3\tau^2}}{f_t} \leq 1$ …(1)

$\frac{\tau}{f_s} \leq 1$ …(2)

a) H形断面の場合

 ・曲げ許容応力度にウェブを考慮する場合

   検定値は(1)または(2)の大きい方とします。

   その際、 $σ=σ_c+σ_{b'}、σ_{b'}=σ_{b×}(H -- 2・t2) / H$とします。

 ・曲げ許容応力度にウェブを考慮しない場合

  検定値は(2)とします。

b) それ以外の断面の場合

検定値は(1)または(2)の大きい方とします。

 その際、 $σ=σ_c+σ_{bx}+σ_{by}$とします。

柱の座屈長さ係数は、「鋼構造塑性設計指針」(6.65)~(6.67)式により、水平移動が拘束されない場合の座屈長さ係数Kを求めます。

座屈長さ係数は、以下の式より求めます。

$\frac{G_AG_B(\pi /K)^2-36}{6(G_A+G_B)} = \frac{\pi /K}{\tan (\pi /K)}$

G:節点に集まる柱と梁の剛度の比

$G = \frac{\sum (l_c/l_c)}{\sum (l_g/l_g)}$

添え字のA,Bは、柱の両端の節点を示します。

  • 柱端がピン接合の場合は、G=10とします。

  • 節点に接する梁が無い場合は、G=10とします。

  • 混合構造の場合、節点に接する部材の構造種別がRC造またはSRC造のときは、その部材の剛性をヤング係数比により補正して計算します。

  • 節点に接する部材の角度は考慮していません。

  • 一本部材の指定は考慮していません。

  • 梁の結合状態および支点の状態は考慮していません。

$I$:断面2次モーメント 添え字cは柱、gは梁

$l$:部材の長さ 添え字cは柱、gは梁

特殊形状による材長を考慮します。

$∑$:節点に集まる部材についての和

幅厚比の検討

a) 部材ランクの検討 ※部材ランク検討機能は現状では一部対応となります。

構造規定の幅厚比により、部材ランクを検討します。

部材断面部位鋼種FAFBFCFD
H型鋼フランジ400N/mm2
490N/mm2
9.5
8
12
10
15.5
13.2
左記以外
ウェブ400N/mm2
490N/mm2
43
37
45
39
48
41
円形鋼管-400N/mm2
490N/mm2
50
36
70
50
100
73
角形鋼管-STKR400333748
-STKE490273241
-BCR295303443
-BCP235333748
-BCP325273241
H型鋼フランジ400N/mm2
490N/mm2
9
7.5
11
9.5
15.5
13.2
ウェブ400N/mm2
490N/mm2
60
51
65
55
71
61
b) 幅厚比

幅厚比の検討式、およびb、dの取り方を以下に示します。

断面部位検討式
H形鋼フランジ$\frac{b}{t_2}$$b=\frac{B}{2}$
ウェブ$\frac{d}{t_1}$$d=H-2t_2$
角形鋼管-$\frac{d}{t}$$d=H$
鋼管-$\frac{d}{t}$$d=D$