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径厚比とは?1分でわかる意味、読み方、CFTの径厚比

径厚比は、径に対する板厚の割合です。では、径厚比はどのような目的で計算するのでしょうか。今回は、径厚比の意味、読み方、パラメータ、CFT構造と径厚比の関係を説明します。

径厚比とは?

径厚比とは、鋼管の径に対する板厚の割合です。径厚比は下式で計算します。

Dは鋼管の直径、tが板厚です。ちなみに、単に鋼管というときは「円形鋼管」を指しています。角形の場合は、角形鋼管といいます。


径厚比は、ご覧の通り径と板厚の比率ですが、この値で局部座屈の起きやすさを判断します。径厚比が大きい(Dが大きい又はtが小さい)部材は、局部座屈が起きやすいです。逆に径厚比が小さい部材は、局部座屈が起きにくいと判断します。


※局部座屈については、下記の記事が参考になります。

座屈とは?座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類

下図をみてください。板厚は同じですが、径が異なる2つの柱があります。前述した式より、板厚が同じであれば右側の柱は径厚比が小さく、左側の柱は径厚比が大きくなります。

径厚比

径厚比が小さいほど、局部座屈に対する耐性が高いのです。局部座屈は、そもそも鋼管のように中が空洞の柱で起きる座屈です。もし板厚tが、径Dと同じ値なるとどうでしょうか。密実な柱(中が空洞ではない)であり、局部座屈の影響は関係なくなります。

径厚比と密な柱

右図をみると、明らかに局部座屈が起きないとわかります。板厚が大きくなるほど、局部座屈の耐性が高まる意味が分かって頂けたでしょうか。


径厚比と似た用語で、「幅厚比」があります。幅厚比は、鋼管以外の断面に対する「幅と板厚の比率」です。※幅厚比については、下記の記事が参考になります。

幅厚比ってなに?すぐにわかるたった2つのポイント

径厚比の値と部材ランク

径厚比の値と部材ランクは下記です(400級鋼の場合)。

・FAランク D/t=72

・FBランク D/t=83

・FCランク D/t=112


下記の鋼管の径厚比を計算し、どの部材ランクに該当するか確認してみましょう。

D=267.4

t=6.0

D/t=267.4/6.0=44.5


上記の鋼管は、FAランクの基準値72以下なので、FAランクの柱に該当します。

径厚比の読み方

径厚比の読み方ですが、「けいあつひ」といいます。ちなみに幅厚比は「はばあつひ」です。読み方を間違えないよう注意したいですね。

径厚比のパラメータ

径厚比の値を左右するパラメーターは、

・径 D

・厚 t

です。前述したように、径厚比は局部座屈に関係する値です。板厚が薄い割に径が大きい柱を採用する場合は注意しましょう。

CFTの径厚比

CFTとは、鋼管内にコンクリートを充填した部材です。CFTについては下記の記事が参考になります。

SRC造(鉄骨鉄筋コンクリート造)とCFT造(コンクリート充填鋼管造)の違い

CFTは鋼管内にコンクリートを充填するため、座屈に対する抵抗力が高くなります。詳しくは説明しませんが、前述した径厚比の値を使って、細長比や許容圧縮応力度を算定します。

まとめ

今回は径厚比について説明しました。径厚比の意味など分かって頂けたと思います。基本的に幅厚比と同じ意味です。但し、部材ランクに対応する径厚比の値は、やや高めの値で設定されています。最後に説明したCFTについては、蛇足程度に覚えておけば十分でしょう。

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