径厚比とは？読み方・局部座屈との関係とCFT柱の径厚比制限（鋼管設計の基準）

この記事の要点

鋼管の壁が薄すぎると、内側からコンクリートを充填しても局部座屈が先に起きてしまう。

この「薄さ」を管理するのが径厚比だ。

CFT柱の設計では規定値以下に抑えることが前提になる。

局部座屈との関係と設計基準値を整理する。

部材ランク（FA・FB・FC）の判定基準として用いられ、CFT構造でも許容圧縮応力度の算定に使われる。

この記事では、径厚比とは何かを整理します。

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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。

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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。

径厚比＝D／t

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、下記が参考になります。

座屈とは？意味・座屈荷重・座屈長さ・種類をわかりやすく解説

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造とCFT造の違い：構造・特徴・使い分けを比較解説

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。

混同しやすい用語

幅厚比

幅厚比はH形鋼などの板状断面に対する「幅と板厚の比率」であるのに対して、径厚比は円形鋼管に対する「径と板厚の比率」であり、用いる断面形状が異なる。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では径厚比と幅厚比の違い、および部材ランク（FA・FB・FC）の数値が出題される。

径厚比が小さいほど局部座屈に対する耐性が高いという関係を押さえておくこと。（一級建築士頻出：径厚比と幅厚比の違いおよび部材ランク（FA・FB・FC）の数値が繰り返し出題）

径厚比を整理した表を示します。

項目	内容	備考
径厚比の定義	D／t（径÷板厚）	円形鋼管に適用
部材ランク（400級鋼）	FA≦72・FB≦83・FC≦112	値が小さいほど局部座屈耐性高
CFTとの関係	許容圧縮応力度の算定に使用	コンクリート充填で耐性向上