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鋼管の柱は?1分でわかる意味、規格、基礎、建築との関係、強度計算

鋼管は建築物の柱としてよく使います。鋼管は、方向性がなく断面性能が高い鋼材です。鋼管は、色々な方向から力が作用する柱に適切な鋼材です。今回は、鋼管の柱の意味、規格、基礎、建築との関係、強度計算について説明します。


鋼管の種類、鋼管の規格など下記が参考になります。

鋼管の種類は?1分でわかる種類、特徴、記号、重量

一般構造用炭素鋼鋼管とは?1分でわかる意味、読み方、単位重量、規格

鋼管の柱は?

鋼管は建築物の柱としてよく使います。下図をみてください。鋼管には、円形と角形の2種類があります。

角形鋼管と円形鋼管

H形鋼などに比べると、X,Y方向のどちらに対しても断面性能が同じです(弱軸が無い)。円形鋼管については、X,Yだけでなく斜めから作用する力に対しても、断面性能が同じです。強軸、弱軸の意味は、下記が参考になります。

1分でわかる強軸と弱軸の違い


柱には地震力が作用します。地震力はX、Y方向に作用すると考えるので、異なる方向に対しても断面性能が同じ鋼材が扱いやすいですね(設計しやすい)。


鉄骨ラーメン構造では、柱に角形鋼管、梁にH形鋼を用いるパターンがほとんどです。鋼管は、柱として最適な鋼材と言えるでしょう。鉄骨ラーメン構造の特徴は、下記が参考になります。

鉄骨ラーメン構造とは?1分でわかる意味、特徴、欠点、スパン、計算方法

鋼管柱の規格

鋼管柱の規格を下記に示します。

鋼管柱 規格

上図は、鋼管柱としてよく使うBCR295の規格です。詳細は、下記が参考になります。

BCR295の規格が丸わかり!BCR材のサイズと断面性能、重量、STKR


また、似た鋼材にSTKR400があります。詳細は下記が参考になります。

STKR材の規格が丸わかり!一般構造用角形鋼管のサイズと断面性能


円形鋼管の規格は、下記が参考になります。

一般構造用炭素鋼鋼管とは?1分でわかる意味、読み方、単位重量、規格

鋼管柱の基礎との関係

鋼管柱の基礎は、柱脚のアンカーボルトが適切な定着長さを確保できる高さとします。鋼管柱と柱脚の関係は、下記が参考になります。

ベースプレートとは?1分でわかる意味、鉄骨柱、基礎との関係、設計法

鋼管柱の強度計算

鋼管柱は、長期と短期の荷重が作用します。また作用応力は、軸力と曲げモーメントです。鋼管柱のサイズに応じた断面係数、断面積、存在応力により、応力度を算出します。あとは、許容応力度に対して問題ないか確認します。


詳細な計算方法は、下記の書籍などが参考になります。

鋼構造設計規準第4版

JSCA版 S建築構造の設計 第2版

まとめ

今回は鋼管柱について説明しました。なぜ鋼管が柱として最適か理解頂けたと思います。鋼管には、H形鋼のような方向性が少ないです。どの方向から力が作用しても、高い断面性能を持つ鋼管は、柱によく使います。実際、鉄骨ラーメン構造の柱は、ほとんど角形鋼管を用います。下記も併せて勉強しましょう。

一般構造用炭素鋼鋼管とは?1分でわかる意味、読み方、単位重量、規格

BCR295の規格が丸わかり!BCR材のサイズと断面性能、重量、STKR


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