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長柱とは?1分でわかる意味、読み方、短柱との違い、座屈、応力割増

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長柱とは、柱の幅やせいに対して、長さが大きい柱です。逆に、柱の幅やせいに対して、部材長さが短い柱を短柱といいます。長柱は座屈が起きやすいです。よって、細長比が大きくなり過ぎないよう、建築基準法で規定されます。また、鉄筋コンクリート造では、長柱に対して、応力の割増しがあります。今回は、長柱の意味、読み方、短柱との違い、長柱の座屈計算について説明します。

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長柱とは?

長柱とは、柱幅、柱せいに対して、長さが大きな柱です。下図をみてください。左の柱より、右の柱がヒョロッとしていますね。

長柱

長柱は斬新な見た目をしていますが、構造的に問題があります。それが「座屈」です。部材の座屈耐力は、部材長さに反比例します。部材長さが大きいほど、座屈耐力は低下するのです。※詳細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

長柱の読み方

長柱の読み方は、「ちょうちゅう」または「ながばしら」と読みます。個人的に、「ちょうちゅう」は言いにくいので、「ながばしら」ということが多いです。

長柱と短柱の違い

長柱と短柱の違いを下記に整理しました。


・長柱 ⇒ 柱幅、柱せいに対して、部材の長さが大きい柱

・短柱 ⇒ 柱幅、柱せいに対して、部材の長さが短い柱


長柱と短柱分ける、具体的な数値はありませんが、下記のポイントに注意します。長柱は、座屈耐力が小さくないか、短柱は他柱に比べて剛性が大き過ぎないか、チェックしましょう。

長柱の注意点

・部材長さが大きいと、座屈耐力が低下する。柱の場合、細長比250以下、梁の場合、細長比200以下とする。

・鉄筋コンクリート造の長柱は、応力を割増す必要がある。


※細長比は下記が参考になります。

細長比と座屈長さ、断面二次半径の関係

短柱の注意点

・部材長さが短いと、他柱に比べて極端に剛性が高くなる。


※剛性の意味は下記が参考になります。

剛性とは?本当に分かる剛性の計算、単位、強度との違い、バネ定数

長柱の座屈計算

長柱は座屈に弱いです。よって、座屈耐力を計算します。座屈耐力は下記の記事を参考にしてください。

座屈とは?座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類


実務では、座屈耐力を計算しません。その代り、許容圧縮応力度を低減します。例えば、細長比が50の場合、許容圧縮応力度fcは135.3N/m㎡です。細長比100では、86.3N/m㎡です。これは計算で求めておらず、早見表を使っています。細長比の値から、fcが早見できます。

長柱の応力割増

鉄筋コンクリート造の長柱は軸力を割増します。割増の方法は、鉄筋コンクリート構造計算規準・解説に詳細が明記有ります。

鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説〈2010〉


柱長さをH、柱せいをDとしたとき、割増係数は下記です。


D/H=1/10 ⇒ 1.00

D/H=1/15 ⇒ 1.00

D/H=1/20 ⇒ 1.25

D/H=1/25 ⇒ 1.75


柱せいが300で、柱長さが3000のとき、D/Hは1/10です。1/10は割増が無いので、長柱では無いとわかります。

まとめ

今回は、長柱の意味について説明しました。意味が理解頂けたと思います。長柱は、柱幅や柱せいに対して、長さが大きい柱です。座屈耐力は部材長さに反比例して小さくなります。過小になりすぎないよう注意したいですね。また、細長比の値は規定を満足するよう注意しましょう。下記の記事も併せて参考にしてくださいね。

座屈とは?座屈荷重の基礎知識と、座屈の種類

細長比と座屈長さ、断面二次半径の関係

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