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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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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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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？簡単な意味、剛性の計算、単位、強度との違い

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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