CT形鋼とは？意味・用途・断面性能・規格
CT形鋼（シーティーがたこう）とは、H形鋼をウェブの中央（せいの半分）で切断して作る、T字断面の形鋼のことです。名称は英語の「Cut Tee（カットティー）」に由来します。もとのH形鋼が持つ優れた断面性能を活かしながら、トラスの弦材のように片側の面で他部材と接合しやすい断面が求められる場面で使われます。
- CT形鋼はH形鋼を半分に切って作るT字断面の形鋼（カットティー）。
- フランジ面に部材を接合しやすく、トラスの弦材やブレースに使われる。
- T字は上下非対称のため中立軸がフランジ側に偏り、断面係数が上下で異なる。
意味：H形鋼を半分に切る
CT形鋼は、H形鋼を高さ方向の中央で2つに切り分けて作ります。そのため断面性能や寸法は、もとのH形鋼と対応関係があります。フランジ（もとH形鋼のフランジ）と、その半分のウェブからなるT字形です。
製作方法としては、H形鋼をガス切断やプラズマ切断でウェブの中心線に沿って切り離します。1本のH形鋼から理論上2本のCT形鋼が取れるため材料の歩留まりがよく、大きめのT字断面を経済的に得られるのが特徴です。切断位置は必ずしもウェブの中央とは限らず、上下で寸法の異なる2種類のCT形鋼を得る場合もあります。
規格・寸法表記
もとになるH形鋼がJIS G 3192（熱間圧延形鋼）品なので、CT形鋼の寸法もそれに対応します。表記は「CT-せい×フランジ幅」などで、もとのH形鋼の幅がCTのフランジ幅、せいはH形鋼の約半分になります（読み方の考え方はH形鋼の読み方と共通です）。鋼材ハンドブックの形鋼表では、CT形鋼はもとのH形鋼のサイズと結び付けて掲載されることが多く、「H形鋼を切断したCT形鋼」という成り立ちを意識すると寸法をイメージしやすくなります。なお、比較的小さいサイズのT形鋼は最初からT字断面に圧延して作られますが、大きいサイズはH形鋼を切断するCT形鋼で対応するのが一般的です。
建築での用途
- トラスの弦材（上弦・下弦）：フランジに他材を接合しやすく、トラスに好適。
- ブレース・つなぎ材。
- 母屋・胴縁などの二次部材。
トラスでCT形鋼が好まれる理由は、平らなフランジ面にガセットプレートを当てて高力ボルトや溶接で他部材を接合しやすいためです。ウェブ側は薄く、フランジ側に部材を集約できるので接合部の納まりがすっきりします。せい方向の断面性能もH形鋼の半分をそのまま受け継ぐため、比較的大きな断面二次モーメントを確保しやすい点も、経済的な弦材として選ばれる理由の一つです。
断面性能の特徴
T字断面は、フランジ側に断面積が集中し、ウェブ側は薄く長いという非対称な形をしています。この非対称性のために、重心（中立軸）はフランジ寄りに偏ります。中立軸の位置は、フランジとウェブそれぞれの断面積と重心位置から、次の式で求められます。
例えば bf＝150mm、tf＝9mm、tw＝6.5mm、hw＝145mmと仮定して計算すると、ȳ≒36mmとなります。全せい（tf＋hw＝154mm）の半分は77mmですから、中立軸はそれよりもかなりフランジ寄りに位置していることがわかります。
T字断面は上下が非対称なので、中立軸がフランジ寄りに偏ります。そのため断面係数が上縁と下縁で異なり、曲げを受ける向きによって強さが変わります。設計では偏心を考慮した断面性能（形鋼表のCT形鋼の値）を使います。
T形鋼との違い
| T形鋼 | CT形鋼 | |
|---|---|---|
| 作り方 | 最初からT字断面に熱間圧延 | H形鋼をウェブ中心で切断 |
| サイズ | 比較的小さいサイズが中心 | H形鋼由来で大きいサイズも可能 |
| フランジ・ウェブの比率 | T形鋼専用の圧延比率 | もとのH形鋼の比率を継承 |
どちらもT字断面という点は共通ですが、成り立ちが異なります。設計で大きめのT字断面が必要な場合は、H形鋼のラインアップが豊富なCT形鋼を選ぶのが一般的です。断面性能の求め方や強度計算の考え方は、もとになるH鋼の断面性能・単位重量一覧やH形鋼の強度の記事も参考になります。
CT形鋼は上下非対称の断面のため、上縁（フランジ側）と下縁（ウェブ先端側）で断面係数の値が異なります。H形鋼のように「1つの断面係数」では計算できないので、曲げを受ける向きに応じてフランジ側・ウェブ先端側それぞれの断面係数を使い分ける必要があります。形鋼表のCT形鋼の欄を確認する際は、どちら向きの値かを取り違えないよう注意しましょう。
設計図に「CT-200×200」とだけ書かれてくると、断面係数がフランジ側かウェブ先端側かの指定が抜けていることがあります。トラス弦材の応力照査では、どちら向きの曲げを負担させているかを確認してから形鋼表の値を拾うようにしています。
もとの「H形鋼とは」、似た「T形鋼」、断面係数は「断面係数」、寸法の早見表は「H鋼の断面性能・単位重量一覧」をどうぞ。
まとめ
- CT形鋼はH形鋼を中央で切ったT字断面の形鋼（カットティー）。
- トラス弦材・ブレース・母屋などに使われる。規格はもとのH形鋼に対応。
- 1本のH形鋼から2本取れるため経済的で、大きいサイズも得やすい。
- T字で中立軸が偏り、上下で断面係数が異なる点に注意。
