冷間成形角形鋼管設計施工マニュアルとは?BCR・BCPの設計根拠と目次
冷間成形角形鋼管設計・施工マニュアルは、鉄骨造(S造)の柱に多く使われる角形鋼管(コラム)のうち、冷間成形でつくられたものの設計・施工ルールをまとめた資料です。代表的な材種がBCRとBCPです。
この記事について
規準・指針・マニュアル類は版(年度)によって内容が改訂されます。本記事は学習用の概要です。実務で参照する際は、必ず最新版の原典を確認してください。
冷間成形とは:なぜ特別なルールが必要か
角形鋼管は、鋼板を常温で曲げ加工(冷間成形)してつくります。冷間で加工すると、曲げた角部が硬く・もろくなり(加工硬化)、変形能力が低下します。そのため通常の鋼構造設計規準に加えて、地震時に柱に余裕を持たせる(応力を割り増す)といった特別な配慮が必要になります。
BCRとBCPの違い
| 材種 | 成形方法 | 主な強度区分 |
|---|---|---|
| BCR295 | ロール成形(連続的に丸めて角にする) | 295N/mm²級 |
| BCP235 | プレス成形(板を曲げて溶接) | 235N/mm²級 |
| BCP325 | プレス成形 | 325N/mm²級 |
BCR(Box Column Roll)はロール成形、BCP(Box Column Press)はプレス成形を表します。一般にBCRは中小規模、BCPは板厚の大きい大規模建物で使われることが多い材種です。
設計根拠:柱の応力割増し
このマニュアルの最大のポイントは、冷間成形角形鋼管の柱は、地震時に塑性変形が梁ではなく柱に集中しやすいことへの配慮です。柱の変形能力が低いため、保有水平耐力の検討時などに柱の応力(耐力)を割り増して安全側に設計します。割増し係数は材種・接合形式により定められています。
目次(主な構成)
| 項目 | 主な内容 |
|---|---|
| 材料 | BCR・BCPの規格・機械的性質 |
| 設計 | 柱の応力割増し、柱梁耐力比、接合部(ダイアフラム) |
| 接合・施工 | 溶接、通しダイアフラム形式、品質管理 |
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まとめ
- 冷間成形角形鋼管マニュアルは、BCR・BCPの柱の設計・施工ルールをまとめた資料。
- BCR295=ロール成形、BCP235・BCP325=プレス成形。
- 冷間成形で変形能力が下がるため、地震時に柱の応力を割り増して設計するのが要点。