細長比についての補足

前回、有効細長比について考えてみました。
今回は、ちょっと補足してみたいと思います。

まず、「細長比」も「有効細長比」も公式は同じです。
「細長比」は一般的な概念であり、「有効細長比」は建築基準法で定められている定義となります。

ここで、建築基準法施行令第43条6項を見てみると、「有効細長比」とは、『断面の二次率半径に対する座屈長さの比である』ことが分かります。

また、木造の柱の有効細長比は150以下と決められています。

この、以下というのがメチャクチャ大事な概念となります。

何故、以下なのか。

前回考察したように、細長比は「小さいほど、太短く粘り強い」というものでした。ゆえに、以下なのです。もし、「以上」だと、材料が細長くなり、座屈しやすくなってしまいます。「以下」とすることで、材料が必要以上に細長くなってしまうことを制限しているのです。

以下に、建築基準法で定められている有効細長比を列挙してみます。

(木造)柱 → 150以下
(鉄骨造)柱 → 200以下 柱以外 → 250以下

これらから分かることは、木造の柱の規定が一番厳しいということです。ザックリ言うと、木造の柱は弱いのであまり細長くしちゃダメですよ、ということなのです。さらに、鉄骨造の柱はある程度強度があるので、木造よりは細長くしていいですし、柱以外、つまり「梁」などは、もっと細長くしていいですよ、ということを言っているのです。

ただし、制限値が決められていて、それらの値以下でなければならないというわけです。

以上のことは、繰り返しになりますが、細長比は小さいほど靭性が高い(粘り強い)ということと合致します。

ちなみに、鉄筋コンクリート造についての有効細長比の規定はありません(建築基準法上)。これは、通常のRC造であれば(極めて特殊な場合を除いて)、各部材が十分に太短く、座屈の影響をほとんど考えなくていいからです。高さが3mくらいだとして、木造の一般的な柱寸法は105角ですが、RC造だと600角ですから、RC造は極めて座屈しにくい構造であることがイメージできると思います。

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