CT鋼（カットT）の断面係数につい

質問

新日鉄などの建築鋼材表におけるCT鋼（カットT）の断面係数について質問です。
（1）断面係数の値ですが、強軸弱軸それぞれ1種類しかありません。強軸については公式集などによると2種類あると思いますが、どちらの断面係数を採用しているのか、またその理由を知りたいです。
（２）有効断面係数の項目があり、４種類の有効断面係数が示されています。フランジが圧縮側になる場合と引張側になる場合の２種類は有りそうだと想像しますが、なぜ４種類も示されているのか分かりません。それぞれの意味を知りたいです。

（参考）新日鉄の鋼材表へのリンク（H型鋼、５ページ目からCT鋼）
http://www.nssmc.com/product/pdf/E001_p143.pdf

回答No.3

noname#221368

#1です。

(1)
　（１）はそういう質問の意図でしたか。

　断面に作用する曲げモーメントをＭとした場合、縁応力σは（断面内最大応力，負の最大も含む）、σ＝Ｍ／Ｚで決まるので設計では、強軸の小さいほうの断面係数を多用するからです。強軸を用いるのは、強軸で曲げを受けるように材料を配置するのが普通だからです。

　ちなみに今回のケースでは、強軸はyの方で、Iyの断面係数は一つしかありません（y軸がちょうど中間にあり、対称軸なので）。そこは大丈夫ですか？。計算法は#2さんの応答の通りです。

　補足すれば、断面の対称軸に関する断面2次モーメントが最大（最小）となり、それと直行する軸のものが最小（最大）となります。x軸は対称軸でありませんが、y軸は対称軸なので、Iyが最大または最小になり、計算するとIx＜Iyなので、y軸が強軸、ｘ軸が弱軸と判断されます。

(2)
　（２）については、先の回答は早合点でした。表を見直した結果、#2さんの仰る通りです。ZxIとZxIIの数字をよく見ると、数字がひっくり返ってるだけですよね？(^^；)。実質2種類です。

　曲げに伴う局部座屈を計算する場合、曲げの計算とは逆に、弱軸（x軸）に関する断面係数を用います。強軸（y軸）で曲げを受けるのが普通だからです。そこでx軸に関してありえる状態を2パターン用意し、設計の便のために、数字をひっくり返して載せています。

回答No.2

foomufoomu

（1）小さいほうの値が書いてあります。
断面係数は　Ｚ＝Ｉ／Ｌ　：Ｌは中立軸（重心）から材端までの距離　です。
100x100の場合ですと、Ix=16.1　Lは1.0(=C)とと4.0(=H-C)の2つがあり、Zx=16.1/4.0 の値が書いてあります。

(2)有効断面係数は、局部座屈のよる強度の低下を考慮した値で、具体的には板の交点からの長さが幅厚比を超える部分を無視して計算しています。
で、その無視した部分が右上の図1と図2の2通り考えてあります。(図3は幅厚比の計算のしかたを説明した図)　普通はZの小さいほうで考えればよいですが、何らかの理由で一方に局部座屈が起きないことが明らかな場合は、ZxI、ZxIIの適切なほうを使います。

回答No.1

noname#221368

＞・・・強軸弱軸それぞれ1種類しかありません。強軸については公式集などによると2種類あると思いますが、どちらの断面係数を採用しているのか、またその理由を知りたいです。

　断面重心を通る中立軸に関しては、断面の対称軸（参考URLのIx，Iy）において断面2次モーメントは最小または最大になります。なので強軸，弱軸は一つずつです。断面係数も当然それらに従います。詳しくは、断面2次半径で検索してみて下さい。

＞・・・４種類の有効断面係数が示されています。フランジが圧縮側になる場合と引張側になる場合の２種類は有りそうだと想像しますが、・・・

　有効断断面係数については、ZxIが脚部（ウェブ），ZxIIがフランジの係数と思われます。Ixについては、脚部とフランジがそれぞれ圧縮と引張になるケースがあるので、計4種類です。脚注にある「表-1　幅厚比」を見て下さい。