コンクリート充填長方形鋼管短柱の構造性能に関する研究

摘要

コンクリート充填鋼管(以下，CFTと略記)は，建築物の柱材として主に円形•正方形断面が使用されている。しかしながら，実際の建築物は平面的にX方向，Y両方向共に均等な建物は少なく，鉄筋コンクリート(RC)造のように柱断面を長方形とすることができれば，より合理的な設計が可能となり設計の自由度も拡大する。このようなことから，既に幾つかの建築物では長方形CFT柱が適用された事例もある。しかしながら，長方形CFT柱の設計を行う場合，日本建築学会「コンクリート充填鋼管構造設計施工指針(以下，CFT指針と略記)」においては適用可能とされているものの，角形断面柱の設計式は正方形断面を対象に記述されており，その適用にあたっては明確な記述はない。また長方形断面を対象としたCFT柱の実験資料も僅かであり，その構造性能は十分に明らかにはされていない。%A lot of study has been executed on the structural peifermance of concrete filled steel tubular columns (CFT). However, in case of the CFT in which rectangular steel tubes were used, the contribution of the confinement effect to the structural performance has not yet been clarified. Therefore, stub-column tests were conducted. The objectives of this test were to clarify the synergistic interaction between steel tube and filled concrete, and to evaluate stiffness, strength and ductility of rectangular CFT columns. As the test result, the influence which the width (depth)-to-thickness ratio exerted on the structural behavior of the CFT column was ejqjerimentally clarified. Moreover, the structural behavior of CFT column was numerically derived by the fiber analysis based on the stress-strain relations of concrete and steel. Fiber analysis generally well traced the structural behavior of CFT stub-columns, and estimated well the ultimate strength obtained in the tests.