CFT柱の断面検定
(1) 記号説明
$L_k$ ：柱の座屈長さ(mm)
$K$ ：柱の座屈長さ係数
$λ$ ：鉄骨の細長比(=i/Lk) $i$：断面二次半径
$_sZ$ ：鉄骨の断面係数(cm3)
$_SA$ ：鉄骨部分の断面積(cm2)
$_SA_W$ ：鉄骨部分のせん断有効断面積(cm2)
$_CA$ ：コンクリート部分の断面積(cm2)
$x_{n1}, x_{n2}$ ：曲げ材の圧縮縁から中立軸までの距離(mm)
$_CA$ ：コンクリート部分の断面積(cm2)
$F_C(_CF_C)$：コンクリートの設計基準強度(N/mm2)
相互拘束効果を考慮する場合は、拘束効果を考慮したコンクリートの設計基準強度($_CF_C$)を示します。
$_Sf_C$ ：鉄骨の短期許容圧縮応力度(N/mm2)
$_Sf_C’$ ：軸力制限検討時の鉄骨の短期許容圧縮応力度(N/mm2)
柱頭と柱脚の$_Sf_C$のうちで小さい方を採用します。
内法/$D$ ：内法長さに対する柱せい($D$)の比
$L_k/D$ ：柱の座屈長さ($L_k$)に対する柱せい(D)の比
[曲げに対する断面算定]
$_CN$ ：コンクリート部分の短期許容圧縮力(kN)
$_SN$ ：鉄骨部分の短期許容圧縮力(kN)
$_CM_1,_CM_2$：コンクリート部分の短期許容曲げモーメント(kN・m)
$_SM$ ：鉄骨部分の短期許容曲げモーメント(kN・m)
$M_{aL}$ ：全体の長期許容曲げモーメント(kN・m)
$M_{aS1},M_{aS2}$ ：全体の短期許容曲げモーメント(kN・m)
$_SM/M$ ：鉄骨部分の曲げ負担率(＝SM/max(MaS1,MaS2) )
$M_L/M_{aL}$ ：長期曲げ検定値*1
$M_{s1}/M_{aS1}, M_{S2}/M_{aS2}$ ：短期曲げ検定値*1
[せん断力に対する断面算定]
$Q_D$ ：設計用せん断力(kN)
$_SQ _{aL}$ ：鉄骨部分の長期許容せん断力(kN)
$_SQ _{aS}$ ：鉄骨部分の短期許容せん断力(kN)
$Q_L/_SQ _{aL}$ ：長期せん断検定値*1
$Q_D/_SQ _{aS}$ ：短期曲げ検定値*1
*1：検定値は許容応力に対する設計用応力の比とします。
(2) CFT柱の断面検討
CFT柱の$f_c$低減は行いません（相互拘束効果を考慮しません）。
曲げモーメント$M_a$は単純累加強度式とします。
a) 軸力および曲げモーメントに対する検討
設計用軸力、曲げモーメントが許容耐力を下回ることを確認します。許容耐力は、SRC規準に基づいてコンクリート部分と鉄骨部分の累加（累加強度式）により算定します1)。
検定値は、二軸曲げを考慮して以下のように計算します。
$|_xM / _xM_a| + |_yM / _yM_a| ≦ 1.0$
$_xM$ : X方向曲げモーメント
$_yM$ : Y方向曲げモーメント
$_xM_a$ : X方向曲げ許容モーメント
$_yM_a$ : Y方向曲げ許容モーメント
■$0≦N≦_CN_C$または$M≧_SM_0$のとき
$N＝_CN$
$M≦_SM+_CM$
■$N＞_CN$または$M＜_SM_0$のとき
$N＝_CN+_SN$
$M＝_SM$
■N＜0のとき
$N≧_sN$
$M＝_SM$
ここで、
$N$：設計用圧縮力
$_CN_C$：コンクリート部分が圧縮力のみを受けたときの許容圧縮力
$_CN_C＝_CA×f_c'$
$f_c’$:コンクリートの許容圧縮応力度(相互拘束効果は考慮しません。)
$_CN$：コンクリート部分の許容圧縮力
$_SN$：鉄骨部分の許容圧縮力
$M$：設計用曲げモーメント
$_sM_0$：鉄骨部分が曲げモーメントのみ受けたときの許容曲げモーメント
$_SM_0＝_SZ×_Sf_t$
$_Sf_t$：鉄骨の短期許容引張応力度
$_CM$：コンクリート部分の許容曲げモーメント
$_SN$：鉄骨部分の許容曲げモーメント
■充填コンクリートの許容曲げモーメント
① 円形断面の場合
・中立軸が断面内の場合
$ \frac{_cN}{_cD^2 \times f_c} = \frac{1}{8X_n} \left(\frac{1}{3} \sin \theta(2+ \cos ^2\theta)-\theta \cos \theta \right)$
$ \frac{_cM}{_cD^3 \times f_c} = \frac{1}{64X_n} \left(\theta+ \frac{1}{3} \sin 2\theta \left( \cos ^2\theta-\frac{5}{2} \right) \right)$
$ \theta = \cos ^{-1}(1-2X_n)$
・中立軸が断面外の場合($e＝_CM/_CN，e≦D/8$の場合)
$ \frac{_cN}{_cD^2 \times f_c} = \frac{\pi}{4} \left(1-\frac{1}{2X_n} \right)$
$ \frac{_cM}{_cD^3 \times f_c} = \frac{\pi}{64} \times \frac{1}{X_n} $
② 矩形断面の場合
・中立軸が断面内の場合
$ \frac{_cN}{_cB \times _cD \times f_c} = \frac{1}{2}X_n$
$ \frac{_cM}{_cB \times _cD^2 \times f_c} = \frac{X_n}{12}(3-2X_n)$
・中立軸が断面外の場合(e＝CM/CN，e≦D/6の場合)
$ \frac{_cN}{_cB \times _cD \times f_c} = 1- \frac{1}{2X_n}$
$ \frac{_cM}{_cB \times _cD^2 \times f_c} = 1- \frac{1}{12X_n}$
ここで、
$_CB$：コンクリート部分の柱幅
$_CD$：コンクリート部分の柱せい
$X_n$：柱のコンクリート部分の中立軸比(＝xn/CD)
$x_n$：曲げ材の圧縮縁から中立軸までの距離
$f_c$：コンクリートの許容圧縮応力度(相互拘束効果を考慮しない値)
■鋼管部分の許容曲げモーメント
① $_SN$が圧縮力の場合
$ \frac{_sN}{_sA}+ \frac{_sM}{_sZ} = _s f_c $
② $_SN$が引張力の場合
$ \frac{_sN}{_sA}- \frac{_sM}{_sZ} = _s f_t $
ここで、
$_Sf_C$：鉄骨の許容圧縮応力度
$_Sf_t$：鉄骨の許容引張応力度
b) せん断力に対する検討
設計用せん断力が許容耐力を下回ることを確認します。
■許容せん断力
$_sQ_a = _s A_w \times _sF_s$
$_SA_W$：せん断有効断面積
$_Sf_S$：鉄骨の許容せん断応力度