コンクリート充填鋼管構造

コンクリート充填鋼管構造︵CFT; Concrete Filled Steel Tube︶は、鋼管の内部にコンクリートを充填したものを柱として使用した構造のことである。S︵鉄骨︶造、RC︵鉄筋コンクリート︶造、SRC︵鉄骨鉄筋コンクリート︶造に次ぐ第四の構造として近年注目を浴びている。鋼管の中にコンクリートを充填するというシンプルな原理であるのに実用化が遅くなったのは、溶接を比較的必要としないS造、RC造、SRC造とは異なり、CFT造では柱と梁の接合に溶接を用いるため、安定した品質を確保できる溶接技術の進歩を待たねばならなかったからである。

この構造の特徴はコンクリートと鋼管の長所が上手く組み合わさっているということである。コンクリートは圧縮力には強いが引っ張る力には弱く、また一定以上の圧縮力が加わると一気に弾けるように破損してしまう。一方鋼管は引っ張る力には強いが熱に弱く、また圧縮方向の強い力が加わると座屈という現象を起こし一気に折れ曲がってしまう。CFT造ではその相反する特徴を持つ両者を組み合わせることによって互いの短所を補完しあっている。具体的には充填コンクリートによって鋼管の座屈を防ぎ、また鋼管によってコンクリートの弾けるような破壊現象が起こらないように拘束することで、あらゆる方向の力に対してバランスよく耐力を発揮することができるようになっている。

地震などによる変形に極めて強く、一般的な火災であれば充填コンクリートが鋼管に加わった熱を奪うことで耐火性を発揮するため、無耐火被覆とすることも可能である。さらに、工場で製作し現場で組み付けた鋼管柱の中にコンクリートを流し込むため、現場で型枠を組んでコンクリートを打設するRC工法よりも作業工数を低減でき、型枠に使う合板の使用も抑制できるため環境負荷も小さくなる利点がある。