「ＪＩＳ以外の鋼材」建築士の必要知識，技術的知識，構造材料の品質，鋼材(炭素鋼)

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近年では，ＪＩＳで規定されていない鋼材が多用されるようになってきました。

その代表格が「冷間成形角形鋼管」です。他には「耐火鋼」や「低降伏点鋼」などあります。ＪＩＳ以外の鋼材についてこちらで解説します。

まず，ＪＩＳ規格で規定される鋼材以外の鋼材を建築基準法上で使用できる根拠から解説します。

「指定建築材料」で解説しましたように，「建築物の特定の部分に，特定の材料を使う場合は，特定の品質でなければならない」(法第３７条)と規定されていまして，鋼材はこの規定が適用されるので，①ＪＩＳ規格に適合するもの，②大臣の認定を受けたもの，というどちらかの条件がかかります。したがって，ＪＩＳ規格で規定される鋼材以外の鋼材を使用する場合には，②の「大臣の認定を受けたもの」であることが要求されます。

そして，以下で紹介するものは，法第３７条第二号の認定を受けたものです。

<関連情報>

<ボルト・高力ボルト・アンカーボルトの品質>

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ＪＩＳ以外の鋼材と言えば「冷間成形角形鋼管」です。

鋼板を四角形(ほとんどは正方形)に筒状にして柱材として使用するものです。ＪＩＳ材でも，ＪＩＳＧ３４６６の「一般構造用角形鋼管」いわゆる「ＳＴＫＲ材」があって同様の形です。実は，「ＳＴＫＲ材」も冷間成形角形鋼管の一種です。「冷間成形角形鋼管」と言えば，ＳＴＫＲ材を含めて，次の３つを指します。

① ＳＴＫＲ材 ← ＪＩＳＧ３４６６によって規定

② ＢＣＲ材 ← 法第３７条第二号の大臣認定

③ ＢＣＰ材 ← 同上

<ＢＣＲ材・ＢＣＰ材の解説>

ＢＣＲ材・ＢＣＰ材のことなら「一般社団法人日本鉄鋼連盟」の「ＢＣＲ・ＢＣＰ」がわかりやすいです。

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冷間成形角形鋼管のＳＴＫＲ材，ＢＣＲ材，ＢＣＰ材の違いは次のとおりです。

① ＳＴＫＲ材には溶接性に関する品質規定がないが，ＳＴＫＲ材以外はある。

② ＳＴＫＲ材以外は，断面寸法のマイナス側の許容差が厳しい。

③ ＢＣＲ材は，製造工程で角部も面部も冷間成形されるのですべての部分で内部歪を持つが，ＢＣＰ材は，冷間成形されるのは角部だけであり角部のみ内部歪を持つ。

このように冷間成形角形鋼管は，材の中に初めから内部歪を抱えるため，鋼材としての性能が若干だけ落ちます。このため，構造設計において作用応力を割り増して断面検証します。

<ＢＣＲ材・ＢＣＰ材の製造者>

「一般社団法人日本鉄鋼連盟」のＨＰによれば，<ＢＣＲ材とＢＣＰ材の製造者はこちら>です。

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ＢＣＲ材，ＢＣＰ材は大臣認定ですから，これを使う場合には，確認申請書に認定書の写しの添付が求められます。

「ＢＣＲ材の３７条第２号大臣認定の例(ナカジマ鋼管㈱)」←基準強度などを指定した指定書を含む。

「ＢＣＰ材の３７条第２号大臣認定の例(ナカジマ鋼管㈱)」←基準強度などを指定した指定書を含む。

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ＢＣＲ材，ＢＣＰ材の材質や特徴は次のとおりです。

ＢＣＲ材とＢＣＰ材は，規格の名称として，

① ＢＣＲ２９５

② ＢＣＰ２３５

③ ＢＣＰ３２５

の３種類に分類されていますので，ここからは，この３つの規格ごとに説明します。

まず，３種類の共通事項として，炭素鋼としての化学組成は，ＳＮ材の制限に近いです。炭素当量や溶接割れ感受性組成を定めていますから，ＳＮのＢ材に近いです。また，断面寸法のマイナス側の許容値を厳しくしていることもＳＮ材と同じです。

許容応力度を算出する時に用いる「基準強度」は，

ＢＣＲ２９５：295Ｎ/mm2

ＢＣＰ２３５：235Ｎ/mm2

ＢＣＰ３２５：325Ｎ/mm2

です。

<ＢＣＲ２９５の「２９５」>

ＪＩＳ材のＳＳ４００の「４００」は引張強さが「400Ｎ/mm2以上」であることを示していますが，BCR295,BCP235,BCP325の数字は，降伏点が「295Ｎ/mm2以上」であることを示しています。それぞれの引張強度は，

BCR295：400Ｎ/mm2

BCP235：400Ｎ/mm2 ←SS400級

BCP325：490Ｎ/mm2 ←SS490級

※ BCR295は引張強度からすれば，SS400級だと思いますが，SS400より大きな許容応力度が出せます。

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ＢＣＲ材，ＢＣＰ材の存在する断面寸法は，各社によって違います。

<ナカジマ鋼管㈱のＢＣＲ，ＢＣＰの断面寸法>

この断面寸法は正方形の鋼管の一辺の長さと鋼板の厚さの組合せです。断面積や断面２時モーメントを知ろうと思ったら，ＪＩＳＧ３４６６にある計算式に代入して算出することもできますが，算出値を直接に知りたい場合は，「鋼構造設計便覧」(ＪＦＥスチール㈱)でほとんどのものは見ることができます。

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ＳＴＫＲ材，ＢＣＲ材，ＢＣＰ材の使い分け。

ＪＩＳＧ３４６６で規定されるＳＴＫＲ材は，一辺の最大が350mmですから，それより大きい部材を選びたい場合は，ＢＣＲ材・ＢＣＰ材になります。また，ＳＴＫＲ材は溶接性について規定されていませんから，ベースプレートやダイヤフラムと溶接接合をしなければならない柱材には推奨できません。←使用が禁止されているわけではない。

次に，ＢＣＲ材とＢＣＰ材は，一辺が600㎜以上であればＢＣＰ材しかありませんから，そうなります。550㎜以下の場合は，両方が存在しますから許容応力度の違いで設計者として判断することになるでしょう。

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冷間成形角形鋼管を柱に使う場合の構造設計上の注意。

冷間成形角形鋼管は，その製造工程で初期歪を持っていますから，明確な降伏点を有しません。このことから，構造設計において若干の配慮が必要です。

<昭和55年11月27日建設省告示第1791号>

<平成19年5月18日国土交通省告示第594号>

これらの告示に，梁降伏型であること，地震時の作用応力の割り増し，保有水平耐力設計の割り増しなどが規定されています。

また，「2008年版冷間成形角形鋼管設計・施工マニュアル」(日本建築センター)にも規定があります。

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[このページの公開年月日]２０１３年８月２４日

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