ボックス列

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箱型柱（「箱柱」とも呼ばれる）は、閉断面鋼構造または鋼鉄コンクリート複合部品の一種です。-その中心的な特徴は、溶接された 4 枚の鋼板 (またはセクション) を使用して長方形/正方形の中空ボックスを形成することです。このボックスにはコンクリートを充填したり、安定性を高めるための仕切りを取り付けることができます。

構造形式により、純鋼構造箱柱（Q355B鋼板溶接など）、鋼鉄筋コンクリート箱柱（内部に鉄筋とコンクリートを使用）、たわみ箱柱（外部鉄筋コンクリート＋内部鋼箱）などに分類されます。

箱型柱の断面寸法は、エンジニアリング要件（幅 500 mm ～ 1200 mm、高さ 500 mm ～ 1200 mm、肉厚 10 mm ～ 50 mm など）に応じて調整でき、さまざまな荷重条件（垂直荷重、水平地震力、風荷重など）に適しています。{{0}{1}}

箱型柱が超高層ビル、大規模工場、橋梁プロジェクトで好まれる構成要素となっている理由は、「強いねじり抵抗、高い安定性、優れた耐荷重能力」という機械的特性にあります。{{3}

これらのプロパティは次のように要約できます。

1. 優れた機械的特性:優れたねじり剛性と耐荷重性{0}}

箱-形の柱の閉断面-は、開断面-（H-}形鋼の柱など）よりもはるかに高いねじれ剛性を与えます（ねじり剛性は H-}H- 形鋼の約 3{6}}5 倍です）。水平荷重 (地震や風など) によって引き起こされるねじれの影響に効果的に抵抗できます。同時に、中空ボックス構造は内部をコンクリート（鋼鉄筋コンクリート箱柱）で充填することで材料の有効利用を実現し、コンクリートの圧縮性能と鋼材の引張性能を兼ね備えることができ、純鋼構造と比較して支持力が20～30％向上します。

たとえば、上海タワーは、寸法 1200mm × 1200mm × 50mm × 50mm の箱型の柱を使用しており、接続部分を強化するために鋼鉄筋コンクリートを組み込んでおり、高さ 632 メートルの構造を安全性を保証しながら支えることに成功しています。-赤峰市のとある川を渡る橋-では、主要な橋脚に寸法 800mm × 800mm × 35mm × 35mm の箱形の柱が使用されており、外部プレストレス技術によって転倒防止機能を強化しています。-

2. 強い安定性：耐横ずれ性、座屈性に優れています。

箱型柱の双方向対称断面-（X 方向と Y 方向の慣性モーメントが同等）により、H- 型鋼柱と比較して平面および平面外部方向の両方で優れた安定性が確保され、構造物の横方向の変位（超高層ビルの階間変位角など）を効果的に制御します。-}さらに、内部の水平仕切り（間隔 3m 以下）によりボックス構造の局所的な座屈を防止し、構造の安定性をさらに高めます。

高い安定性を求めるため、一部の箱型柱の仕切り間に三角形の安定化ブロック（完全に溶接された接続）が追加されています。{0}}三角力分布特性を利用することで荷重が分散され、従来の箱型柱と比べて耐震性が15%～20%向上します。{4}

3.建設の利便性: 工場でのプレハブと現場での組み立てを組み合わせる-

ボックス型コラムのモジュール設計により、工場でのプレハブ（自動切断および溶接ラインなどによる）に適しています。{0} -現場での設置は吊り上げとボルト締結（または溶接）のみで完了するため、工期が大幅に短縮されます。たとえば、武漢オプティカル バレー ファイナンス センターのプロジェクトでは、箱型の鉄骨柱が使用され、工場での組立率は 100% でした。{4} -カラムの 1 つのセクションのオンサイト設置は、完了するまでにわずか 3 日かかりました。

現場での溶接品質の問題に対処するために、コア チューブ タイプのダブル フランジ接続ノード（Zhang Ailin 教授のチームが開発した技術など）が導入されました。{0}この接続ノードは、高強度ボルトを使用して現場で柱を組み立てることができます。{{3}その機械的性能は溶接ノードと同等であり、建設効率は 40% 向上しています。

4.高耐久性：耐食性、耐火性に優れています。

ボックス-形の柱の密閉構造は、外部環境（雨水、塩霧など）を効果的に隔離できます。また、防食コーティング（溶融亜鉛めっき、水-など）と組み合わせると、その耐用年数は 50 年以上に達する可能性があります。{{1}たとえば、Chifeng Shenzhou Steel Structure が製造するボックス-形の柱は、防食のために溶融亜鉛めっき処理が施されています。-、VOC 排出量は溶剤ベースのコーティングと比較して 76% 削減され、GB/T 38597-2020 の環境保護基準を満たしています。-

鋼鉄-鉄筋コンクリート製ボックス柱の場合、外側のコンクリート層が防火（耐火限界 2 時間以上）を提供できるため、追加の耐火コーティングを施す必要がなくなり、メンテナンス コストが削減されます。

5. グリーンで環境に優しい: リサイクル可能な材料と低炭素排出
 

箱柱用鋼材（リサイクル率98％）はコンクリート構造物（リサイクル率約30％）に比べてリサイクル性に優れており、建設廃棄物の発生を抑制します。たとえば、オルドスの生態公園プロジェクトでは、リサイクル可能な Q345B 鋼が使用されました。解体後の鉄骨リサイクル率は98％に達し、コンクリート構造物と比較して建設廃棄物を85％削減しました。

さらに、最近導入されたレーザー- ハイブリッド溶接技術（KEB レーザーによる 20 mm 厚板溶接プロセスなど）により、面取りのないシームレス溶接が可能になり、一度で完全溶け込みが達成されます。これにより、溶接ワイヤの消費量が削減され（結果としてコストが 15% 削減されます）、有害なガスの排出が削減されます（煙の 50% 削減など）。これはグリーンビルディングのコンセプトと一致しています。

箱型柱は超高層ビル、産業プラント、橋梁工事、公共施設などさまざまな分野で使用されています。-典型的なケースをいくつか示します。

1. 超高層建築物: コアチューブと外部フレーム

箱{0}}形の柱は、超高層建築物の中心となる荷重を支えるコンポーネントであり、主にコアチューブ（水平荷重に耐える）と外部フレーム（垂直荷重に耐える）に使用されます。{1}{2}例えば：
• 上海タワー: 1200mm×1200mm×50mm×50mmの箱形の柱を使用しており、鉄筋コンクリートが埋め込まれており、高さ632-メートルの建物の構造的安全性を支えています。
• 広州ポリセンター: 堅固な箱型柱（外側鉄筋コンクリート + 内側鉄骨箱）を採用しており、耐震性能は設計基準 8 度を満たしています。

2. 産業プラント: 重工業および冶金化学工業

箱{0}}形の柱は、大きなスパンの門型フレーム（スパン 30 メートル - 60 メートル）や重いクレーン（50 トン - 100- トンのブリッジ クレーン）の荷重に耐えることができるため、工業用建物に推奨されるコンポーネントです。例えば：
• 赤峰市の某冶金工場: 500mm × 500mm × 20mm × 20mm のボックス-形状の柱が使用され、50 トンのブリッジ クレーンの荷重に耐えることに成功し、冶金設備の振動要件を満たしました。

3. 橋梁工学: 橋脚とアーチリブ

ボックス{0}}形の柱は主に高橋脚（橋脚の高さ > 40m）やアーチ リブ（大径間アーチ橋）の橋梁工学で使用されており、車両の荷重や風の振動に効果的に耐えることができます。-例えば：
•赤峰のある川-を渡る橋で:主橋脚は800mm×800mm×35mm×35mmの箱型柱を採用しています。{4}外部プレストレス技術により耐転倒性が向上し、開通後3年間構造変形がありません。
•大きなスパンアーチ橋:{0}アーチ リブは箱型の柱 (断面 600mm × 600mm × 30mm × 30mm) で作られており、従来のトラス アーチ リブと比較して重量が 25% 削減され、基礎のコストが削減されます。

4. 公共施設：病院、スポーツ施設
ボックス型柱の空間適応性（内部にパイプライン チャネルを確保できる）により、病院やスポーツ会場などの公共施設に適しています。{0}例えば：
• 赤峰市のとある病院では、箱型の柱（断面600mm × 600mm × 25mm × 25mm）を使用し、水道と電気のパイプライン用の内部通路を確保し、スペース利用率を向上させました。

• とあるスポーツ会場: 屋根支えとして箱型の柱を使用し、スパンは 80 メートルあり、柱のない空間設計を実現しています。

箱型の柱は、高性能の構造コンポーネントとして、その優れた機械的特性、高い安定性、便利な構造により人気を博しています。{{1}超高層ビル、産業プラント、橋梁エンジニアリングなどの分野で好まれる選択肢となっています。-レーザー溶接やプレハブ接続などの技術の継続的な革新により、箱型柱の応用の可能性はさらに広がり、グリーン ビルディングやインテリジェントな建築を強力にサポートします。-