横座屈（曲げねじり座屈） — 理論と支配方程式

全く違う。柱の座屈は圧縮力で起きるが、横座屈（lateral-torsional buckling, LTB）は曲げモーメントで起きる。梁の曲げ問題で発生する座屈だ。

違う。曲げを受けるH形鋼の梁を想像してみよう。曲げモーメントにより、上フランジに圧縮、下フランジに引張が生じる。この圧縮フランジが横方向に逃げようとするのが横座屈だ。同時にねじり変形も伴うから「曲げねじり座屈」とも呼ぶ。

その通り。引張フランジは安定だが、圧縮フランジが横に倒れようとする。その結果、梁全体が横方向のたわみとねじり角の複合変形を起こす。これが横座屈の基本的なメカニズムだ。

等モーメントを受ける両端単純支持（横方向とねじりが拘束）のH形鋼梁の弾性横座屈モーメントは：

ここで：

• $I_z$ — 弱軸まわりの断面二次モーメント
• $GJ$ — サン・ブナンねじり剛性
• $C_w$ — ワーピング定数（そり拘束ねじり剛性）
• $L$ — 横拘束間距離

横座屈は横方向の曲げ（$EI_z$）とねじり（$GJ + \pi^2 EC_w/L^2$）の2つの抵抗メカニズムが連成する問題だからだ。ねじり剛性が高い断面（箱形断面など）は横座屈しにくい。

主要な因子を整理しよう。

大きく違う。上フランジ荷重は圧縮フランジに直接荷重が作用するため、横座屈を助長する。一方、下フランジ荷重（引張フランジ荷重）は横座屈を抑制する。この効果は荷重作用点の偏心として $M_{cr}$ の式に反映される。

等モーメント（$M_1 = M_2$）が最も厳しいケースで、不等モーメントでは横座屈荷重が上がる。この効果を表すのがモーメント修正係数 $C_b$ だ。

代表的な $C_b$ 値：

逆対称ではモーメントの向きが途中で変わるから、圧縮フランジが切り替わる。これにより横方向の変形が抑制される。$C_b$ を正しく適用することで、過剰な設計を避けられる。

弾性横座屈の $M_{cr}$ が塑性モーメント $M_p$ に近いか超える場合は、非弾性横座屈の領域だ。材料の塑性化により剛性が低下し、弾性横座屈式より低い荷重で座屈する。

設計コードでは3つの領域に分類する：

1. 塑性域 — 十分に短い梁。$M_R = M_p$。横座屈は起きない

2. 非弾性横座屈域 — 中間の長さ。$M_p > M_R > 0.7 M_p$ 程度

3. 弾性横座屈域 — 長い梁。$M_R = M_{cr}$

まさに同じ。横座屈の「細長比」に相当するのが $\bar{\lambda}_{LT} = \sqrt{M_p / M_{cr}}$ だ。これが小さい（太短い梁）と塑性域、大きい（細長い梁）と弾性横座屈域になる。

要点：

• 横座屈は曲げモーメントによる座屈 — 圧縮フランジの横方向不安定
• 横曲げとねじりの連成問題 — $EI_z$, $GJ$, $C_w$ の3つの剛性が関与
• $C_b$ で実際のモーメント分布を反映 — 等モーメントが最も厳しい
• 荷重作用位置の影響 — 上フランジ荷重は危険側
• 弾性/非弾性/塑性の3領域 — 横座屈細長比で分類

その通り。鉄骨造の梁にスラブが載っている場合、スラブが上フランジの横拘束になって横座屈を防止する。逆に地震時に下フランジが圧縮になると横拘束がなくなるから、横座屈が問題になる。実構造では「どちらのフランジが圧縮か」が常に重要だ。