鉄骨の重量計算は？単位体積重量・面積からの換算と計算例

この記事の要点

鉄骨の重量は「単位体積重量（7.85t/m³）×体積」で計算します。

体積は断面積（m²）×長さ（m）で求めます。

設計での概算では「鋼材面積（m²）×7.85」で重量（t/m）の概算が得られます。

構造計算書での固定荷重の計算や鉄骨材料費の見積もりに使います。

H形鋼・L形鋼・C形鋼などの鉄骨部材はJIS規格により単位重量が定められており、カタログや規格表から直接読み取ることができる。

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鉄骨の重量は、部材の単位体積重量（密度、比重）に、体積を掛けて計算できます。鉄骨の単位体積重量は、7.85t/m³です。今回は鉄骨の重量の計算方法、面積から重量の換算、単位体積重量との関係について説明します。

体積から重量への計算方法、単位体積重量の意味など、下記の記事が参考になります。

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鉄骨の重量の計算は？

鉄骨の重量の計算は、下式で行います。

鉄骨の重量＝7.85×部材の体積

7.85は鉄骨の単位体積重量または密度です。単位体積重量、密度の意味は、下記が参考になります。

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単位を書くと、より明確になります。下式をみてください。

t＝t/m³×m³

tが鉄骨の重量、t/m³が単位体積重量、m³は体積の単位を意味します。

例えば、体積が10m³の鉄骨の重量は、

7.85ｔ/m³×10m³＝78.5ｔ

です。

建築物に使う鉄骨部材の重量は、各メーカーで規定され、kg/mやt/mの単位で表します。部材の長さは、建物ごとに違うため、単位重量で表しています。単位重量の意味は、下記が参考になります。

鉄筋の単位重量は？1分でわかる意味、sd295、sd345、sd390の単位重量

例えば、H-200x100x5.5ｘ8の鉄骨部材で、長さ10ｍの重量を求めてください。

まず、H-200x100x5.5ｘ8は、JFEなどの鋼材表に書いてあります。20.9kg/mです。長さ10ｍなので、鉄骨の重量は、

20.9kg/m×10ｍ＝209kg

です。

鉄骨の面積から重量への換算

鉄骨部材は規格品がほとんどなので、前述した計算方法で重量を計算します。ただ、ビルドH鋼のように、規格に無い鉄骨部材の重量は、面積と長さを与えて計算します。ビルドH鋼、H鋼の意味は下記が参考になります。

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下図をみてください。この形状の面積を求め、重量を計算してください。

まず鉄骨部材の面積を計算します。上下フランジの厚み10mm、幅100mm、高さ200ｍｍ、ウェブの厚みが10ｍｍです。各長方形の面積を合計すれば、上図の形状の断面積が計算できます。よって、

断面積＝100×10×10+200－10×2＝10180m㎡⇒0.01018㎡

です。鉄骨の重量は、

7.85t/m³×0.001018m2×1000＝7.99kg/m

です。1000をかけたのは、ｔからkgに単位換算するためです。これは単位重量なので、長さをかければ重量が算定できます。例えば長さが10ｍの場合、

7.99kg/m×10＝79.9kg

です。

混同しやすい用語

単位体積重量（単位重量）

材料1m3あたりの重量。

鉄（鋼材）の場合は7.85kN/m3（約7850kg/m3）。

部材の体積に掛けて総重量を求めるときに使う。

比重に対して、単位体積重量は「実際の重さの単位（kN/m3またはkg/m3）で表す」のに対し、比重は「水の密度を1とした無次元の相対値」である点が異なる。

比重

ある物質の密度を水の密度（1g/cm3）で割った無次元の値。

鉄の比重は約7.85（単位なし）。

単位体積重量に対して、比重は「水との相対的な重さの比（単位なし）」であり、単位体積重量は「絶対的な重さを単位付きで表した値」である点が異なる。

数値は同じでも意味が異なることに注意。

鉄骨の重量を整理した表を示します。

項目	規格品（例：H形鋼）	非規格品（ビルドH鋼など）
重量の求め方	単位重量×長さ	断面積×長さ×7.85
単位体積重量	7.85t/m3（共通）	7.85t/m3（共通）
規格	JIS規格品（単位重量表あり）	設計者が断面を決定