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角パイプの断面二次モーメントは?規格の一覧、計算式、長方形パイプの規格は?

この記事の要点

角パイプの断面二次モーメントは外寸から内寸(空洞部)の値を引いて概算できるが、角部の丸みにより正確な値は鋼材メーカーの規格表を使用する

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角パイプの断面二次モーメントは、角パイプの外寸の断面二次モーメントから、外寸から厚みを引いた内寸の断面二次モーメント(空洞部の断面二次モーメント)を引いて、概算値が得られます。

ただし、実際の角パイプの角部は丸みを帯びており、構造計算では鋼材メーカーによる規格値を用います。

今回は角パイプの断面二次モーメントの規格の一覧、計算式、長方形パイプの規格について説明します。

断面二次モーメント、角パイプの規格の詳細は下記が参考になります。

断面二次モーメントとは|公式・H形鋼・たわみとの関係

冷間成形角形鋼管(コラム)とは|BCR・BCP・STKRの違いと柱材

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角パイプの断面二次モーメントは?規格の一覧は?

角パイプの断面二次モーメントは


・角パイプの外寸の断面二次モーメントから、角パイプの外寸から板厚を引いた内寸の断面二次モーメント(空洞部の断面二次モーメント)


を計算すれば概算値が算定できます。ただし、下図に示すように角パイプの角度部は丸みを帯びており、前述した略算式では正確な値が算定できません。よって、角パイプの断面二次モーメントは、後述する「鋼材メーカーの規格値」を採用します。


角パイプの形状

STKR材(一般構造用角形鋼管)の規格・サイズ・断面性能一覧

BCR295(冷間ロール成形角形鋼管)の規格|基準強度295・寸法・重量・STKR違い

角パイプの断面二次モーメントの計算式は?

角パイプの断面二次モーメントの計算式(公式)を下記に示します。


角パイプの断面二次モーメントの計算式1


角パイプの断面二次モーメントの計算式2


上式は縦と横の長さが違う、長方形の角パイプをイメージした断面二次モーメントです。正方形の場合、b=hなので、


角パイプの断面二次モーメントの計算式3


になります。断面二次モーメントの詳細は下記をご覧ください。

断面二次モーメントとは|公式・H形鋼・たわみとの関係

長方形パイプの規格は?

長方形パイプの断面二次モーメントの規格値を下図に示します。


長方形パイプ


【表 長方形パイプの規格と断面二次モーメント】

辺の長さ A×B (mm) 厚さ t (mm) 断面2次モーメント (cm4)
Ix Iy
50×20 1.6 6.08 1.42
2.3 8.00 1.83
50×30 1.6 7.96 3.60
2.3 10.6 4.76
60×30 1.6 12.5 4.25
2.3 16.8 5.65
3.2 21.4 7.08
75×20 1.6 17.6 2.10
2.3 23.7 2.73
75×45 1.6 28.4 12.9
2.3 38.9 17.6
3.2 50.8 22.8
80×40 1.6 30.7 10.5
2.3 42.1 14.3
3.2 54.9 18.4
90×45 2.3 61.0 20.8
3.2 80.2 27.0
100×20 1.6 38.1 2.78
2.3 51.9 3.64
100×40 1.6 53.5 12.9
2.3 73.9 17.5
4.2 120 27.6
100×50 1.6 61.3 21.1
2.3 84.8 29.0
3.2 112 38.0
4.5 147 48.9
125×40 1.6 94.4 15.8
2.3 131 21.6
125×75 2.3 192 87.5
3.2 257 117
4.0 311 141
4.5 342 155
6.0 428 192
150×75 3.2 402 137
150×80 4.5 563 211
5.0 614 230
6.0 710 264
150×100 3.2 488 262
4.5 658 352
6.0 835 444
9.0 113×10 595
200×100 4.5 133×10 455
6.0 170×10 577
9.0 235×10 782
200×150 4.5 176×10 113×10
6.0 277×10 146×10
9.0 317×10 202×10
250×150 6.0 389×10 177×10
9.0 548×10 247×10
12.0 685×10 307×10
300×200 6.0 737×10 396×10
9.0 105×102 563×10
12.0 134×102 711×10
350×150 6.0 891×10 239×10
9.0 127×102 337×10
12.0 161×102 421×10
400×200 6.0 148×102 509×10
9.0 213×102 727×10
12.0 273×102 923×10

混同しやすい用語

断面係数

断面係数とは、断面二次モーメントを中立軸からの最外縁距離で割った値(Z=I/e)で、曲げ応力度の計算に使用する。

断面二次モーメントが断面の曲げ剛性(たわみへの抵抗)を表す量であるのに対して、断面係数は曲げ応力度の大きさを評価する量であり、用途が異なる。

まとめ

今回は角パイプの断面二次モーメントについて説明しました。

角パイプの断面二次モーメントは、角パイプの外寸の断面二次モーメントから、角パイプの内寸の断面二次モーメント(空洞部の断面二次モーメント)を引いて概算値が算定できます。

断面二次モーメント、角パイプの意味など下記も勉強しましょう。

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ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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