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形鋼の重量は?単位重量の計算方法とH形鋼・山形鋼の一覧表

この記事の要点

鉄骨の積算や荷重計算をするとき、形鋼の重量を素早く押さえたいことがあります。

JIS規格表を毎回引くのは手間がかかるので、よく使う断面の数値は感覚として覚えておくと楽です。

この記事では、形鋼の重量計算の基本と、H形鋼・山形鋼などの単位重量一覧をまとめます。

フィレット部分の断面積は計算が複雑なため、正確な重量はメーカーの規格表を参照するのが実務上の基本となる。

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形鋼の重量は「形鋼の断面積×7.85g/cm3(t/m3)」に重力加速度を考慮した値です。

7.85は鋼(鉄骨)の密度です。

重力加速度を掛けずに算定した値が「形鋼の質量」です。

なお形鋼の重量(および質量)は単位長さ当たりの値で表すのが一般的です。

形鋼にはh形鋼、溝形鋼、山形鋼など色々な種類があります。

種類ごとに断面積の求め方が異なります。

また、形鋼には「フィレット」という曲面部分があります。

正確な重量を求めるのは面倒なので、鋼材メーカーの発行する規格表を参考にしましょう。


今回は形鋼の重量の計算、h形鋼、溝形鋼、鉄骨の重量計算について説明します。形鋼の意味、鉄骨の重量計算は下記が参考になります。

形鋼とは?1分でわかる意味、読み方、種類、規格、i形鋼の用途

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形鋼の重量は?計算方法、h形鋼、溝形鋼との関係

形鋼の重量は「形鋼の断面積×7.85g/cm3(t/m3)」に重力加速度を考慮した値です。重力加速度を考慮しない場合「形鋼の質量の値」になります。


下図をみてください。形鋼にはh形、山形、溝形など色々な形状があります。当然、形鋼の形状が変われば「断面積の計算方法」も変わります。


形鋼の重量と種類


また形鋼にはフィレットと呼ぶ曲面部があります。曲面部分の断面積を計算するのは面倒なので、手計算で形鋼の重量を求める時は省略しても良いでしょう。ただし、正確な形鋼の重量が知りたいときは、鋼材メーカー発行の規格表を参考にしてください。


h形鋼、溝形鋼、山形鋼の重量や規格は下記が参考になります。

H形鋼(H鋼)とは?規格・寸法・材質・用途を解説

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鉄骨(形鋼)の重量計算例

建築の実務では「h形鋼などの形鋼」を「鉄骨部材」ともいいます。具体的に、下記の鉄骨部材(鉄筋)の重量を計算してみましょう。※重量加速度は10m/s2とします。


鉄骨の重量計算例


鉄骨の重量の計算方法は「鉄骨部材の断面積」で変わります。鉄筋は概ね円形です。半径が5mmなので円の断面積は、


A=5×5×3.14=78.5m㎡ ⇒ 78.5÷100=0.785c㎡


となります。よって、


鉄骨の質量=0.7855c㎡×7.85g/cm3×10=6.17g/cm


です。上記の値に重力加速度を考慮すれば鉄骨の重量が算定できます。

混同しやすい用語

質量と重量

質量はkg単位で重力加速度を含まない値であるのに対して、重量はkNまたはN単位で重力加速度(≒9.81m/s2)を掛けた値であり、形鋼の規格表で示されるのは単位長さあたりの質量(kg/m)である。

試験での問われ方|管理人の一言

建築士試験では、鋼の密度7.85t/m3を使った重量計算が出題される。

質量と重量の区別(重力加速度の有無)も混同しやすいため注意が必要。

形鋼の重量計算を整理した表を示します。

項目質量重量
計算式断面積×7.85g/cm3質量×重力加速度
単位kg/mN/m(またはkN/m)
鋼の密度7.85g/cm3(t/m3)同左を使用

まとめ

今回は形鋼の重量について説明しました。形鋼の重量は「形鋼の断面積×7.85」に重力加速度を考慮した値です。形鋼には色々な種類があります。まずは形鋼の種類を勉強しましょう。下記をご覧ください。

形鋼とは?1分でわかる意味、読み方、種類、規格、i形鋼の用途

H形鋼(H鋼)とは?規格・寸法・材質・用途を解説

溝形鋼の規格・サイズ一覧と断面性能【JIS G 3192】

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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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