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丸パイプの重量計算とは?1分でわかる計算方法、丸棒、角パイプとの関係

丸パイプとは円形で中空の部材です。トイレットペーパーの芯の形です。丸パイプの重量計算は、丸パイプの体積に材料の密度をかければよいです。丸パイプの体積は、円の断面積を求める必要があります。今回は、丸パイプの重量計算と方法、丸棒と角パイプとの関係について説明します。円の断面積、丸棒、角パイプの意味は、下記が参考になります。

円の断面積は?1分でわかる意味、公式、計算方法と求め方、直径との関係

丸棒の重量計算とは?1分でわかる計算方法、公式、円柱の重量計算、鉄と丸棒との関係

角パイプの重量計算とは?本当にわかる計算方法、計算式、鉄の角パイプの重量


また、丸パイプの重量は、鋼材メーカーの規格で決まっています。詳細は、下記が参考になります。

鋼管の重量は?1分でわかる重量、計算方法、規格

丸パイプの重量計算とは?

下図をみてください。これが丸パイプの形状です。円形で中空の断面ですね。

丸パイプの重量計算

空洞部分は重量が無いです。よって、円形の板厚部分の重量が、丸パイプの重量です。計算は、下記のように考えます。


丸パイプの断面積=外径の円の断面積−内径の円の断面積

丸パイプの体積=丸パイプの断面積×丸パイプの長さ

丸パイプの重量=丸パイプの体積×丸パイプの密度


下図をみてください。大きい円(外径)から小さい円(内径)の面積を引いて、残った面積が丸パイプの断面積ですね。

丸パイプの断面積

上記の考え方を計算式に直せば、丸パイプの重量計算ができます。外径、内径、円の断面積の意味は、下記が参考になります。

外径とは?1分でわかる意味、図、直径との違い、円周の求め方

内径とは?1分でわかる意味、求め方、直径との関係、断面積との関係

円の断面積は?1分でわかる意味、公式、計算方法と求め方、直径との関係


なお、丸パイプの重量は鋼材メーカーの規格で決まっています。常用サイズ(一般的に使うサイズ)の丸パイプを使う場合、重量計算は不要です。

丸パイプの重量計算の方法

下図に丸パイプを示します。

丸パイプの重量計算の方法

丸パイプの重量計算の公式を下記に示します。


W=qAL=qL(2πrt−πt^2)


Wは重量、qは密度、Aは断面積、Lは丸パイプの長さ、直径がD、半径がr、板厚をt、円周率をπとします。


円の断面積は、


半径×半径×円周率


です。前述の流れを計算します。丸パイプの外形の断面積は、


r×r×π=πr^2


です。次に内径の断面積は、


(r−t)×(r−t)×π=π(r−t)^2


です。外径の断面積から内径の断面積を引くと、


A=πr^2−π(r−t)^2=2πrt−πt^2


です。


上式が正しいか確認します。半径が200mm、板厚が9mmの丸パイプがあります。鋼材メーカーによる規格値では断面積は、110.6cm2でした。


A=2πrt−πt^2=2*3.14*20*0.9−3.14*0.9^2=110.5cm2


なので、規格値とほとんど同じですね。僅かに値が異なるのは、円周率の関係です(円周率が無理数のため)。


鋼材メーカーによる丸パイプの規格値は、下記が参考になります。

鋼管の重量は?1分でわかる重量、計算方法、規格

丸棒、角パイプの重量計算

丸棒、角パイプの重量計算は、下記が参考になります。

丸棒の重量計算とは?1分でわかる計算方法、公式、円柱の重量計算、鉄と丸棒との関係

角パイプの重量計算とは?本当にわかる計算方法、計算式、鉄の角パイプの重量

まとめ

今回は丸パイプの重量計算について説明しました。意味や計算方法が理解頂けたと思います。まずは、丸パイプの形状をよくみてください。外径の円の断面積から内径の円の断面積を引けば計算できる、とわかるはずです。なお、丸パイプの重量は鋼材メーカーによる規格で決まっています。下記の記事も参考にしてくださいね。

鋼管の重量は?1分でわかる重量、計算方法、規格

角パイプの重量計算とは?本当にわかる計算方法、計算式、鉄の角パイプの重量


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