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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

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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

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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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。

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。

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公式を下記に示します。

W＝ｑAL＝qL(2πrt－πt²)

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＝πr²

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＝πr²－π(r－t)²＝2πrt－πt²

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－πt²＝2*3.14*20*0.9－3.14*0.9²＝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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• 2010年　弊サイトを開設
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• 「わかる構造力学」
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