外径の計算方法｜内径・板厚からの求め方と鋼管・配管の計算例

この記事の要点

外径（がいけい）は「内径 + 2×板厚（肉厚）」で求めます。鋼管や配管では内径・外径・肉厚の3者の関係を理解することが重要です。

外径・内径・肉厚の計算式・円の面積・重量計算への応用と、建築設備（配管）・構造用鋼管（丸形鋼管）での外径の使い方を解説します。

外径は、円の中心を通る両端部の距離です。

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外径は板厚、内径の関係から計算できます。外径は、円の中心を通る両端部の距離です。内径は、外径から両側の板厚を引いた長さです。今回は外径の計算、意味、円との関係、重量について説明します。外径、内径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？意味・求め方・外径との違い

外径と内径の記号は下記が参考になります。

φ（ファイ）とは？直径を示す記号の意味・読み方・使い方と表記

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外径の計算は？

外径は、内径や板厚と関係します。外径の計算方法を下記に示します。

D＝ｄ+2ｔ

各記号は、外径がD、内径がｄ、板厚をｔです。外径、内径の意味は、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？意味・求め方・外径との違い

また、管の断面積と内径または板厚が既知の場合、外径を求めることが可能です。管の断面積の公式は下記です。

A=0.785(D^2－d^2)

下図をみてください。外径、内径、板厚の関係を示します。

鋼管の外径、内径、肉厚の関係

また、下図のように中実断面は「内径」や「板厚」という概念が無いです。外径＝直径だからです。直径の求め方は、下記が参考になります。

φ（ファイ）とは？直径を示す記号の意味・読み方・使い方と表記

中実材と中空材

当然ですが、半径ｒの値が既知の場合、その値を２倍すれば外径が算定できます。半径と直径の関係は、下記が参考になります。

半径とは？rの記号・直径・d・φとの違いと建築断面計算での使い方

円の外径と重量の関係

管の重量は、

管の断面積

管の長さ

管の密度

が関係します。長さ、密度が大きいほど重量も大きいです。今回は、長さと密度に関する説明は省略します。密度の意味は、下記を参考にしてください。

密度の記号はρ（ロー）？意味・読み方・比重・単位体積重量との違いを解説

管の断面積は下式で計算します。

A=0.785(D^2－d^2)

上式より、外径が大きく、内径が小さいほど断面積が大きいですね。内径が0（ぜろ）になるとき中実断面に等しいです。また、板厚が大きくなるほど内径は小さくなります。

管の図をみて、上記の説明を読むとイメージしやすいですよ。管の断面積は、下記の記事が参考になります。

円筒の面積の求め方｜側面積・底面積・表面積の公式と建築柱・配管計算への活用

混同しやすい用語

外径（D）

管の外側の直径です。

断面積の計算ではA＝0.785×D2（円の場合）を用い、管の場合は内径の円を引きます。

内径（d）

管の内側（空洞部）の直径です。

断面積はA＝0.785(D2－d2)で、外径と内径の差が板厚の2倍になります。

外径の計算を整理した表を示します。

項目	内容	備考
外径の計算式	外径＝内径＋2×板厚	管（鋼管など）に適用
内径の計算式	内径＝外径－2×板厚	外径から逆算
重量との関係	断面積×長さ×密度で算定	外径・内径から断面積を計算

まとめ

今回は外径の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。

管は中空断面です。

外径、内径、板厚が関係しています。

これらの関係から、外径を計算できますね。

まずは管の図をイメージしてください。

外径、内径、板厚が、どの部分に該当するか理解しましょう。

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？意味・求め方・外径との違い

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理解度チェック

外径とは何で、どう計算しますか？

答えを見る

外径（がいけい）は円の中心を通る両端部の距離（管の外側の直径）で、「内径＋2×板厚（肉厚）」で求めます（外径D、内径d、板厚t）。内径は外径から両側の板厚を引いた長さです。半径rが既知なら2倍で外径が算定でき、中実断面は内径・板厚の概念がなく外径＝直径です。

外径と管の断面積・重量の関係は？

答えを見る

管の断面積はA＝0.785(D²−d²)（D外径、d内径）で、外径が大きく内径が小さいほど断面積が大きくなります（内径0で中実断面に等しい、板厚が大きいほど内径は小さい）。外径と内径の差が板厚の2倍です。重量は長さと密度が関係し、長さ・密度が大きいほど重量も大きくなります。

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）。

わかる構造力学わかる構造力学（改訂版）

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円の外径と重量の関係

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