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角鋼の規格が丸わかり!角鋼の種類、サイズ、断面性能、用途

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角鋼という言葉は、案外建築の専門家でも聞いたことが少ないと思います。角鋼は使用頻度が低い材料だからです。一方で、特殊な建物の柱や化粧材として使われるなど、知っておくと鋼材の選択肢が広がるでしょう。今回は、角鋼の規格や種類、サイズなどについて説明します。

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角鋼のサイズと規格、断面性能一覧

角鋼のサイズと断面性能は下図表の通りです。なお、今回は断面二次モーメントや断面係数を示していませんが、角鋼は正方形なので、下記の記事を参考に計算してみましょう。

断面係数とは

断面二次モーメントとは何か?


機械的性質

角鋼は、「角鋼として」JISに規格されていません。角鋼は、一般構造用圧延鋼材と同じ材料です。一般構造用圧延鋼材は、JISG3101に規定されており、機械的性質は下記の通りです。

化学成分

角鋼の化学成分は下図表の通りです。

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角鋼ってなに?

角鋼とは、真四角の鋼材を意味します。似た用語で、「丸鋼」があります。丸鋼は、角鋼よりも使われることが多い鋼材です。丸鋼に似た鋼材で「鉄筋」もあります。鉄筋は、丸鋼と違い付着性を高めるために、リブが付いた細い円形の鋼材です。鉄筋に関しては下記の記事が参考になります。

鉄筋のサイズと呼び径の関係、必ずわかる鉄筋サイズの覚え方 v

さて、角鋼は前述した「丸鋼」や「鉄筋」のように、建築物の主部材として直接使用される鋼材ではありません。但し、鋼管と違い外形の割には断面性能が高いので、パビリオンなどの限定的な構造物の柱に用いられるケースはあります。


ただ、角鋼は四隅が角ばっていて、柱として露出すると角にぶつかって怪我をする可能性もあります。柱としての使用は注意したい鋼材の1つです。

角鋼の種類と用途

角鋼の種類や用途は下図表の通りです。

建築はもちろん、橋梁、船舶、車輛、産業機械など様々な用途に用いられます。標準的なサイズが65mmなので、建築物や橋梁では、構造部材として採用されるケースは少ないでしょう。一方、細かな部材が多い産業機械などは多用されるケースが多いです。

角鋼と角形鋼管の違い

角鋼と角形鋼管の違いは、「中身が詰まっているかどうか」です。そもそも「鋼管」は、俗称でパイプといいます。パイプのように中が空洞で、鋼材の厚み自体は数ミリ、十数ミリです。そのため、重量を軽くすることが可能で、経済的なメリットが大きいのです。例えば、角鋼と角形鋼管の重量を、同じ外形で比較します。

このように、同じ外形でも角鋼と角形鋼管では重量が7倍近く違います。一方、断面係数は下記のように、3.8倍程度しか違いません。

重量に対する断面性能は、明らかに角形鋼管の方が有利です。※角形鋼管に関しては、下記の記事が参考になります。

STKR材の規格が丸わかり!一般構造用角形鋼管のサイズと断面性能


しかし、角鋼には角形鋼管に無いメリットがあります。それが「細さ」です。例えば柱に角鋼を使います。鋼材の重量は増えますが、高い断面性能を保持したまま、スレンダーな柱を魅せることができます。


商業建築物や、仮設のパビリオンなど、建築物を魅せることにこだわる場合、角鋼を使うこともあります。

まとめ

今回は、角鋼について説明しました。角鋼と角形鋼管の違いは、断面性能や重量の関係も含めて理解しておきましょう。また、下記に併せて参考になる記事を明記しました。

STK400の規格が丸わかり!一般構造用炭素鋼鋼管のサイズと断面性能、STKN材との違い

STKR材の規格が丸わかり!一般構造用角形鋼管のサイズと断面性能

コラム(冷間成形角型鋼管)とは何か?

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