建築や土木で広く使用される鋼材は、その重量によって単価が決まるため、予算を立てる際には正確な重量計算が欠かせません。しかし、鋼材の重量計算はどのように行えばよいのでしょうか。
本記事では、初心者でも簡単にできる鋼材の重量計算方法と値段の求め方を分かりやすく解説します。
鋼材の重量の計算方法
鋼材は、その重量に合わせて価格を計算します。そのため、まずは鋼材の重量の計算ができなければ鋼材の価格は分かりません。
鋼材の重量の計算方法は、基本的には「材質の比重×体積」で出すことが可能です。ただし例外もあります。
基本的には重量表があれば鋼材の重量を計算する必要はなくなります。
一般的な鋼材の取扱店は、JIS規格による重量表が置いてあることが多いです。
この重量表を使う事で、鋼材の重量を簡単に計算することができるのです。
アングルを例にして計算方法を考えてみましょう。
例えば重量表に1m当たり4.43kg/mと記載されているサイズのアングルがあります。この数字をアングルの必要な長さに掛けて下さい。それで簡単にアングルの重量が分かります。
例えばアングルが10m必要ならば、4.43kg×10m＝44.3kgとなるのです。
丸鋼材・角鋼材・平鋼材は重量表が不要
丸鋼材や角鋼材、平鋼材でしたら重量表がない場合でも計算が可能です。
鉄の比重は7.85g/cm³と決まっているので、必要な体積に7.85g/cm³を掛ければ簡単に計算できます。
この鉄の比重は7.85g/cm³を覚えておけば、大変便利です。薄い鋼板の場合も、同じ方法で計算する事ができます。
ただし、純鉄の場合は、7.87g/cm³ですが、一般的に鋼は7.85g/cm³で計算されます。
ちなみに比重とは、比較するための重さなので、単位はありませんが比重量の単位をg/cm3 で表したとき、密度＝比重量＝比重となり表示される数値は密度と同じです。
鋼材の中の「縞板」の計算方法
縞板とは、圧延によって薄く伸ばし、さらに表面に細かい突起を模した鋼材のことです。縞板は、縞鋼板やチェッカープレートと呼ばれることもあります。
重量の計算方法は、必要な分量の縞板(縦×横)に対して、比重値を掛けて計算してください。
厚さ3.2mmの縞板（チェッカープレート）の比重値を求める際、基本的には材料の比重（密度）を使用します。縞板は通常、鋼でできており、鋼の比重は鉄とほぼ同じく約7.85g/cm³です。
縞板の表面に凸凹（模様）があるため、実際の体積と質量は平板とは若干異なりますが、標準的な計算では無視できる範囲です。
そのため、縞板の厚さが3.2mmであっても、基本的な密度は鋼と同じ値を使用します。
したがって、厚さ3.2mmの縞板の比重は以下の通りです。
この値を用いて、厚さ3.2mmの縞板の重量を計算する際は、単位面積（例えば1m²）あたりの質量を以下のように求めることができます。
体積の計算：縞板1m²あたりの体積=0.32cm×10,000cm²= 3,200cm³
質量の計算：質量=体積×密度=3,200cm³×7.85g/cm³ = 25,120g = 25.12kg
したがって、厚さ3.2mmの縞板は1m²あたり約25.12 kgの質量を持つことが分かります。必要な分量が、縦2m、横1m、厚さ3.2mmの縞板の場合は、質量は約50.24kgとなります。
重量表と同様に、比重表というものがあります。比重表を使う事により、計算を簡単にする事が可能です。
一般的な鋼材の取扱店は比重表を置いてあることが多いので、利用するといいでしょう。
鋼材のパイプの計算方法
パイプの重量の計算は、通常は重量表を使うことが多いです。
しかし、パイプは中が空洞状になっているので、特有な計算方法もあります。
まず、パイプの重量の計算は、パイプ1m当たりの重量(kg/m)×パイプの長さ(m)＝重量(kg)となります。
このパイプ1m当たりの重量(kg/m)の求め方が重要です。計算方法は、こちらの計算式で求める事ができます。
計算式の中にある材料係数とは、パイプの重量を計算するために使用される係数で、特定の材料の密度に基づいています。この係数は、パイプの外径、板厚、および材料の密度を考慮して、パイプの単位重量（1メートルあたりの重量）を求めるために使われる重要な値です。
なお、0.02466という値がパイプ業界では頻繁に使われる数字なので覚えておくといいでしょう。
鋼材の値段の計算方法
鋼材の重量計算に合わせて、鋼材の値段も計算してみましょう。
鋼材の販売方法は2パターンあり、購入先によって異なってきます。
1kg当たりで販売するか、1本(または1枚)あたりで販売するかで計算も変わってきます。
1kg当たりの販売方法
1kg当たりの販売方法は、重量計算で求めた数値を、1kgの単価に掛ければ求める事ができます。
鋼材の値段は重量計算のように、それぞれで計算方法が異なる事はありません。
そのため、どの鋼材でも同じ計算方法で購入価格を計算する事ができます。
例えば、1kg当たり100円で販売しているアングルを2m購入するとします。
重量表によるとそのアングルは1m当たり4.43kg/mです。
2m購入するため、2m×4.43kg＝8.86kgとなります。
1kg当たり100円なので、8.86kg×100円＝886円が価格となります。
1本単位の販売方法
1本単位で販売している場合は、その必要本数に合わせて購入してください。
1本単位で販売していると、計算方法はより簡単になります。
ただし、1kg当たりの金額で比較したい時には単価を合わせなければいけません。
鋼材の単価を合わせる方法
単価を合わせるには、1本単位の価格から1kg当たりの金額を計算する必要があります。
再びアングルで考えてみます。重量表で1m当たり4.43kg/mのアングルがあります。これを10m購入したら44.3kgになります。
この10mのアングルを2,215円で購入した場合、1kg当たりの単価は、2,215円÷44.3kg＝50円となります。
丸鋼材の場合は、例えば100×80mmの丸鋼材が1個5kgで販売していたとします。
この丸鋼材は1個1400円で販売していたら、1400円÷5kg＝280円が1kg当たりの単価となります。
鋼材の計算ができるサイト3選
ここでは、鋼材の重量計算ができるおすすめサイトをいくつか紹介していきます。
機械設計エンジニアの基礎知識
「機械設計エンジニアの基礎知識」というサイトでは、それぞれ数字を入力するだけで簡単に重量計算（金属、非鉄金属、樹脂、木材など）が可能になります。
形状からも選択することができるので、変わった形状や形状ごとにしっかり調べたい人はこちらがおすすめです。
鉄板市場
「鉄板市場」というサイトでは、材質と鋼材の体積がわかれば簡単に重量計算をすることが可能です。
機械設計エンジニアの基礎知識よりも計算がシンプルになっているので簡単に計算したい人はこちらも良いでしょう。
小西池設計事務所
「小西池設計事務所」のサイトでは、もっとシンプルに鋼材計算ができるサイト構造となっています。
こちらは寸法がある程度決まっているので、大体の大きさで出したい時におすすめです。
鋼材の種類と特性
鋼材は、用途や性能に応じてさまざまな種類があり、それぞれ独自の特性を持っています。用途に合った鋼材を選定することで、施工品質やコスト効率を向上させることが可能です。
圧延鋼材
圧延加工により製造される鋼材で、建築や土木など幅広い分野で使用されます。形状や寸法が均一で加工しやすく、コストパフォーマンスが高い点が特徴です。ビルや橋梁などの構造物に多く用いられています。
機械構造用鋼
高い強度と靭性を持ち、機械部品や構造部品の製造に特化した鋼材です。溶接や加工が容易で、工業機械や車両部品の製造に適しています。
工具鋼
切削工具や金型など特定の用途に耐える鋼材です。高硬度と耐摩耗性を備え、熱処理によって性能を調整できるため、パンチングツールや金型などに使用されます。
ステンレス鋼
錆や腐食に強い耐食性を持つ鋼材で、美観を重視する用途にも適しています。キッチン用品や建築装飾、化学プラントなどで使用されるほか、耐久性が求められる環境にも最適です。
高張力鋼
通常の鋼材よりも強度が高く、軽量化が必要な分野で使用されます。自動車部品や建築構造物、航空機部材など、耐荷重性を求める用途に適しています。
鋳鉄
炭素量が多く硬度が高い鋼材で、溶融して型に流し込むことで成形されます。成形が容易で耐摩耗性にも優れていますが、衝撃に弱い特性があります。エンジン部品やマンホールなどに使用されます。
鋼材の比重と密度の計算方法
丸鋼材や縞板などは、必要な分量に比重値をかけて重量を計算していました。
比重値は、重量表と同様に比重表を利用すれば簡単に重量を計算する事ができました。
しかし、比重表がない場合は、比重の値を計算しなければいけません。
比重の値は密度の値と全く同じなので、比重の値は密度の計算式で求めることができます。
密度＝質量(kg)÷体積(立方メートル)が密度の公式です。これに当てはめて計算して比重を求めましょう。
鉄鋼材コスト世界最高削減！自動ネスティング ソフト販売数世界No1「SigmaNEST」
鋼材を節約できるネスティングの方法
ネスティングを簡単に説明すると、CADを用いて板の上に部品を並べる作業を指します。
ネスティングを行うことで1枚の板材から複数の製品を抜き取ることが可能となり、無駄な部分を最小限に抑えることができます。
その結果、歩留まりが向上し、製品コストを削減することが可能となります。
さらに切断作業の回数も少なくて済むため、作業時間の短縮にも繋がります。
最近では、このネスティング作業を自動でなおかつ高精度で行ってくれるソフトも増えてきています。
数ある中でも、特に高性能、高機能を兼ね備えたこちらの自動ネスティングソフトウェアが世界中で評価が高いと言われています。
コスト削減や作業の効率化など工場や会社経営に欠かせないメリットが多々あります。
参考：最高の歩留まり率で、平均5%の材料コスト削減を実現！世界最高水準の自動ネスティングソフトウェア「Sigmanest」のご紹介
鋼材が節約できるおすすめソフト
ここでは、鋼材が節約できる自動ネスティングが可能なおすすめのソフトウェアを紹介します。
自動ネスティングCAD/CAMソフトウェア「SigmaNEST」
自動ネスティングソフトウェアでおすすめなのが、日本国内の人気はもちろん世界中で好評を得ているSigmaTEK社の「SigmaNEST」です。
「SigmaNEST」は、自動ネスティングの性能に定評があり、最高の歩留まりによって材料コストを平均5%削減することができます。
また、幅広い加工機に対応しているのも特徴の一つです。
最高レベルの高歩留まりネスティング結果と材料の有効活用の実現はもちろん、見積り、生産、出荷など、あらゆる工程を一本化、且つあらゆる費用を削減できる、とにかく凄いソフトです。
- 材料コストを削減したい！
- 人的負担を減らしたい！
- 機械の稼働をより効率化したい！
- 基幹システムと連携したい！
- 複数の機械をワンシステム化したい！
こんな効率化を求めるなら、まずはこの自動ネスティングソフトを要チェック。
日本国内のサポート体制もしっかりしているので導入前の相談からアフター対応まで何かと心強く安心です！
初めて自動ネスティングを導入する方にもおすすめです。
一般のネスティングソフトとシグマネストの違いや配置パターン比較は、SigmaNESTの公式サイトにわかりやすくまとめられているのでおすすめです。最先端の自動ネスティングソフトウエアの概要をぜひご覧になってみてください。
鋼材の計算方法についてまとめ
鋼材の使用には、その種類や特性を正しく理解し、適切な選定と計算が必要です。重量計算は予算管理や施工計画において欠かせない要素であり、重量表や比重を用いることで効率的に進められます。また、縞板やパイプの計算方法を把握することで、さまざまな鋼材の適切な使用が可能になります。
さらに、鋼材のコスト削減にはネスティング技術が有効であり、効率的な材料利用を実現します。特に、自動ネスティングソフトウェア「SigmaNEST」は、高精度な歩留まり向上とコスト削減を実現するための強力なツールとして評価されています。
鋼材の選定、計算、効率的な活用を総合的に理解し、適切に活用することで、建築や土木、機械加工などの現場での業務効率を大幅に向上させることができるでしょう。
