建築や土木などに使用される鋼材は、重量によって単価が決まります。
鋼材を加工する前には予算を立てるので、事前の重量計算が必須です。
しかし重量計算とはどのようにするのでしょうか。
鋼材の重量の簡単な計算方法をご紹介します。
鋼材とは
鋼材とは、鋼鉄に圧延、鋳造などの加工を行い成形した鋼鉄のことを指します。
主に鋼材は、土木建築や機械などの基礎材料として幅広く使用されています。
用途に合わせて様々な形に加工してあるので、建築用資材としてすぐに使用する事が可能です。
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鋼の種類
鋼の種類は大変多く、鋼種という名称でJISで細かく規格分類されています。
用途や強度によって分類されている鋼は、代表的なものに圧延鋼材があります。圧延鋼は用途によってさらに細分化されています。
その他には強度が高い機械構造用鋼、工具などに使用される工具鋼など様々な種類に分かれています。
鉄と鋼の違い
鉄と鋼は、含まれる炭素の量が異なっています。
鉄の炭素量は0.02%以下、鋼は0.02%から2.14%となっています。
鋼は専門用語で、炭素鋼と呼ばれているように炭素の含有量が多い点が特徴です。
炭素の含有量が多くなればなるほど、鋼は強度を増していきます。ただ、炭素含有量が増えすぎると、強度が増す代わりに破損しやすくなってしまうのです。
炭素が増えることにより、鉄の特性である柔軟性を失ってしまうからです。
鉄特有の柔軟性を保持する事は重要で、柔軟性が無ければ軽い負荷でも破損してしまいます。いくら強度が高くても、破損しやすければ鋼としての役割が担えません。
その為、鋼は炭素含有量2％以下で作られていることが多いです。
また炭素の含有量によって、鋼の性質も変化します。例えば、さびなどで腐食しやすくなったり、耐久性や耐熱性などが変わってきたりするのです。
その為、鋼材は、使用する用途にあわせて適切な形や素材を選びましょう。
鋼材には様々な種類があります。誤った鋼材を使用してしまうと、施行不良の原因になります。
その結果、強度の確保が困難になり、鋼の重要な役割を果たすことができなくなってしまうのです。
鋼材は重量で計算する
鋼材は、その重量に合わせて価格を計算します。
そのため、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。
ただし重量表があれば、鋼材の重量計算は必要がなくなります。
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。
重量表を見ると、単位ごとの重量が記載されています。
この重量表にある重量に合わせて、必要になる鋼材の分量を掛け合わせれば鋼材の重量が分かるのです。
アングルを例にして計算方法を考えてみましょう。
アングルは、1m当たり4.43kg/mと重量表に記載されています。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、4.43×10＝44.3(kg)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7.85と決まっているので、必要な体積に7.85を掛ければ簡単に計算できます。
この鉄の比重は7.85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。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。
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。
この比重値を出すには、密度の計算が必要になります。
ただし重量表と同様に、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。
例えば、厚さ3.2mmの縞板の比重値は、26.79kg/立方mです。
必要な分量が、縦200mmと横100mmの場合は、200×100×26.79＝535800(kg)となります。
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、｛パイプの外径(mm)ー肉厚(mm)}肉厚(mm)×0.02466＝パイプ1m当たりの重量(kg/m)で求める事ができます。
また、計算式の中にある0.02466という値は、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。
アングルは重量表によると1m当たり4.43kg/mです。
2m購入するため、2(m)×4.43＝8.86となります。
1kg当たり100円なので、8.86×100＝886(円)が購入価格です。
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。
単価を合わせる
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。アングルは重量表では1m当たり4.43kg/mで、これを10m購入したら44.3(kg)になります。
このアングルを1本2215円で販売していたら、1kg当たりの単価は、2215÷44.3＝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÷5(kg)＝280(円)が1kg当たりの単価になります。
比重と密度について
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。
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ネスティングによる材料費の削減の方法とは？
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。
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自動ネスティングができるおすすめのソフトウェア紹介
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