山形鋼（アングル）は、L字型断面を持つ鋼材で、構造体の補強やフレームの支えなどに広く使用されます。その形状により、軽量でありながら高い剛性を持ち、機械設計、建築、など多岐にわたる分野で活用されています。
山形鋼は、以下の2種類に分類されます。
- 等辺山形鋼：2辺の長さが等しいタイプ
- 不等辺山形鋼：2辺の長さが異なるタイプ
等辺山形鋼の規格寸法表(断面2次モーメントと断面係数）
等辺山形鋼の寸法例を以下に示します（JIS G3192に準拠）。
| 呼び名（A×B） | 肉厚（t）[mm] | 断面積（cm2) | 単位重量(kg/m) | 断面2次モーメント[cm4] | 断面係数[cm3] |
|---|---|---|---|---|---|
| 25×25 | 3.0 | 1.427 | 1.12 | 0.797 | 0.448 |
| 30×30 | 3.0 | 1.727 | 1.36 | 1.42 | 0.661 |
| 40×40 | 3.0 | 2.336 | 1.83 | 3.53 | 1.21 |
| 40×40 | 5.0 | 3.755 | 2.95 | 5.42 | 1.91 |
| 45×45 | 4.0 | 3.492 | 2.74 | 6.5 | 2.00 |
| 45×45 | 5.0 | 4.302 | 3.38 | 7.91 | 2.46 |
| 50×50 | 4.0 | 3.892 | 3.06 | 9.06 | 2.49 |
| 50×50 | 5.0 | 4.802 | 3.77 | 11.1 | 3.08 |
| 50×50 | 6.0 | 5.644 | 4.43 | 12.6 | 3.55 |
| 60×60 | 4.0 | 4.692 | 3.68 | 16.0 | 3.66 |
| 60×60 | 5.0 | 5.802 | 4.55 | 19.6 | 4.52 |
| 65×65 | 5.0 | 6.367 | 5.00 | 25.3 | 5.35 |
| 65×65 | 6.0 | 7.527 | 5.91 | 29.4 | 6.26 |
| 65×65 | 8.0 | 9.761 | 7.66 | 36.8 | 7.96 |
| 70×70 | 6.0 | 8.127 | 6.38 | 37.1 | 7.33 |
| 75×75 | 6.0 | 8.727 | 6.85 | 46.1 | 8.47 |
| 75×75 | 9.0 | 12.69 | 9.96 | 64.4 | 12.1 |
| 75×75 | 12.0 | 16.56 | 13.0 | 81.9 | 15.7 |
| 80×80 | 6.0 | 9.327 | 7.32 | 56.4 | 9.7 |
| 90×90 | 6.0 | 10.55 | 8.28 | 80.7 | 12.3 |
| 90×90 | 7.0 | 12.22 | 12.22 | 93.0 | 14.2 |
| 90×90 | 10.0 | 17.00 | 17.00 | 125 | 19.5 |
| 90×90 | 13.0 | 21.21 | 21.21 | 156 | 24.8 |
| 100×100 | 7.0 | 13.62 | 13.62 | 129 | 17.7 |
| 100×100 | 10.0 | 19.00 | 19.00 | 175 | 24.4 |
| 100×100 | 13.0 | 24.31 | 24.31 | 220 | 31.1 |
不等辺山形鋼の規格寸法表(断面2次モーメントと断面係数)
不等辺山形鋼の寸法例を以下に示します（JIS G3192に準拠）。
| 呼び名（A×B） | 肉厚（t）[mm] | 断面積（cm2) | 単位重量(kg/m) | 断面2次モーメント[cm4] | 断面係数[cm3] |
|---|---|---|---|---|---|
| 90×75 | 9.0 | 14.04 | 11.0 | A:109 B:68.1 | A:17.4 B:12.4 |
| 100×75 | 7.0 | 11.87 | 9.32 | A:118 B:56.9 | A:17.0 B10.0 |
| 100×75 | 10.0 | 16.50 | 13.0 | A:159 B:76.1 | A:23.3 B:13.7 |
| 125×75 | 7.0 | 13.62 | 10.7 | A:219 B:60.4 | A:26.1 B:10.3 |
| 125×75 | 10.0 | 19.00 | 14.9 | A:299 B:80.8 | A:36.1 B:14.1 |
| 125×75 | 13.0 | 24.31 | 19.1 | A:376 B:101 | A:46.1 B:17.9 |
| 125×90 | 10.0 | 20.50 | 16.1 | A:318 B:138 | A:37.2 B:20.3 |
| 125×90 | 13.0 | 26.26 | 20.6 | A:401 B:138 | A:47.5 B:25.9 |
| 150×90 | 9.0 | 20.94 | 16.4 | A:485 B:133 | A:48.2 B:19.0 |
| 150×90 | 12.0 | 27.36 | 21.5 | A:619 B:167 | A:62.3 B:24.3 |
| 150×100 | 9.0 | 21.84 | 17.1 | A:502 B:181 | A:49.1 B:23.5 |
| 150×100 | 12.0 | 28.56 | 22.4 | A:642 B:228 | A:63.4 B:30.1 |
| 150×100 | 15.0 | 35.25 | 27.7 | A:782 B:276 | A:78.2 B:37.0 |
※寸法の選定は荷重条件、使用環境、取り付け方法などを考慮する必要があります。
山形鋼の特性と選定ポイント
特性
- 軽量で高剛性：形状がL字型のため、軽量ながら大きな剛性を発揮します。
- 優れた耐荷重性：外力を分散し、構造の安定性を向上させます。
- 加工性が良好：切断、穴あけ、溶接が容易で、組み立て作業にも適しています。
選定ポイント
荷重条件
適用する荷重に応じて、必要な寸法と厚さを選定します。等辺タイプは均一な荷重分布、不等辺タイプは特殊な配置や補強に適しています。
耐食性の要求
山形鋼は通常、炭素鋼で製造されるため、屋外や湿気の多い環境では防錆塗装や亜鉛メッキが必要です。
設計用途
補強材として使用する場合、接合部分の強度や形状の整合性を考慮します。不等辺タイプは狭いスペースや特殊な設置箇所に便利です。
山形鋼(アングル）を使用する際の注意点
直角度の精度
- 山形鋼の直角度には加工公差があり、厳密な直角精度を必要とする場合には追加加工が必要です。
- 例えば、直角度が重要なフレーム構造の場合、機械加工や調整が必要になる場合があります。
はじめ
部品のブラケットやフレームの直角が必要な場合は平面を追加工するなどの工夫をしましょう。
錆対策
- 防錆処理が施されていない場合、腐食が発生しやすいため、防錆塗装や表面処理（亜鉛メッキ、クロメート処理など）を施してください。
溶接部の強度
- 溶接作業後の歪みや応力集中に注意が必要です。
- 特に不等辺山形鋼の場合、溶接部が偏心する可能性があります。
まとめ
山形鋼（アングル）は、軽量かつ高い剛性を持つため、構造物の補強やフレーム用途に最適な材料です。等辺タイプと不等辺タイプのどちらを選択するかは、荷重条件や使用環境に応じて判断します。ただし、直角度の精度や錆対策など、使用時の注意点を考慮する必要があります。適切な選定と処理を施すことで、山形鋼の性能を最大限に引き出すことが可能です。
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