日別アーカイブ: 2025年11月21日

皆さんこんにちは
株式会社シンエイ工業の更新担当の中西です

 

鉄骨加工における材料選定は、強度（許容応力度）だけでは決まりません。溶接性・靱性・板厚方向特性（Z材）・寸法精度・防錆仕様・入手性・価格のバランスこそが現場の勝敗を分けます。本稿では、JIS記号の読み方、ミルシート（材質証明書）の要点、炭素当量（Ceq/PCM）を用いた予熱判断、H形鋼・鋼板・角形鋼管・一般構造用鋼管の使い分け、Z材や耐候性鋼の扱い方まで、“選定→受入→加工→建方”の実務目線で整理します。

 

1｜JIS記号の“読み方”早見 
• SS400：一般構造用圧延鋼材。入手性・価格・加工性のバランスが良い“定番”。主に二次部材・ブラケット・補剛などへ。
• SM400/SM490：溶接構造用圧延鋼材。溶接性・靱性を重視する主要骨組に適合。SM490は主柱・主梁でも定番。
• SN400/SN490（A/B/C）：溶接構造用鋼板（SN）。A/B/Cは主に靱性（シャルピー衝撃値の保証レベルや温度帯）の違いを示し、地震動を強く考慮する部位にはSN490B/Cが選ばれやすい。
• STK400/490（丸鋼管）：一般構造用炭素鋼鋼管。手すり・ブレース・軽量架台など。
• STKR400/490（角・矩形管）：電縫角形鋼管。梁成の低い梁・小梁、意匠柱、手すりフレームなどで多用。
• H形鋼（JIS G 3192）：寸法公差・曲がり・ねじれが規定。工場受入で通り・反り・ねじれを必ず確認。
TIP：板厚方向の割れ（層状割れ）リスクがある厚板の溶接取合い（T継手で引張りが板厚方向にかかる等）では、Z材（Z15/Z25/Z35など）の指定を検討。

 

2｜“用途×仕様”の選び分けマトリクス
用途 推奨材 ねらい 注意点
主柱・主梁（多層） SM490 / SN490B,C 溶接性＋靱性 施工温度・予熱管理、厚板のZ材要否
単層・中小スパン梁 SS400 / SM400 コスパ＋加工性 継手靱性が要らないところで使う
ブレース STK/SS/SM（設計による） 軽量化・座屈耐性 端部仕口の溶接条件・孔精度
意匠柱・梁（露出） STKR / 鋼板 組立箱形 仕上げ性 継手は裏当・全周溶接、歪対策
階段・手すり STKR / SS400 施工性・外観 角部の塗膜薄化、溶接仕上げ
屋外・重防食 溶融亜鉛めっき or 耐候性鋼 耐久 めっき前後の加工順序・溶接対策

 

3｜ミルシート（材質証明書）の必読ポイント
1) 規格・鋼種：JIS記号、強度区分、製造法（キルド/セミキルドなど）。
2) ヒートNo.：鋳番。トレーサビリティの起点。部材番付と紐付けます。
3) 化学成分：C・Si・Mn・P・S・Nb・V・Ti・Ni・Cr・Cuなど。Ceq/PCM計算の材料。
4) 機械的性質：降伏点・引張強さ・伸び・（必要に応じ）シャルピー衝撃値。
5) 寸法：板厚・幅・長さ／H形鋼のサイズ。許容差も参照。
6) 熱処理・付帯処理：正火・調質・ショット＋プライマー等。
受入儀礼：ミルシート⇆現品のヒートNo.・寸法の突合せ→外観（錆・傷）→曲がり・ねじれ→受入印。ここでの見逃しは後の工程でコスト×3になります。

 

4｜溶接性を数値で掴む：CeqとPCM 
• 炭素当量Ceq（例）：Ceq ≈ C + Mn/6 + (Cr+Mo+V)/5 + (Ni+Cu)/15
値が高いほど硬化しやすく割れ感受性↑。
• PCM（溶接割れ感受性指数の簡易式）も同様に低いほど割れにくい指標。
• 運用の勘所：
o 薄板×Ceq低：無予熱〜軽微な予熱でOK。
o 厚板×Ceq中〜高：予熱温度↑＋入熱管理＋水素対策（乾燥）を強化。
o 高拘束継手（箱形柱ダイヤフラム等）は、Ceqが低くても割れリスク。順序・仮付・開先清浄を厳密に。

 

5｜H形鋼・鋼板の“クセ”と受入検査
• 形鋼（H・溝・山形）：通り（カンバー）・そり（スイープ）・ねじれを測定。許容超過は初期矯正を実施してから加工へ。
• 鋼板：板厚偏差と耳波（エッジの波打ち）をチェック。開先加工・プレス曲げ時の反発量も想定。
• 材長取り（歩留り）：端切れはスペーサ・当て板へ再利用。余長は仕上げで吸収できるよう計画。

 

6｜角形鋼管（STKR）・構造用鋼管（STK）の勘所
• R形状：STKRはコーナーRがあり、意匠で見え方が変わる。仕上げの磨き・塗装でR部の膜厚不足に注意。
• 寸法公差：角管の対辺長と対角（スクエア度）を要チェック。フランジプレートの合わせに影響。
• 孔あけ：角管の片肉抜け・バリに注意。後工程での高力ボルト締結を見据え、面取り・バリ取りを標準化。

 

7｜Z材（板厚方向特性）と層状割れ対策
• 層状割れは板厚方向に引張り応力がかかると発生しやすい。硫化物介在物の延伸が誘因。
• Z材（Z15/Z25/Z35など）は板厚方向の絞り保証で、厚板のT継手や箱形柱ダイヤフラムで効果大。
• 設計×製作の握り：Z材の指定がなければ開先や継手形状でリスク低減を図るか、材料置換提案を早期に。

 

8｜防錆・表面処理の選択肢と順序 
• ショッププライマー：ブラスト＋一次防錆。溶接部の焼け戻りは後補修で膜厚回復。
• 溶融亜鉛めっき：屋外・海浜で強力。めっき前加工（孔あけ・タップ）を済ませ、溶接はめっき後に極力避ける。やむを得ない場合はめっき剥離→溶接→補修の段取りを明文化。
• 耐候性鋼：塗装レス運用を想定。排水設計と付着塵の堆積防止が寿命を左右。意匠と維持管理計画をセットで。

 

9｜材料手配と在庫の“勝ちパターン”
• 長尺のまとめ買い：歩留り最適化と運賃効率UP。ただし保管スペースと変形リスクを見込む。
• 標準化：板厚・サイズを社内標準に寄せ、端材活用と段取り替えを減らす。
• 代替ルール：SN⇄SM、STKR⇄鋼板組立の許容範囲を社内で明文化。
• 納期前倒し：厚板・Z材・特殊材は納期長。工程計画で先行手配を習慣化。⏳

 

10｜“今日から使える”受入チェックリスト ✅
☐ ミルシート：規格・鋼種・ヒートNo.・化学成分・機械的性質を確認
☐ 現品とミルシートのヒートNo.突合せ完了
☐ 形鋼：通り・そり・ねじれが許容内／必要なら矯正
☐ 板：板厚偏差と耳波の確認、反発量の見込み
☐ STKR/STK：対辺長・対角、孔あけ面取り、バリ取り
☐ Z材指定の有無と適用部位の確認
☐ 表面処理仕様（ショッププライマー/めっき/耐候）の前提と工程順序の共有
☐ 受入写真・寸法記録の保存（クラウド台帳）

 

まとめ
材料選定は“強度”だけでなく“溶接性・靱性・板厚方向特性・表面処理・入手性・コスト”の総合設計です。Ceq/PCMで定量判断し、Z材や防錆仕様の是非を早期に握ることで、現場の手戻り・コスト高騰を防げます。次回は工作図・BIM/CADの実務に進み、Tekla等の3DモデルからNCデータ生成→干渉チェック→部品符号・改定管理まで、“データが現場を動かす”仕組みを分解します。