鋼材の重量計算（比重7.85）——JISの単位質量と計算値がずれる理由と、見積・取り代での使い方

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鉄の比重（密度）や鋼材の重量の計算式は、数字一つで答えが出てしまう。この記事はその先、計算の手順を規格どおりにそろえる方法と、規格の単位質量・自分の計算値・実際の重さがずれる理由、そして見積・運賃・取り代のどこでどの重さを使うかを扱う。

鋼管の種類ごとの選び方はSGP（JIS G 3452）の指定とSTK と STKM の違いの記事で、角パイプはSTKR の指定の記事で扱う。鋼材の値上げと単価の決め方は鋼材価格の改定と購入契約の記事に書いた。

JIS の計算の手順：密度は 7.85、丸めは段ごと

炭素鋼の鋼材の寸法規格は、いずれも密度を 7.85 として質量を計算する。熱間圧延鋼板（JIS G 3193）は、厚さ 1 mm・面積 1 m² の質量 7.85 kg を基本質量とし^[1]、熱間圧延棒鋼（JIS G 3191）は、断面積 1 mm²・長さ 1 m の質量 7.85×10^－3 kg を基本質量とする^[2]。熱間圧延形鋼（JIS G 3192）は、断面積 1 cm²・長さ 1 m の質量 0.785 kg を基本質量にしている^[3]。鋼管の規格は、1 cm³ の鋼を 7.85 g として単位質量を求める^[4][5]。単位が違うだけで、どれも同じ密度である。

違いが出るのは計算の段取りである。規格は、途中の値を段ごとに丸めるよう決めている。鋼板では、単位質量（kg/m²）と面積（m²）をそれぞれ有効数字 4 桁に丸め、1 枚の質量を有効数字 3 桁に丸める（1,000 kg を超えるときは kg の整数）^[1]。棒鋼では、断面積を有効数字 4 桁、単位質量（kg/m）を有効数字 3 桁、1 本の質量を有効数字 3 桁に丸める^[2]。形鋼も、断面積を有効数字 4 桁、単位質量を有効数字 3 桁に丸める^[3]。数値の丸め方は JIS Z 8401 の規則 A による^[2][3]。

計算例：丸棒は丸めの段で 0.1 kg ずれる

径 50 mm の丸鋼を 5.5 m で 1 本買う場合を考える。規格の手順では、断面積 50² × 0.7854 ＝ 1,963.5 を有効数字 4 桁に丸めて 1,964 mm²、単位質量は 1,964 × 7.85 × 10^－3 ＝ 15.417 を 3 桁に丸めて 15.4 kg/m となる。規格の表 7 にも、径 50 mm の単位質量は 15.4 kg/m とある^[2]。1 本の質量は 15.4 × 5.5 ＝ 84.7 kg である。

一方、丸めずに通しで計算すると 1,963.5 × 0.00785 × 5.5 ＝ 84.77 で、84.8 kg になる。差は 0.1 kg だが、100 本なら規格の手順では 8,470 kg（総質量は kg の整数に丸める^[2]）、通しの計算では 8,477 kg になる。kg 単価で取引していれば、この差がそのまま金額の差になる。見積・請求の重さは、規格の手順と同じ丸めで出すと、仕入先の計算と合う（当方の提案）。

計算例：鋼管は式一本で出る

鋼管は、外径 D と厚さ t から W ＝ 0.024 66 t（D − t）で 1 m あたりの質量を求め、有効数字 3 桁に丸める^[4]。たとえば外径 60.5 mm・厚さ 3.8 mm なら 0.024 66 × 3.8 × 56.7 ＝ 5.313 で、5.31 kg/m となり、配管用炭素鋼鋼管の規格の表に参考として載っている値と一致する^[5]。規格は 0.024 66 を、W を求めるための単位の変換係数としている^[4]。円周率に密度 7.85 を掛け、単位を kg/m にそろえた値にあたる。

規格の単位質量と計算値・実測値がずれる五つの理由

1. 形鋼は角の丸みを含んでいる

形鋼の単位質量を、板を組み合わせた長方形の面積だけで計算すると、規格の表と合わない。JIS G 3192 の断面積の式には、等辺山形鋼なら t（2A − t）に 0.215（r₁² − 2r₂²）を足すように、角の丸み（r）の項が入っている^[3]。等辺山形鋼 25 × 25 × 3（r₁ ＝ 4、r₂ ＝ 2）なら、長方形だけでは 141 mm² だが、丸みの項 1.72 mm² を足して断面積は 1.427 cm²、単位質量は 1.12 kg/m となる^[3]。長方形だけで計算すると 1.11 kg/m で、1 % ほど軽く出る。

規格は、断面の r 部の寸法は断面積・単位質量・断面特性を算出するための代表寸法で、許容差を規定していないと注記している^[3]。形鋼の重さは、自分で式を組むより、規格の表 8〜表 18 の単位質量を引くほうが確実である^[3]。

2. 計算は呼称寸法で行い、実物は許容差の範囲で振れる

規格の計算は、鋼板・形鋼では呼称寸法を、棒鋼では表示の寸法を用いる^[1][2][3]。実物の厚さや径は許容差の範囲で振れるので、量った重さは計算質量と一致しない。注文者の要求がある場合、棒鋼には径 28 mm 以上で ±3.5 % などの質量の許容差が、形鋼には厚さ 10 mm 以上で ±4 % などの質量の許容差がある。どちらも、計算質量と実測質量の差を計算質量で割った百分率で表し、同一寸法の一組（棒鋼は 1,000 kg 以上、形鋼は 1 t 以上）に適用する^[2][3]。1 本だけ量って計算質量と比べても、この許容差の判定にはならない。

許容差がプラス側に偏っている場合は、計算の厚さを変えることがある。ただし、炭素鋼の板とステンレスの板とで扱いが違う。熱間圧延鋼板（炭素鋼）では、受渡当事者間の協定で表 5 に代えて表 6 の厚さの許容差を適用した場合、協定によって許容差の上限値と下限値の平均値を厚さに加えて計算してもよい^[1]。たとえば厚さ 9 mm・幅 1,600 mm 未満で表 6 のクラス C（下限 0・上限 ＋1.10 mm）なら、平均の 0.55 mm を足して 9.55 mm で計算することになる^[1]。1,219 × 2,438 mm の板なら、9 mm で計算すると 210 kg、9.55 mm で計算すると 223 kg で、約 6 % 違う。これは協定したときに足せる任意の扱いで、協定しなければ呼称寸法のまま計算する^[1]。一方、熱間圧延ステンレス鋼板では、注文者が厚さの許容差の記号 B や C を指定した板は、表示の厚さの代わりに、表示の厚さに規格の表 23・表 24 の加算値を足した厚さで計算質量を出すと決められている^[6]。ステンレス板で許容差 B・C を指定すると、計算質量の出し方も一緒に決まることを知っておく。

配管用炭素鋼鋼管の厚さの許容差は、マイナス側が －12.5 % で、プラス側は規定していない^[5]。単位質量は呼称の厚さで計算した値なので、実物の重さがそれを上回ることは規格の上では珍しくない。

3. 鋼種ごとに密度が違う

7.85 は炭素鋼の計算に使う値で、ステンレス鋼には当てはまらない。熱間圧延ステンレス鋼板（JIS G 4304）は鋼種ごとに基本質量（kg/(mm･m²)）を決めており、SUS304 は 7.93、SUS316 は 7.98、SUS430 は 7.70 である^[6]。同じ 1,219 × 2,438 × 9 mm の板でも、炭素鋼の計算では 210 kg、SUS304 では 212 kg、SUS316 では 213 kg になる。

ステンレス鋼棒（JIS G 4303）にも、計算質量の算出方法（表 20）と鋼種ごとの基本質量（表 21）がある^[8]。SUS303 と SUS304 の基本質量はどちらも 7.93 × 10^－3 kg/(mm²･m) で、棒の質量は実測か計算で求める^[8]。計算するときの径は、熱間仕上げ材なら表示の寸法、切削仕上げ材なら表示の寸法に寸法許容差（表 18）の下限と上限の和の 1/2 を足した値を使う^[8]。たとえば径 30 mm の切削仕上げ材は許容差が ＋0.25／0 なので 30.125 mm で計算し、断面積 712.8 mm²、単位質量 5.65 kg/m となる。熱間仕上げの 30 mm なら 5.61 kg/m である。仕入先と値を決めておく必要があるのは、使う規格に計算の定めが無い形状や鋼種だけである（当方の提案）。ステンレス鋼の鋼種の選び方はステンレスの発注で指定することの記事で扱っている。

4. めっき・ソケット・耳は計算の外にある

配管用炭素鋼鋼管の単位質量の式は、黒管（亜鉛めっきを行わない管）の寸法について示されており、規格の表の単位質量はソケットを含まない値である^[5]。式は鋼の分を出すものなので、亜鉛めっきを行った白管の亜鉛の分や、ねじ付き管のソケットの分は入らない。熱間圧延鋼板でも、ミルエッジ（圧延のままの耳）の鋼板は、協定によってミルエッジ部の質量を考慮してもよいとされている^[1]。表面処理後の重さで取引するなら、処理後に量るか、付加分の扱いを決める。

5. 量った重さで取引するものがある

鋼帯（コイル）は実測質量で取引し^[1]、所定の長さに切断した棒鋼は計算質量か実測質量のどちらかによる^[2]。同じ材料でも、どちらで請求されたかで金額が変わる。注文書には「計算質量（JIS G 3191 による）」「実測質量」のどちらで決めるかを書いておく（当方の提案）。

見積・運賃・取り代での使いどころ

材料費は、仕上がりではなく素材の寸法で出す

機械加工品の材料費は、仕上がり寸法ではなく、買う素材の寸法で計算する。径 45 mm に仕上げる長さ 200 mm の部品を径 50 mm の丸鋼から削るなら、規格の単位質量で素材は 15.4 kg/m × 0.2 m ＝ 3.08 kg、仕上がり径の 45 mm（12.5 kg/m）で計算すると 2.50 kg になる^[2]。差の 0.58 kg は削って切りくずになる分で、ここを仕上がり寸法で計算すると、見積の材料費が 2 割ほど低く出る。さらに、切断の代や、つかみ代、定尺から切り出したときの端材が加わる。

この切り無駄を数量に含めるかどうかは、取り決め次第である。国土交通省の公共建築数量積算基準は、設計図書の寸法から求めた設計数量と、定尺寸法による切り無駄や施工上やむを得ない損耗を含んだ所要数量を分けて定義している^[7]。鉄骨では、鋼材の数量を、計測した設計長さまたは面積に JIS で定める単位質量を乗じた質量とし、材料価格に対応する数量は所要数量とする^[7]。所要数量を求めるときは、設計数量に、形鋼・鋼管・平鋼は 5 %、広幅平鋼と鋼板（切板）は 3 %、ボルト類は 4 % の割増しをすることを標準としている^[7]。ボルトの孔あけや開先加工、スカラップなどによる鋼材の欠けは、原則としてないものとして数える^[7]。

この基準は官庁の建築工事の積算のためのもので、機械部品の取引にそのまま当てはまるものではない。ただ、「設計の量」と「買う量」を分け、その差を割増しの率で明示するという考え方は、部品の見積の内訳を読むときにも使える。仕入先の見積に材料の kg 数が載っていたら、それが仕上がりの量か、素材の量か、割増しを含んだ量かを確かめる（当方の提案）。

運賃と荷姿

運賃や車両の手配で計算質量を目安にする場合、計算質量は鋼の分だけで、梱包材・荷台・結束材は入らない。規格の総質量の計算も、1 枚・1 本の質量に枚数・本数を掛けて丸めるところまでである^[1][2]。運送の手配で重さが効く場合は、梱包後の重さを仕入先に確かめる（当方の提案）。

受入で重さを確かめるとき

受入で重量を量って計算質量と比べるなら、前の節の質量の許容差の決まりに合わせる。比べる単位は同一寸法の一組で、許容差は注文者の要求がある場合に適用される^[2][3]。受入でこの判定を使うなら、注文時に要求しておく。厚さや径そのものを確かめたいなら、重さではなく寸法を測る。寸法の測り方は、各寸法規格に決められている（たとえば鋼板の厚さは、カットエッジなら縁から 15 mm 以上内側で測る^[1]）。

注文書・見積依頼に書くこと

以上を、注文書や見積依頼書に書く項目としてまとめる（当方の提案）。

1. 材料の規格と鋼種（密度が違う鋼種では、使う基本質量の値）
2. 寸法と、厚さの許容差の指定（指定すると計算質量の出し方が変わることがある）
3. 取引の質量を計算質量にするか実測質量にするか、計算の手順（JIS のどの規格の表によるか）
4. めっき・ソケット・ミルエッジなど、付加分の扱い
5. 見積の材料費が、仕上がりの量か、素材の量か、切り無駄の割増しを含んだ量か
6. 受入で質量の許容差を適用するかどうか

板材の材料記号と板厚の許容差の指定はSPCC・SPHC・SECC の指定の記事で、S45C などの棒鋼の材料指定はS45C・SCM435 の材料指定の記事で扱っている。

よくある質問

Q. 鉄の比重は 7.85 と 7.87 のどちらで計算すればよいですか。
鋼材の取引で JIS の寸法規格にそろえるなら 7.85 を使う。鋼板・棒鋼・形鋼・鋼管の規格は、いずれもこの値で単位質量を計算している^[1][2][3][4]。別の値で計算すると、仕入先の計算質量と合わなくなる。

Q. 規格表の単位質量と、自分の計算が合いません。
丸めの段を確かめる。規格は断面積を 4 桁、単位質量を 3 桁に丸めてから長さを掛ける^[2]。形鋼なら角の丸みの項が入っているかを確かめる^[3]。

Q. 納品された鋼板を量ったら、請求の重さより重いです。
鋼板の質量は通常は呼称寸法による計算質量で^[1]、実物の厚さは許容差の範囲で振れる。厚さの許容差の表 6 を協定で適用した場合は、上限値と下限値の平均を厚さに加えて計算する取り決めにできる^[1]。どの計算で請求しているかを、まず仕入先に確かめる。

Q. ステンレスの丸棒の重さはどう出しますか。
密度は炭素鋼の 7.85 より大きいので、炭素鋼の式のままでは軽く出る。JIS G 4303 の表 20・表 21 によって計算し、SUS303・SUS304 の基本質量は 7.93 × 10^－3 kg/(mm²･m) を使う^[8]。切削仕上げ材は、径に寸法許容差の下限と上限の平均を足して計算する^[8]。

まとめ

鋼材の重さは、密度 7.85 を基本に、断面積・単位質量・1 本や 1 枚の質量を段ごとに丸めて出す^[1][2][3]。鋼管は外径と厚さの式で出る^[4][5]。規格の単位質量・自分の計算・実際の重さがずれるのは、丸めの段、呼称寸法と許容差、形鋼の角の丸み、鋼種ごとの密度^[6]、めっきなどの付加物のためである。発注では、計算質量か実測質量か、厚さの加算、使う密度を決める。見積の材料費は素材の寸法で出し、設計の量と買う量の差を割増しとして分けて読む^[7]。

出典・参考資料

1. JIS G 3193:2025 熱間圧延鋼板及び鋼帯の形状，寸法，質量及びその許容差（JIS 検索）（日本産業標準調査会／2025 年 4 月改正）
2. JIS G 3191:2022 熱間圧延棒鋼及びバーインコイルの形状，寸法，質量及びその許容差（JIS 検索）（日本産業標準調査会／2022 年 3 月改正）
3. JIS G 3192:2024 熱間圧延形鋼の形状，寸法，質量及びその許容差（JIS 検索）（日本産業標準調査会／2024 年 11 月改正）
4. JIS G 3444:2025 一般構造用炭素鋼鋼管（JIS 検索）（日本産業標準調査会／2025 年 4 月改正）
5. JIS G 3452:2026 配管用炭素鋼鋼管（JIS 検索）（日本産業標準調査会／2026 年 5 月改正）
6. JIS G 4304:2021 熱間圧延ステンレス鋼板及び鋼帯（JIS 検索）（日本産業標準調査会／2021 年 3 月改正）
7. 公共建築数量積算基準（令和 5 年改定）（国土交通省大臣官房官庁営繕部／令和 5 年 3 月 29 日改定）
8. JIS G 4303:2021 ステンレス鋼棒（JIS 検索）（日本産業標準調査会／2021 年 3 月改正）

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