stkr400規格rの意味と断面性能・溶接の注意点

stkr400規格rの読み方・断面性能・施工の全知識

STKR400の「r（外側曲率半径）」を2tで設計すると、実際の断面積が計算値より最大で数％小さくなることがある。

stkr400規格における「r」とは何か：外側曲率半径の定義

STKR400を扱う金属加工の現場では、規格表に必ず登場する記号「r」について、正確に理解している人は意外と少ないものです。「r」とは、角形鋼管のコーナー部（角部）における**外側の曲率半径（Radius）**のことを指します。つまり、四角いパイプの角を丸めているその丸みの半径が「r」です。

JIS G 3466（一般構造用角形鋼管）では、この角部の曲げ半径について「通常、厚さの2倍（外側）とする」という記述があります。つまり板厚tに対して、**R = 2.0t が標準値**として扱われています。

具体的にイメージすると、板厚4.5mmのSTKR400であればコーナーRの標準値は2.0×4.5＝**9mm**。10円玉の厚さ（約1.7mm）の5枚分程度の丸みがコーナーについているイメージです。それほど大きな丸みではないとも言えますが、断面性能の計算では無視できない値です。

規格の許容差としては「3t以下」と定められています。つまり板厚が4.5mmの場合、r の最大値は3×4.5＝13.5mmまで許容されます。これが条件です。

一方、同じ冷間成形角形鋼管のBCR295では、コーナーRの標準値が**外側2.5t**に設定されています。同じ辺長・板厚の鋼管でも、STKR400とBCR295ではコーナーRが異なるため、断面積や断面二次モーメントの計算値に差が生じます。この点を認識せずに設計資料を流用すると、数値のズレにつながります。

断面性能の計算に用いる単位質量やモーメントの値は、カタログ上でR=2.0tを前提として算出されているのが一般的です。つまり**カタログ値はR=2.0t前提の参考値**という点は頭に入れておくべき知識です。

JIS G 3466：2015 一般構造用角形鋼管（規格全文）｜kikakurui.com
※角部の曲げ半径、寸法許容差、化学成分など規格の一次情報として参照できます。

stkr400規格の機械的性質と化学成分：引張強さ・降伏点の正確な読み方

「400」という数字の意味を正しく説明できますか？ STKR400の「400」は、**引張強さの下限値が400N/mm²以上**であることを示しています。「引張強さ400N/mm²以上」とは、1mm²の断面積に対して400ニュートン（約40kgf）の引張力に耐えられる強度があるということです。

機械的性質をまとめると以下の通りです。

項目	STKR400	STKR490（参考）
引張強さ (N/mm²)	400以上	490以上
降伏点または耐力 (N/mm²)	245以上	325以上
伸び（5号試験片、管軸方向）	23%以上	23%以上

降伏点245N/mm²というのは、「ここを超えると元の形に戻らない塑性変形が始まる」境界値です。設計で許容応力度を計算する際には、この降伏点が判断基準の一つになります。

化学成分についても確認しておきましょう。STKR400はC（炭素）が0.25%以下、P（リン）とS（硫黄）がそれぞれ0.040%以下と規定されています。Si（シリコン）やMn（マンガン）は規定がありません。これが原則です。

ここで重要なのが、BCR295との比較です。BCR295はC・P・Sの上限値がSTKR400よりも厳しく設定されており、さらにMn・Si・Nの上限値も追加で規定されています。また、**炭素当量（Ceq）や溶接割れ感受性組成（PCM）の上限値**も規定されており、溶接性能と靭性がSN材（建築構造用圧延鋼材）と同等に確保されています。

つまり、STKR400には炭素当量の規定がないため、溶接施工時の管理が不十分だと溶接割れリスクが高まる場合があります。厚い板厚の鋼管を溶接する際は、この点に注意が必要です。意外ですね。

板厚8mm未満の鋼管では、伸びの下限値が厚さに応じて低くなるという規定も存在します。たとえば板厚が1mm以下の場合、伸びの下限値は12%以上となります（通常の23%以上よりかなり低い）。薄肉のSTKR400を採用する際は、この点に注意すれば大丈夫です。

STKR400/490 製品規格（JFEスチール）PDF｜jfe-steel.co.jp
※機械的性質・化学成分・伸びの規定値を一次情報として確認できます。

stkr400の断面性能表の見方：r値が断面積・断面二次モーメントに与える影響

断面性能表を参照するとき、「r」がどの欄に記載されているかを把握していますか？ 各メーカーのカタログや規格表を見ると、辺の長さ（A×B）、板厚（t）、単位質量（W）のほかに「r」の列が設けられている場合があります。この「r」は外側曲率半径の参考値または上限値を示しているものです。

断面性能（断面積・断面二次モーメント・断面係数・断面二次半径）は、このr値を**外側2.0t**で計算した値として各カタログに掲載されています。

辺長×厚さ	単位質量(kg/m)	断面積(cm²)	断面二次モーメント(cm⁴)	断面係数(cm³)
100×100×4.5	13.1	16.67	249	49.9
150×150×6.0	26.4	33.63	1150	153
200×200×6.0	35.8	45.63	2830	283
250×250×9.0	66.5	84.67	8090	647

（JIS G 3466 正方形断面より抜粋）

カタログ値のr（外側2.0t）を前提に計算している点と、実際のr値には「3t以下」という上限許容差があることに注意が必要です。つまり、実際に納品された鋼管のコーナーRがカタログの計算前提（2.0t）よりも大きいケースがあり得ます。Rが大きくなると角の丸みが増すため、**断面積はわずかに小さくなります**。

たとえば100×100×4.5mmのSTKR400で言えば、断面積は理論値16.67cm²として計算されますが、rが許容最大（3t=13.5mm）に近い場合、実際の断面積はこれよりやや小さくなります。構造計算で厳密な断面性能を使う場面では、このずれを意識することが現場の精度向上につながります。

これは使えそうです。設計担当者や検査担当者は、特に大型の柱材として使用する場合に、実測値とカタログ値のr値差異について製造メーカーへの確認を検討してみてください。

一般構造用角形鋼管[STKR]の規格・断面性能表｜jts-tokyo.com
※正方形・長方形の各サイズの断面性能（断面二次モーメント・断面係数等）を確認できます。

stkr400の溶融亜鉛めっき施工時に発生する「角部割れ」のリスクと対策

溶融亜鉛めっきさえすれば防錆は完璧と思っていませんか？ 実は冷間成形角形鋼管であるSTKR400に溶融亜鉛めっきを施すと、**コーナー部（角部）内面に割れが発生するリスク**があることが研究および現場事例で報告されています。

なぜ割れが起きるのか、メカニズムを整理します。STKR400はロール成形（冷間成形）で製造されているため、コーナー部には大きな残留応力が蓄積されています。溶融亜鉛めっきは450℃前後の亜鉛浴に鋼材を浸漬する工程ですが、この加熱・冷却の過程で**熱応力**が発生します。残留応力＋熱応力＋溶接部の残留応力が重なると、角部内面での亀裂発生につながります。これは「液体金属脆化（LME）」と呼ばれる現象が関与しているとされています。

対策として実績があるとされているのは以下の2点です。

• 🔧 不めっき処理：角部内面に不めっき処理を施し、亜鉛浴への直接接触を避ける方法。割れ発生リスクを低減できます。




• 🔧 変形防止拘束材の取り付け：浸漬時に鋼管が変形しないよう拘束することで、熱応力の影響を抑制できます。

板厚が大きくなるほど残留応力も大きくなる傾向があるため、板厚6mm以上のSTKR400に溶融亜鉛めっきを施す場面では、事前に製造業者や施工業者と対策を協議しておくことが重要です。厳しいところですね。

溶融亜鉛めっきをSTKR400に施す前に、日本建設業連合会や日本溶融亜鉛鍍金協会が公開している施工ガイダンスを確認しておくと、具体的な注意事項を把握できます。

冷間成形角形鋼管を溶融亜鉛めっきする場合の注意点（日本建設業連合会）PDF｜nikkenren.com
※角部内面割れの発生メカニズムと具体的対策が記載されています。施工前の確認に役立ちます。

stkr400とBCR295の違いを現場目線で理解する：規格選定の判断ポイント

「安いからSTKR400でいいだろう」という判断だけでは損をする可能性があります。STKR400とBCR295はどちらも冷間ロール成形の角形鋼管ですが、規格の中身は大きく異なります。用途に応じた適切な選定が、結果的にコストと品質の両立につながります。

両者の主な違いを整理すると、次の通りです。

比較項目	STKR400	BCR295
根拠規格	JIS G 3466（日本産業規格）	日本鉄鋼連盟製品規定
炭素当量（Ceq）規定	なし	あり（上限規定）
コーナーR標準値（外側）	2.0t	2.5t
溶接性・靭性	SN材相当の保証なし	SN材と同等に確保
変形性能（耐震性）	BCR295より低い	STKR400より高い
流通サイズ	小・中サイズ中心	中・大サイズまで対応

1995年以降、中規模以上の鉄骨造建築では耐震性の観点からBCR295やBCPが広く採用されるようになりました。STKR400は今も中小規模の構造物、ラーメン構造の柱材、フレーム材として現役ですが、大きな変形性能を必要とする耐震設計の場合はBCR295が適切です。

コスト面では、辺長250mm×板厚9mm以下のサイズでは一般的にSTKR400の方がBCR295よりも流通在庫が豊富で価格面の優位性があります。一方、250mm×9mmを超えるサイズになると、BCR295の方がコストと納期の両面でメリットが生じやすいとされています。つまり、サイズによって最適な選択肢が変わるということですね。

溶接性の管理が求められる場面や、設計ルートが「ルート3（保有水平耐力計算）」になる場合は、BCR295またはBCPを選定することで鉄骨重量を削減できる可能性もあります。材料選定は単純なコスト比較だけでなく、設計ルート・施工条件・耐震性能の観点から総合的に判断することが原則です。

STKR400/490とBCR295の違い（ナカジマ鋼管）｜nakajima-sp.com
※STKR400とBCR295の化学成分・機械的性質・歴史的背景について詳しく解説されています。

stkr400規格rの寸法許容差：現場検査で確認すべき数値まとめ

規格表を見ているだけでは寸法許容差の全体像がつかみにくい、という声をよく聞きます。STKR400の主な寸法許容差を体系的に整理すると、現場での受入検査や品質確認がスムーズになります。

JFEスチールが公開するSTKR400/490の寸法許容差を参考にすると、以下のようになります。

項目	STKR400の許容差	BCR295の許容差（参考）
辺の長さ	±1.5%	±1.0%かつ±3.0mm
平板部の凹凸	辺の長さの0.5%以下	辺の長さの0.5%以下かつ3mm以下
隣合う面のなす角度	±1.5度	±1.0度
厚さ（6mm以上16mm未満）	±10%	−0.3mm ＋1.0mm
角部外側曲率半径R	3t以下	2.5t±0.5t
曲がり（長さ9m未満）	全長の0.3%以下	全長の1/1500以下

この表からわかることが1つあります。STKR400の板厚許容差は「±10%」と幅広い設定になっています。板厚4.5mmの鋼管であれば、許容範囲内で±0.45mmの変動があり得ます。設計強度に直接影響する板厚がこの範囲で変動することを、加工前の段階で認識しておくことが重要です。

一方、BCR295の板厚許容差は「−0.3mm ＋1.0mm」と非対称に設定されており、下方向（薄い方向）の余裕が小さい分、品質のばらつきが抑えられています。角部曲率半径のRについても、BCR295は「2.5t±0.5t」と両側の許容幅を明確に規定しているのに対し、STKR400は「3t以下」という上限のみで下限規定がありません。

現場での受入検査においては、辺の長さのずれが辺長の1.5%以内かどうかを確認することが基本です。たとえば辺長200mmの鋼管なら許容ずれは±3mm。定規やノギスで計測すれば十分に確認できる範囲です。板厚の確認には超音波厚さ計の使用が確実です。

加工時にビード切削やエンドミル加工を行う場合は、実際の板厚・辺長が規格許容差内に収まっているかを事前に計測し、加工プログラムへ反映させることが精度向上の条件です。

STKR400/490 寸法の許容差（JFEスチール）PDF｜jfe-steel.co.jp
※BCR295との比較表を含む、許容差の詳細一覧が確認できます。受入検査の判断基準として有用です。

十分な情報が集まりました。記事を作成します。