ここでは 「H形鋼（JIS G 3192） についてサイズと断面二次モーメント及び定尺」 を補足と共にメモしています。
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JIS G 3192 一般構造用H形鋼 サイズ・断面二次モーメント一覧
| JIS G 3192 一般構造用H形鋼 サイズ・断面二次モーメント一覧 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| サイズ | 断面二次モーメント | ||||||
| H×B (mm) |
t1 (mm) |
t2 (mm) |
r (mm) |
Ix | Iy | ||
| cm4 | mm4 | cm4 | mm4 | ||||
| 広幅 H形鋼 | |||||||
| 100×100 | 6 | 8 | 8 | 378 | 3,780,000 | 134 | 1,340,000 |
| 125×125 | 6.5 | 9 | 8 | 839 | 8,390,000 | 293 | 2,930,000 |
| 150×150 | 7 | 10 | 8 | 1,620 | 16,200,000 | 563 | 5,630,000 |
| 175×175 | 7.5 | 11 | 13 | 2,900 | 29,000,000 | 984 | 9,840,000 |
| 200×200 | 8 | 12 | 13 | 4,720 | 47,200,000 | 1,600 | 16,000,000 |
| 250×250 | 9 | 14 | 13 | 10,700 | 107,000,000 | 3,650 | 36,500,000 |
| 300×300 | 10 | 15 | 13 | 20,200 | 202,000,000 | 6,750 | 67,500,000 |
| 350×350 | 12 | 19 | 13 | 39,800 | 398,000,000 | 13,600 | 136,000,000 |
| 400×400 | 13 | 21 | 22 | 66,600 | 666,000,000 | 22,400 | 224,000,000 |
| 中幅 H形鋼 | |||||||
| 148×100 (150×100) |
6 | 9 | 8 | 1,000 | 10,000,000 | 150 | 1,500,000 |
| 198×99 | 4.5 | 7 | 8 | 1,540 | 15,400,000 | 113 | 1,130,000 |
| 200×150 | 6 | 9 | 8 | 2,630 | 26,300,000 | 507 | 5,070,000 |
| 250×175 | 7 | 11 | 13 | 6,040 | 60,400,000 | 984 | 9,840,000 |
| 300×200 | 8 | 12 | 13 | 11,100 | 111,000,000 | 1,600 | 16,000,000 |
| 350×250 | 9 | 14 | 13 | 21,200 | 212,000,000 | 3,650 | 36,500,000 |
| 400×300 | 10 | 16 | 13 | 37,900 | 379,000,000 | 7,200 | 72,000,000 |
| 450×300 | 11 | 18 | 13 | 54,700 | 547,000,000 | 8,110 | 81,100,000 |
| 500×300 | 11 | 18 | 13 | 68,900 | 689,000,000 | 8,110 | 81,100,000 |
| 細幅 H形鋼 | |||||||
| 100×50 | 5 | 7 | 8 | 187 | 1,870,000 | 14.8 | 148,000 |
| 125×60 | 6 | 8 | 8 | 409 | 4,090,000 | 29.1 | 291,000 |
| 150×75 | 5 | 7 | 8 | 666 | 6,660,000 | 49.5 | 495,000 |
| 175×90 | 5 | 8 | 8 | 1,210 | 12,100,000 | 97.5 | 975,000 |
| 200×100 | 5.5 | 8 | 8 | 1,810 | 18,100,000 | 134 | 1,340,000 |
| 250×125 | 6 | 9 | 8 | 3,960 | 39,600,000 | 294 | 2,940,000 |
| 300×150 | 6.5 | 9 | 13 | 7,210 | 72,100,000 | 508 | 5,080,000 |
| 350×175 | 7 | 11 | 13 | 13,500 | 135,000,000 | 984 | 9,840,000 |
| 400×200 | 8 | 13 | 13 | 23,500 | 235,000,000 | 1,740 | 17,400,000 |
| 450×200 | 9 | 14 | 13 | 32,900 | 329,000,000 | 1,870 | 18,700,000 |
| 500×200 | 10 | 16 | 13 | 46,800 | 468,000,000 | 2,140 | 21,400,000 |
| 588×300 | 12 | 20 | 13 | 118,000 | 1,180,000,000 | 9,020 | 90,200,000 |
| 600×200 | 11 | 17 | 13 | 77,600 | 776,000,000 | 2,280 | 22,800,000 |
| 700×300 | 13 | 24 | 13 | 201,000 | 2,010,000,000 | 10,800 | 108,000,000 |
| 800×300 | 14 | 26 | 13 | 292,000 | 2,920,000,000 | 11,700 | 117,000,000 |
| 900×300 | 16 | 28 | 13 | 411,000 | 4,110,000,000 | 12,600 | 126,000,000 |
機械設計者のためのH形鋼（JIS G 3192）選定ガイド
H形鋼は、少ない断面積（重量）で高い曲げ剛性を得られる非常に合理的な鋼材です。 正しく選定・使用するために、以下の4つのポイントを押さえてくと良いと思います。
1. 各部の名称と役割（なぜあの形なのか？）
H形鋼の断面は「H」の形をしていますが、それぞれの部位には明確な役割があります。
- フランジ（Flange / 上下の平らな部分）：主に「曲げモーメント」（部材を曲げようとする力）に抵抗します。 ここが厚いほど、曲げに対する強さが上がります。表では
t2と表記されます。 - ウェブ（Web / 中央の縦の板）：主に「せん断力」（部材をハサミで切るように働く力）に抵抗し、上下のフランジを繋ぎ止める役割を持ちます。表では
t1と表記されます。
2. 強軸と弱軸の概念（向きを間違えると致命傷）
H形鋼には「曲げに強い向き」と「弱い向き」が明確に存在 します。
- 強軸（「エ」の向き）：断面がカタカナの「エ」に見えるように配置する向き。上下のフランジが曲げの力にしっかり抵抗するため、非常に強いです。梁や架台は必ずこの向きで荷重を受けるように設計します。曲げの力に抵抗する「フランジ」が、断面の中心から最も遠い位置に配置されるため、効率よく踏ん張ることができます（これが断面二次モーメント Ix が大きい理由です）。
- 弱軸（「H」の向き）：断面が「H」に見えるように（ウェブが水平に寝るように）配置する向き。上からの荷重に対しては極端に曲がりやすくなります。
現場の設計ノウハウ：なぜ「H」の向きで使わないのか？
強度の問題だけでなく、「H」の向きで寝かせて使うと、水平になったウェブ部分が溝になり、雨水、ホコリ、機械の油などが溜まり放題になります。 これはサビや腐食の最大要因となるため、強度・メンテナンスの両面から「エ」の向きで使うのが設計の基本中の基本となります。
断面二次モーメント(I) と 断面係数(Z) の違い
カタログや表に必ず載っているこの2つの数値は、目的によって使い分けます。
- 断面二次モーメント（I）： 「変形のしにくさ（たわみ）」部材がどれだけ「たわまないか」を示します。機械設計では強度が足りていても「たわむと精度が出ない」ことが多いため、剛性設計において最重要のパラメータです。（単位：cm4 など）
- 断面係数（Z）： 「壊れにくさ（応力）」部材がどれだけ「折れないか・降伏しないか」を示します。強度計算（応力計算）で使用します。※今回の表には載せていませんが、I を断面の端までの距離で割った値です。
3. 広幅・中幅・細幅シリーズの使い分け
JISのH形鋼は、フランジ幅（B）とウェブ高さ（H）の比率によって3つのシリーズに大別されます。
- 広幅（H ≒ B）：高さと幅がほぼ同じ寸法（例：200×200）。弱軸方向の強度が比較的確保されているため、「柱」として使うのに適しています。
- 中幅（H > B）：広幅と細幅の中間（例：300×200）。梁としても柱としても使いやすいバランス型です。
- 細幅（H ≫ B）：幅に対して高さが2倍程度あるもの（例：200×100）。曲げモーメントが強く働く「梁（横架材）」として使うのが最も効率的（重量あたりの強度が最高）です。
4. 機械設計者が陥りやすい「3つの落とし穴」
- 呼称寸法と実寸法が違うことがある：「150×100のH鋼」と呼んでいても、実際のJIS寸法は「148×100」です。これを知らずに150mmのスペースにきっちり組み込む設計をすると、隙間が空いたり寸法が合わなくなったりします。必ずカタログの「実寸法」でモデリング・設計してください。
- フィレット「r」の干渉：ウェブとフランジの接合部には、強度を上げるためになだらかなアール（表の
r寸法）がついています。直角にカットされた補強板（ガセットプレート）や他の部品をウェブの根元まで密着させようとすると、このrに干渉して浮いてしまいます。相手側の部品の角を落とす（C面取り・R逃がし）設計を忘れないようにしましょう。 - 横座屈（よこざくつ）の罠：梁として強軸方向に正しく使っていても、長くて細いH形鋼に大きな荷重をかけると、ある限界点で「急に弱軸方向（横）にグニャッと逃げるように曲がる」現象が起きます。 これを横座屈と呼びます。スパン（支持点間の距離）が長い場合は、途中に横ブレ止めの梁を入れるなどの対策が必要です。
H形鋼 一般的な定尺（長さ）一覧
| H形鋼 一般的な市中定尺（長さ）一覧 | |
|---|---|
| 定尺 (m) | 備考・流通の目安 |
| 5.5 m | 小型・中型サイズで広く流通 |
| 6.0 m | 最も一般的な定尺の一つ（トラック運搬が容易） |
| 6.5 m | 一部サイズで流通あり |
| 7.0 m | 一般的な定尺 |
| 7.5 m | 一部サイズで流通あり |
| 8.0 m | 一般的な定尺 |
| 8.5 m | 一部サイズで流通あり |
| 9.0 m | 一般的な定尺 |
| 9.5 m | 一部サイズで流通あり |
| 10.0 m | 大型サイズ含め、広く流通 |
| 11.0 m | 一般的な定尺（大型トラックで運搬） |
| 12.0 m | 最も長い部類の標準定尺（これ以上は特注やトレーラー輸送） |
※上記は一般的な市中品の長さです。サイズ（断面寸法）や鋼材問屋の在庫状況によっては、特定の長さしか扱っていない場合があります。
※小ロットの場合は、問屋にて希望の長さに切断（バンドソー切断など）して納品されるのが一般的です。
設計の際、「たわみや強度がクリアできればOK」というわけではなく、作りやすさ（コストと運搬）も考慮する必要があります。以下のポイントを記事の補足にすると、より実務的な内容になります。
- 歩留まり（端材ロス）を意識する ：鋼材は通常、定尺で購入して必要な長さに切断します。 例えば、長さ「3.2m」の梁が2本必要な場合、合計6.4mになります。
- もし「6.0m」の定尺しか在庫がない場合、6.0mを2本買う必要があり、大量の切れ端（端材）が無駄になります。
- 「7.0m」の定尺があれば、1本買って切り出せるためコストが抑えられます。 このように、設計段階で「どの定尺からどう切り出すか（板取り）」を少し意識すると、コスト削減に繋がります。
- トラックの運搬限界（陸送の壁） ：長い架台を設計する場合、分割せずに1本の長いH鋼で通した方が強度は出ますが、運送に制限がかかります。
- 4tトラックで運びやすい長さは 約6m まで。
- 10t（大型）トラックで運べるのは 約10m〜12m まで。 現場への搬入経路やエレベーターのサイズによっては、「強度は1本モノが良いが、運べないので2分割して現場でボルト接合する」といった設計判断が必要になります。
以上です。