単管パイプの強度・ジョイントの強度・計算方法・規格

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単管パイプは現場での足場や自宅のリフォーム時や簡易的な小屋を作る時などに使います。このように色々な場所で単管パイプを使用しますが、単管パイプの強度はどのくらい強いのか知っている人は少ないです。まず単管パイプの素材は鋳物ではないです、stk管（一般構造用炭素鋼鋼管）です。 そして、単管パイプはstk管だけではなく、現在はダクタイル（鋳物製）や高張力炭素鋼鋼管（軽量タイプの単管パイプ）があります。単管パイプの強度をニュートンで表すと、従来の単管パイプ（一般構造用炭素鋼鋼管）の強度は２．４mmで引張強度が５００ニュートンです。 軽量タイプ（高張力炭素鋼鋼管）の単管パイプは１．８ｍｍで引張強度が７００ニュートンです。現在主流の肉厚１．８ｍｍパイプは肉厚２．４ｍｍと比較すると約２４パーセントも軽くて強度も３０パーセント以上強くなっています。

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単管パイプにはジョイントと呼ばれる部品があります。ジョイント（接合部分）と呼ばれるので、単管パイプと単管パイプの接合するときに使います。 名称に「エルボ」や「クロス」や「サンポー」や「e型チーズ」や「マルチジョイント」や「ボンジョイント」などたくさんの種類があります。基本的にジョイントは、単管パイプの繋ぎなどをきれいに見せるためのものであり、強度を強くするものではないです。 足場を組むために、単管パイプとジョイントを組み合わせて作ってしまうと、人や荷物などを一緒に揚げた時に、ジョイントで作った足場だと絶対に安全を保障できるとは言えないでしょう。 過去に「ボンジョイント」を使用して足場を組み立てていた時に屋上から２階にいる労働者に２メートルと４メートルをボンジョイントでつないでいた単管パイプを降ろしていた時に４メートルの単管パイプが外れて落下し直下にいた労働者に激突し死亡した例もあります。

単管パイプは、基本的に直線１本ものなら直線距離が短ければ短いほど強度が高く、長ければ長いほど強度が低くなります。単純支持で１mの場合中央集中荷重で約４５６㎏で曲がり、２mで約２２８㎏で曲がります。

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単管パイプにはジョイントより強度が強いクランプという部品があります。クランプとは、単管パイプと単管パイプを交じり合うようにつなげる部品です。 クランプには「直交」と「自在」があり、「直交」は単管パイプと単管パイプを直角につなげることができ、「自在」は単管パイプと単管パイプを自由自在につなげることができます。 強度的には、ジョイントより強度が強く足場の組立などによく使用されます。 わかりやすく足場の組立を例に説明すると、スパンあたり積載荷重が４００kg規制されているので（足場板が４メートルかつ３点支持が原則なので１２スパンは１．８メートルとすると）単管足場では２スパン取り出すとクランプは６個、真ん中の建地では２個のクランプを使用し両側のスパンの半分ずつを負担するので積載荷重が４００kgクランプ１個だとその半分の２００kgなります。

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単管パイプの座屈の強度を説明する前に、座屈は何かを説明します。座屈とはその物体を圧縮した時に折れたり壊れたりする現象を座屈と呼ばれています。 そして単管パイプの座屈の強度は単管パイプを生で見たり触ったり持ったりするとわかりますが、そんな簡単には座屈はしません。巨大な自動万力機があると座屈させれますが、足場の組立や小屋の組立・ウッドデッキ作成して人や積載物が乗ったくらいでは座屈はしません。

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単管パイプの規定は単管パイプで足場を組む時の安全基準とします。 １・足場には、本足場（２列の建地）、１側足場（１列の建地）およびつり足場がある。足場が倒れないように建物などに一定間隔で壁つなぎ、控えとる。高さ２m以上の足場の作業所には、幅４０cm以上の作業床を設ける。２・事業者は、つり足場、引出し足場、高さ５ｍ以上の足場の組立て、解体などの作業では、足場組立てなど作業主任者（技能講習修了者）を選任して行う。 ３・鋼管（単管パイプ）足場の場合　脚部には、ベース金具を使用し、敷板、敷角、根からみなどを設け、壁つなぎは、垂直方向５m以下、水平方向５．５m以下とし、建地間隔は、けた方向１．８５m以下、はり方向１．５m以下とし、建地間の積載荷重は、４００kgf限度とし、地上第一の布は、２m以下の位置に設けること。