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SM490の特性と許容応力を徹底解説|構造用鋼材の性能と設計の完全ガイド

SM490の特性と許容応力を徹底解説|構造用鋼材の性能と設計の完全ガイド

構造用鋼材として広く使用されているSM490は、建築や橋梁、機械構造物などに欠かせない重要な材料です。この記事では、SM490の特性許容応力を中心に、その構造的な性能と設計での活用ポイントを徹底解説します。

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目次

SM490とは|構造用鋼材の代表格

SM490はJIS規格「JIS G 3106(溶接構造用圧延鋼材)」に規定される鋼材で、「SM」は「Steel for welded structures(溶接構造用鋼)」を意味します。「490」は引張強さ(MPa)の下限値を表し、490N/mm²クラスの強度を持つことから名付けられています。

SM490の主な用途

  • 建築構造物(ビル、プラント、橋梁など)
  • 産業機械や大型フレーム構造
  • 船舶・車両構造

特に溶接性に優れているため、構造物の接合部が多い設計に最適です。

SM490の化学成分と機械的性質

SM490は適度な炭素量(約0.18%)を含み、マンガンやシリコンを添加することで強度と靭性をバランス良く確保しています。以下の表に、代表的な化学成分と機械的特性を示します。

項目 SM490A SM490B SM490C
炭素(C)% ≤0.18 ≤0.18 ≤0.18
マンガン(Mn)% 0.50〜1.60 0.50〜1.60 0.50〜1.60
降伏強さ(MPa) 325以上 355以上 355以上
引張強さ(MPa) 490〜610 490〜610 490〜610
伸び(%) 20以上 18以上 18以上

SM490Aは汎用、SM490B/Cは衝撃値を高めた高靭性タイプで、低温環境での使用にも適しています。

SM490の許容応力とは?

許容応力とは、材料が破壊や塑性変形を起こさずに安全に使用できる最大応力のことです。SM490の許容応力は、用途や構造基準により異なりますが、以下が一般的な目安です。

応力種別 許容応力(N/mm²) 備考
引張・圧縮応力 165〜235 構造種別により異なる
せん断応力 95〜135 接合部や梁など
曲げ応力 195〜255 建築構造で一般的

設計時の考慮ポイント

  • 許容応力は安全率(約1.5〜1.7)を考慮して設定
  • 構造種別(静的・動的)や温度条件によって調整
  • 建築構造ではJIS・JASS規格に基づく値を採用

なお、構造用途では「JIS G 3106」を参照すると、材質選定の精度を高められます。

SM490と他の構造用鋼材の比較

SM490は強度と靭性のバランスが良いことから、同等の構造用鋼材であるSS400やSM400と比較して優れた性能を発揮します。

鋼種 引張強さ(MPa) 降伏強さ(MPa) 特長
SS400 400〜510 245以上 一般構造用、コスト重視
SM400 400〜510 245〜275 溶接性良好
SM490 490〜610 325〜355 高強度・高靭性、溶接性も良好

SM490の選定が推奨されるケース

  • 高荷重・大スパン構造物
  • 地震や振動に耐える設計
  • 溶接接合が多いフレーム構造

よくある質問(FAQ)


SM490Aは一般構造用途に用いられる標準的なタイプで、SM490B・SM490Cは靭性(衝撃に対する強さ)を高めた仕様です。特にSM490Cは低温環境でも割れにくい特性があります。


SM490の許容応力は、構造の種類や設計条件、安全率によって定められます。一般的には引張・圧縮で165〜235N/mm²、せん断で95〜135N/mm²が目安です。建築構造物ではJISやJASS規格を基準に算出されます。許容応力の考え方については構造用鋼材の許容応力解説をご覧ください。
さらに詳しいデータは日本鉄鋼連盟が公表する技術資料を参考にできます。


SS400は一般構造用鋼でコスト重視、SM400は溶接性に優れた中強度鋼、SM490は高強度かつ高靭性で溶接構造に最適です。特に橋梁やプラントなど高荷重構造物に適しています。
詳しい比較表は構造用鋼材の比較ガイドで紹介しています。

まとめ|SM490の特性と許容応力を理解し、最適な設計を

SM490は、構造用鋼材の中でも強度・靭性・溶接性のバランスに優れた万能鋼材です。設計では許容応力を正しく理解し、用途に応じて最適なグレードを選定することが重要です。

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