建築学生が学ぶ構造力学

建築学生が学ぶ構造力学
  1. HOME > 基礎構造を学ぶ > 偏心基礎とは?1分でわかる意味、設計法、接地圧、配筋

偏心基礎とは?1分でわかる意味、設計法、接地圧、配筋

この記事の要点

偏心基礎は柱芯と基礎芯をずらした基礎で、隣地境界線や地中障害物を避けるために採用します。

この記事では、偏心基礎とは何か、接地圧はどう設計するのか、配筋はどうするのかを整理します。

【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット


偏心基礎は、基礎柱の中心に対して基礎の中心をずらした基礎です。


多くの場合、偏心基礎は望ましくないですが、隣地境界線が厳しいときや、障害物を避けるためなど偏心基礎を採用することがあります。


今回は偏心基礎の意味、設計法、接地圧、配筋について説明します。


接地圧、偏心の意味は、下記が参考になります。

接地圧とは?1分でわかる意味、単位、基礎、計算式との関係、地反力との違い

偏心(へんしん)とは?偏芯との違いと偏心率の目安

偏心基礎とは?

偏心基礎は、基礎柱の中心と基礎の中心が一致しない基礎です。下図をみてください。これが偏心基礎です。


偏心基礎


右側の普通の基礎と比べると、その違いが理解頂けると思います。※偏心の意味は下記をご覧ください。

偏心(へんしん)とは?偏芯との違いと偏心率の目安


偏心基礎をみて分かるように、片側の基礎のでっぱりがありません。例えば、隣地境界線が基礎と干渉する場合、偏心基礎が採用されます。

隣地境界線と偏心基礎

偏心基礎を使用する目的を後述しました。

100円から読める!ネット不要!印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒ いつでもどこでも読める!広告無し!建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

偏心基礎にする目的

偏心基礎とする目的は、大まかに下記の3つです。


・隣地境界線が厳しいため

・地中障害物を避けるため

・構造的な工夫


偏心基礎とするも理由の大部分が、「隣地境界線が厳しい」「地中障害物を避ける」ことです。


地中には思いがけず壊せない配管が見つかることがあります。その配管を避けるために偏心基礎とします。


隣接建物の基礎が、今回設計する基礎と干渉するため偏心基礎とするケースもあるのです。偏心基礎は構造的に望ましくないですが、「何かを避ける」ために必要な基礎形式です。


また、構造的な工夫として偏心基礎とするケースもあります。


詳細は省略しますが、基礎に作用する長期曲げが大きい場合、その曲げと逆回りの偏心曲げが発生するように、偏心基礎とします。

偏心基礎による偏心曲げモーメント

偏心基礎は、基礎柱芯と基礎芯が一致しません。よって、「基礎柱芯と基礎芯の偏心分」の偏心曲げモーメントが作用します。


偏心曲げモーメントと偏心基礎


この曲げモーメントをどのように処理するのか、これが偏心基礎のポイントです(詳細は後述する偏心基礎の設計法をご覧ください)。


偏心曲げモーメントの意味は、下記が参考になります。

偏心モーメントとは?意味・計算式と基礎・柱脚設計への影響(荷重偏心と曲げの関係)

偏心基礎の設計法

偏心基礎の設計法は下記の2つのケースに分けて考えましょう。


・地中梁がある場合

・地中梁がない場合


偏心した方向に地中梁がある場合、偏心曲げモーメントは地中梁に負担させます。よって地中梁付きの偏心基礎は下記の考え方で設計します。


・偏心曲げは地中梁で負担

・軸力は基礎で負担


よって偏心基礎自体は、軸力Nに対して必要な基礎面積Aを設定すれば良いです。


地中梁が無い偏心基礎は、少し面倒な計算が必要です。偏心曲げモーメントを、独立基礎で処理します。設計法の概要は、下記が参考になります。

地中梁が付かない独立基礎のデメリットは?曲げ処理と設計上の注意点


覚えて欲しいポイントは下記です。


・偏心曲げモーメントにより、偏心した方向の配筋が増える。

・偏心曲げモーメントにより、接地圧が2倍、3倍も大きくなる。

偏心曲げモーメントを小さくするには?

偏心基礎は、いかに偏心曲げモーメントを小さくするかが大切です。基礎の出寸法を長くするほど偏心曲げが大きくなります。


通常の基礎は、基礎せいを大きくすると良いのですが、偏心基礎は全く逆の考え方となります。


偏心曲げモーメントを小さくする方法は下記です。


・偏心距離を短くする

・基礎を両側に偏心させる


偏心距離はできる限り小さくします。その上で、軸力に見合った基礎断面積が必要なので、基礎幅を大きくするのです。


また下図のように、両側に基礎を偏心させる方法も効果的です。


両側に基礎を偏心



偏心距離、偏心モーメントの意味は、下記が参考になります。

偏心距離ってなに?1分でわかる意味と、偏心率との関係

偏心モーメントとは?意味・計算式と基礎・柱脚設計への影響(荷重偏心と曲げの関係)

偏心基礎と接地圧の関係

前述したように、偏心基礎とすると接地圧が大きくなります。


偏心曲げモーメントをM、軸力をN、基礎断面積をA、基礎長さをLとしたとき偏心曲げモーメントによる接地圧σは下式で計算します。


e=M/N

e/Lを算定

e/L≦1/6のとき α=1±6* e/L

e/L≧1/6のとき α=2/{3*(0.5- e/L)}

σ=αN/A


接地圧の意味は下記をご覧ください。

接地圧とは?1分でわかる意味、単位、基礎、計算式との関係、地反力との違い

偏心基礎の配筋の決め方

偏心基礎の配筋は、偏心曲げモーメントによる接地圧、出寸法の長さに注意しましょう。地中梁が付かない偏心基礎は、通常の基礎よりも配筋が多くなります。


前述した接地圧をσs、基礎の出寸法をLとするとき、下式で曲げモーメントを算定します。スラブと同様に必要配筋量を算定します。


M=σs×L×L/2(※負担幅は1.0と考えた)

混同しやすい用語

複合基礎

複合基礎は複数の柱を1つのフーチングで支持する基礎です。

偏心基礎が柱芯と基礎芯をずらした設計であるのに対して、複合基礎は複数柱をまとめて支持するものです。

偏心基礎を整理した表を示します。

設計条件地中梁あり地中梁なし
偏心曲げの処理地中梁が負担独立基礎が負担
接地圧への影響比較的小さい2〜3倍に増大する恐れ
配筋量通常程度偏心方向に増加

まとめ

今回は偏心基礎について説明しました。偏心基礎の意味が理解頂けたと思います。


構造的に注意することが多い偏心基礎ですが、工夫すれば基礎に作用する応力を小さくすることも可能です。


偏心基礎の目的やポイントを理解しましょうね。下記も併せて学習しましょう。

接地圧とは?1分でわかる意味、単位、基礎、計算式との関係、地反力との違い

偏心モーメントとは?意味・計算式と基礎・柱脚設計への影響(荷重偏心と曲げの関係)

【管理人おすすめ!】セットで3割もお得!約1,100語の用語集+476点の図解集セット⇒ 建築構造がわかる基礎用語集&図解集セット

この記事の内容を○×クイズで確認する

この記事で学んだ内容は、無料の○×問題集でも確認できます。

意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。

ゼロ所長の構造力学問題集で確認する

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

▼用語の意味知らなくて大丈夫?▼

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集

▼同じカテゴリの記事一覧▼

▼カテゴリ一覧▼

▼他の勉強がしたい方はこちら▼

建築構造がわかる基礎図解集

【無料】ゼロ所長が解説!建築士試験の構造を効率よく学ぶ

・試験に出るポイントをわかりやすく解説

・今すぐnoteで学ぶ ⇒  ゼロから学ぶ建築士試験の構造

わかる1級建築士の計算問題解説書

計算の流れ、解き方がわかる!1級建築士【構造】計算問題解説集

わかる2級建築士の計算問題解説書!

【30%OFF】一級建築士対策も◎!構造がわかるお得な用語集

建築学生が学ぶ「構造力学」の用語集
pdf版の学習記事

プロフィール

建築の本、紹介します。▼

すぐにわかる構造力学の本

同じカテゴリの記事一覧

Topへ >>

  1. HOME > 基礎構造を学ぶ > 偏心基礎とは?1分でわかる意味、設計法、接地圧、配筋
  2. 1級の過去問(計算)解説
  3. わかる建築構造の用語集・図解集
  4. 1頁10円!PDF版の学習記事