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極限支持力度とは?1分でわかる意味、計算、n値との関係、許容支持力度

極限支持力度は、直接基礎が支えることができる限界の単位平米当たりの力です。似た用語で「極限支持力」がありますが、これは杭に使う用語なので当サイトでは使い分けます。今回は極限支持力度の意味、計算、n値の関係、許容支持力度、一軸圧縮強度との関係について説明します。

極限支持力度とは?

極限支持力度は、極限時(終局時)における直接基礎が負担可能な単位平米当たりの力です。単位はkN/uです。似た用語に極限支持力がありますが、これは杭に使う用語で単位はkNです。違いをはっきり覚えておきましょう。


また告示では、「地盤の許容応力度」と明記されており、直接「極限支持力度」という表現はありません。


記号は、一般にquで表します。

極限支持力度と許容支持力度の関係

極限支持力度と許容支持力度は、長期および短期ともに下記の関係にあります。


qaは許容支持力度で、quは極限支持力度です。よって、長期許容支持力度を3倍、短期許容支持力度を1.5倍した値が極限支持力度です。

極限支持力度と極限支持力の違い

極限支持力度と極限支持力の違いを下記に示します。


後述するように、支持力と支持力度では計算法が全く違います。言葉では一文字違いなので注意したいですね。※極限支持力度の計算法は後述しました。


極限支持力については下記の記事が参考になります。

極限支持力とは?1分でわかる意味、許容支持力との違い、求め方、安全率

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極限支持力度の計算法

極限支持力度は下式で計算します。


各係数の詳細は省略しますが、ポイントだけ説明します。まずic、ir、iqは内部摩擦角と荷重の角度に応じて算定する係数です。Nc、Nr、Nqは内部摩擦角に応じた支持力係数で、告示に明記された表から適切な値を採用します。


α、βは基礎断面の形状に応じた係数です。Cは粘着力、Bは基礎の短辺方向の長さ、Dfは地盤面から基礎底までの距離、γ1は基礎面下地盤の単位体積重量、γ2は基礎底から上にある地盤の単位体積重量です。


以上より、極限支持力度を計算します。また前述したように、1/3すれば長期許容支持力度、2/3で短期許容支持力度です。


下記の記事も併せて参考にしてください。

地耐力とは?1分でわかる意味、単位、計算法、n値との関係

極限支持力度とN値の関係

基本的にN値が大きいほど、極限支持力度も大きくなります。内部摩擦角とN値の関係より、N値が大きいほど内部摩擦角も大きいです。極限支持力度の式は、内部摩擦角の値に影響されるので、N値が大きいほど大きな支持力となります。※下記より。


N値と内部摩擦角の関係は、下記の記事が参考になります。

N値、内部摩擦角とは?ざっくり地盤の特性を知る5つのTIPs

極限支持力度と一軸圧縮強度の関係

極限支持力度の式をみてください。1項目は粘着力「C」が関係します。粘着力Cは一軸圧縮強度と下記の関係です。なお、ここでのquは一軸圧縮強度、NはN値とします。

C=1/2qu

qu=12.5N


粘土質地盤の場合でも、N値が分かれば自動的に粘着力Cまで計算可能です。

まとめ

今回は極限支持力度について説明しました。意味や計算法が理解頂けたと思います。難しい式では無いですが、計算式が長くて大変ですよね。エクセルで計算式を組んでおくと楽になりますよ。極限支持力と間違えないよう注意したいですね。

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