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直接基礎の支持力係数と、内部摩擦角の関係

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支持力係数は、直接基礎の地耐力を計算するうえで大切な値です。支持力係数は内部摩擦角の大きさに関係しています。今回は支持力係数の計算方法と、支持力係数と内部摩擦角の関係について説明します。


地耐力、内部摩擦角の意味は下記が参考になります。

地耐力とは?1分でわかる意味、単位、計算法、n値との関係

内部摩擦角とは?1分でわかる意味、ざっくり地盤の特性を知る5つのTIPs、n値との関係

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ/建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書:「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学 改訂版/工学社」

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支持力係数とは?

支持力係数とは、直接基礎の地耐力の計算に関係する値です。直接基礎の地耐力は、下式で計算します。


今回説明する記号は、

です。なお、地耐力の詳細な説明は下記が参考になります。

地耐力とは?1分でわかる意味、単位、計算法、n値との関係


各記号は、Ncは直接基礎の粘着力に関係する係数、Nrは地盤の自重に関係する係数、Nqは基礎の根入れによる押さえ効果に関係する係数、です。

支持力係数の計算方法

実は、支持力係数は各研究者によって提案する式が違うわけですが、今回は「建築基礎構造設計指針」に明記してある式を紹介します。

です。ご覧の通り、全ての係数で内部摩擦角φが関係します。

支持力係数と内部摩擦角の関係

支持力係数と内部摩擦角の関係を下表に示します(参考は建築基礎構造設計指針です)。

φ Nc Nq Nr
5.1 1.0 0
6.5 1.6 0.1
10° 8.3 2.5 0.4
15° 11.0 3.9 1.1
20° 14.8 6.4 2.9
25° 20.7 10.7 6.8
28° 25.8 14.7 11.2
30° 30.1 18.4 15.7
32° 35.5 23.2 22.0
34° 42.2 29.4 31.1
36° 50.6 37.8 44.4
38° 61.4 48.9 64.1
40°以上 75.3 64.2 93.7

このように、内部摩擦角が大きいほど支持力係数が大きくなります。粘土の場合は、内部摩擦角が0°で、Nr=0になるので、地耐力を過大評価しないよう注意しましょう。

まとめ

今回は、支持力係数について説明しました。土の分野は、まだまだ分からないことが多く、支持力係数を求める式でも、国内外の研究者で値にバラつきがあります。その分、基礎には余裕をある程度見ておきたいですね。内部摩擦角や支持力係数の取り方に注意しましょう。


内部摩擦角や直接基礎の地耐力は下記を参考にしてください。

内部摩擦角とは?1分でわかる意味、ざっくり地盤の特性を知る5つのTIPs、n値との関係

地耐力とは?1分でわかる意味、単位、計算法、n値との関係

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