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根巻きコンクリートとは?1分でわかる意味、寸法と高さ、強度、計算

この記事の要点

根巻きコンクリートとは、根巻き柱脚において鉄骨柱の下部周囲を包む鉄筋コンクリートの柱部分で、柱脚の剛性・固定度を高める役割を持つ

根巻き高さは鉄骨柱せいの2.5倍以上とすることが基本で、根巻き部には曲げモーメントとせん断力が同時に作用する。

この記事では、根巻きコンクリートとは何か、寸法・高さはどう決めるのか、強度はどう計算するのかを整理します。

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根巻きコンクリートとは、根巻き柱脚(ねまきちゅうきゃく)における鉄骨柱の周囲を覆う(根巻きした)鉄筋コンクリート柱のことです。

根巻きコンクリートにより、露出柱脚に比べて柱脚の剛性、耐力が高くなります。

ただし、根巻きコンクリートにも応力が作用するため適切な設計が求められます。

また納まりにも注意が必要です。


今回は根巻きコンクリートの意味、寸法と高さ、強度、計算について説明します。根巻き柱脚、根巻きコンクリートの高さ、計算など下記が参考になります。

柱脚(ちゅうきゃく)とは?種類・露出・根巻き・埋込み・ベースプレートを解説

根巻き高さとは|配筋・モデル化・柱脚の告示(柱幅2.5倍以上)

根巻き柱脚の検討方法について

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根巻きコンクリートとは?

根巻きコンクリートとは、根巻き柱脚(ねまきちゅうきゃく)における鉄骨柱の周囲を覆う(根巻きした)鉄筋コンクリート柱のことです。下図をみてください。これが根巻きコンクリートです。


根巻きコンクリート


また、根巻きコンクリートで鉄骨柱を覆った柱脚を「根巻き柱脚(ねまきちゅうきゃく)」といいます。根巻きコンクリートと根巻き柱脚はセットで覚えておきましょう。


下図をみてください。鉄骨柱を基礎コンクリートに留めただけの柱脚を「露出柱脚(ろしゅつちゅうきゃく)」といいます。


根巻きコンクリートと露出柱脚


根巻き柱脚と露出柱脚を比較すると、根巻き柱脚の方が「根巻きコンクリートでガッチリ固められている」ので、柱脚の剛性が高くなります。


ですから、露出柱脚と根巻き柱脚で同じ大きさの水平力が作用する場合、根巻き柱脚の構造物の方が「水平変位が小さく」なります。また、さらに柱脚の剛性を高める柱脚形式として「埋め込み柱脚」があります。柱脚の詳細は下記が参考になります。

柱脚(ちゅうきゃく)とは?種類・露出・根巻き・埋込み・ベースプレートを解説

根巻きコンクリートの寸法と高さ

根巻きコンクリートの寸法、高さは下記のように決めます(参考)。


・根巻きコンクリートの断面寸法 ⇒ 鉄骨柱の断面+300mm(両側150mmづつ)

・根巻きコンクリートの高さ ⇒ 根巻きコンクリートの断面×2.5倍以上など


下図に根巻きコンクリートの断面寸法と高さを示しました。


根巻きコンクリートの断面寸法と高さ


例えば、根巻きコンクリートの断面は「鉄骨柱の断面+300mm」とします。つまり、鉄骨柱面から根巻きコンクリート面まで150mmの厚みを両側とる、というイメージです。


根巻き柱脚は、鉄骨柱を根巻きコンクリートで囲んだ柱脚です。根巻きコンクリートには主筋や帯筋を配筋するため、鉄骨柱やベースプレート、アンカーボルトとの納まりに気を使う必要があります。


また、根巻きコンクリートには応力(曲げモーメント、せん断力)が作用するため、応力に抵抗できるような断面寸法とします。


根巻きコンクリートの高さ、断面寸法の決め方は下記や書籍も参考になります。

根巻き高さとは|配筋・モデル化・柱脚の告示(柱幅2.5倍以上)

鋼構造接合部設計指針

鋼構造柱脚設計施工ガイドブック

根巻きコンクリートの強度

根巻きコンクリートのコンクリート強度は、Fc24以上が一般的です。あるいは、基礎や基礎梁の設計基準強度と統一します。コンクリートの強度は下記が参考になります。

設計基準強度と品質基準強度の違いと、5分で分かるそれぞれの意味

コンクリートの強度の単位はN/mm²——Fc・読み方・単位換算を解説

根巻きコンクリートの計算

前述したように、根巻きコンクリートには曲げモーメント及びせん断力が作用します。また、根巻き柱脚部のアンカーボルトに作用する引張力による「コーン状破壊」の検討も必要です。根巻きコンクリートの計算、作用する応力の考え方は下記をご覧ください。

根巻き柱脚の検討方法について

柱脚のコーン状破壊の検討について

混同しやすい用語

根巻き柱脚

鉄骨柱の下部をコンクリートで包んだ柱脚形式。

固定度が高く、中・高層建物に用いられることが多い。

露出柱脚に対して、根巻き柱脚は「コンクリートで鉄骨柱を覆うことで固定端に近い挙動をする」のに対し、露出柱脚は「ベースプレートとアンカーボルトのみで基礎に固定する半剛接合」である点が異なる。

露出柱脚

ベースプレートとアンカーボルトで鉄骨柱を基礎に固定する最も一般的な柱脚形式。

低層建物に多く使われる。

根巻き柱脚に対して、露出柱脚は「固定度が相対的に低い(ピンに近い半固定)」のに対し、根巻き柱脚は「コンクリートによる拘束で固定度が高い」点が異なる。

試験での問われ方|管理人の一言

建築士試験では、根巻き柱脚・露出柱脚・埋め込み柱脚の3種類の固定度の大小関係(埋め込み>根巻き>露出)がよく出題される。

根巻き高さの規定(鉄骨柱せいの2.5倍以上)とセットで覚えると、計算問題にも対応しやすくなる。

根巻きコンクリートを整理した表を示します。

項目根巻き柱脚露出柱脚
固定度高い(固定端に近い)低い(半固定)
断面寸法の目安鉄骨柱断面+300mmベースプレートのみ
高さの目安断面寸法の2.5倍以上規定なし

まとめ

今回は根巻きコンクリートについて説明しました。

根巻きコンクリートとは、根巻き柱脚(ねまきちゅうきゃく)における鉄骨柱の周囲を覆う(根巻きした)鉄筋コンクリート柱のことです。

根巻き柱脚、露出柱脚、埋め込み柱脚の意味も勉強しましょう。

下記が参考になります。

柱脚(ちゅうきゃく)とは?種類・露出・根巻き・埋込み・ベースプレートを解説

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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)。

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