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ベースプレートの厚みは?1分でわかる規格、計算、アンカーボルトとの関係

この記事の要点

ベースプレートの厚みは16mm以上が一般的で、計算により決定します。

規格寸法(16・19・22・25・28・32・36mm)の中から選び、15mmや21mmのような常用外サイズは使いません。

厚みは許容応力度計算で決定し、圧縮側(基礎反力)と引張側(アンカーボルト引張力)の両方の検討が必要です。

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ベースプレートの厚みは16mm以上が一般的です。

またベースプレートの厚みは計算により決定し、鋼板の規格に準じた板厚を用います。

よって、15mmや21mmなど、常用サイズ以外の板厚は使いません。

今回はベースプレートの厚みと規格、計算、アンカーボルトとの関係について説明します。

ベースプレート、アンカーボルトの詳細は下記が参考になります。

ベースプレート(BPL)とは?意味・鉄骨柱・柱脚・基礎との関係を解説

アンカーボルトとは?規格(SS400等)・サイズ・種類・埋め込み深さの計算

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ベースプレートの厚みは?規格

ベースプレートの厚みは16mm以上が一般的です。また、後述する「ベースプレートの計算」を行いベースプレートの厚みを決定します。ベースプレートの厚みの例を下記に示します。


・16.0

・19.0

・22.0

・25.0

・28.0

・32.0

・36.0


なお、ベースプレートは鋼板の規格に準じた板厚を用います。計算で決めたからと言って、15mmや21mmのような常用サイズで無い板厚は使いません。鋼板の規格は下記をご覧ください。

鋼板の規格一覧|板厚・重量・JISG3193・SS400


ベースプレートとは、鉄骨柱と基礎柱(又は、基礎、基礎梁)を一体化するための鋼板です。下図にベースプレートを示しました。


ベースプレート


ベースプレートの詳細は下記をご覧ください。

ベースプレート(BPL)とは?意味・鉄骨柱・柱脚・基礎との関係を解説

ベースプレートの厚みと計算、アンカーボルトとの関係

ベースプレートの厚みは、許容応力度計算又は保有耐力接合の計算により決定します。ベースプレートの保有耐力接合の計算方法等は、建物の構造計算ルートと関係するのですが、今回は省略します。※詳細を知りたい方は下記の書籍が参考になります。

構造の黄色本とは?建築基準法との関係と設計実務・構造ルートでの使い方


ベースプレートの許容応力度計算では、一般的に下記の計算を行います。また、露出柱脚に関する検討方法となります。根巻き柱脚、埋込み柱脚の詳細は下記をご覧ください。

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

根巻き柱脚の検討方法について


・ベースプレート下の基礎コンクリートから作用する反力による検討(圧縮側の検討)

・アンカーボルトに作用する引張力によるベースプレートの検討(引張側の検討)


下図をみてください。物を横から押すと、片側は「浮き上がって」もう片方は「重みが集中的にかかる」ように動きます。


ベースプレートの計算


これを専門的にいうと「片方は引張力」「片方は圧縮力」が作用する状態と言えるでしょう。柱脚も基本的に同じです。柱脚に水平力が作用すると、引張力が作用する部分と圧縮力が作用する部分に分かれます。


ベースプレート下には基礎周りのRC部材が配置されています。ベースプレートから、基礎部材に「圧縮力」が作用するため、基礎部材は圧縮力に対して問題ないか検討が必要です。


ベースプレートと圧縮力


また、逆にいうと基礎部材からベースプレートに対して「圧縮応力に対する反力」が作用するため、この反力に対して検討が必要です。机の天板を手で押すと机に力が作用しますが、手にも力を感じますよね。これと同じです。


具体的な計算は下記の流れで行います(参考例)。


・ベースプレートに作用する応力度を算定

・ベースプレートの支持条件を考慮し曲げモーメントを算定。一辺固定なら片持ち梁、二辺または三辺固定になる場合(リブプレートの配置等)は、スラブと同様の検討が必要

・ベースプレートの単位幅当たりの断面係数を算定

・曲げ応力度に対して許容応力度が問題ないか確認


また引張側では「アンカーボルトに引張力」が作用しています。この引張力によりベースプレートには曲げモーメントが作用します。


引張力は集中荷重です。一辺固定の場合、片持ち梁と考えて「集中荷重×固定端までの距離」で曲げモーメントは算定できます。その他、ベースプレートの厚さを決める計算の流れは前述と同様です。


ただし、アンカーボルトに作用する引張力は、下図のように45°方向に伝達されると考えます。


ベースプレートに作用する引張力


初めてベースプレートの計算をすると慣れないことが多いと思います。下記の書籍などに「計算例」が書いてあるので読んでみましょう。

鋼構造柱脚設計施工ガイドブック


また、ベースプレートやアンカーボルトの詳細は下記も参考になります。

ベースプレート(BPL)とは?意味・鉄骨柱・柱脚・基礎との関係を解説

アンカーボルトとは?規格(SS400等)・サイズ・種類・埋め込み深さの計算

混同しやすい用語

圧縮側の検討

ベースプレート下の基礎コンクリートから作用する反力に対して、ベースプレートが曲げ応力度に耐えられるかを確認する検討です。

引張側の検討とは異なり、圧縮側では基礎部材からの圧縮反力が荷重となり、一辺または多辺固定の曲げモーメントを算定します。

引張側の検討

アンカーボルトに作用する引張力によってベースプレートに生じる曲げモーメントに対する検討で、引張力は45°方向に伝達されると考えます。

圧縮側の検討に対して、引張側では荷重がアンカーボルトからの集中荷重となり、片持ち梁として曲げモーメントを算定します。

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引張側の検討では、アンカーボルトに作用する引張力が45°方向に伝達されると考えます。

一辺固定の場合は片持ち梁として「集中荷重×固定端までの距離」で曲げモーメントを算定します。

リブプレートがある場合は二辺・三辺固定となり、スラブと同様の検討が必要です。(一級建築士 頻出:露出柱脚のベースプレート引張側の検討として45°方向伝達・片持ち梁算定が繰り返し出題)

ベースプレートの厚みを整理した表を示します。

項目内容備考
最小厚み16mm以上一般的な下限値
規格寸法16・19・22・25・28・32・36mm鋼板規格に準拠
決定方法許容応力度計算圧縮側・引張側を検討

まとめ

今回はベースプレートの厚みについて説明しました。

ベースプレートの厚みは16mm以上が一般的です。

また、ベースプレートの厚みは計算により決定します。

具体的な計算も大切ですが、大まかなイメージを持つと良いでしょう。

ベースプレート、アンカーボルトの意味など下記も参考になります。

ベースプレート(BPL)とは?意味・鉄骨柱・柱脚・基礎との関係を解説

アンカーボルトとは?規格(SS400等)・サイズ・種類・埋め込み深さの計算

鋼構造柱脚設計施工ガイドブック

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理解度チェック

Q.

ベースプレートの厚みは?

16mm以上が一般的で、計算により決定します。規格寸法(16・19・22・25・28・32・36mm)から選びます。

Q.

ベースプレートの厚みは何を検討して決める?

許容応力度計算で、圧縮側(基礎反力)と引張側(アンカーボルト引張力)の両方を検討します。

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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