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曲げを受ける独立基礎の設計 その2

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前回RC規準による独立基礎の設計を説明しました。今回は基礎の底盤を柱に見立てて接地圧を算定してみましょう。実は前回の図表からαを読み取る方法よりも、こちらの計算が感覚的に理解しやすいです。

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底盤を柱に見立てて『N/A + M/Z』を算定する方法

応力を整理する。

『曲げを受ける独立基礎の設計 その1』と同じ計算内容です。

長期時支点反力 NL

地震時支点反力 NE

長期時柱脚曲げ ML

地震時柱脚曲げ ME


以上より、短期時の応力は下記の通り。

短期支点反力 Ns=NL+NE

短期柱脚曲げ Ms=ML+ME

軸力のみによる接地圧を算定する

まずは軸力Nのみで接地圧を算定します。短期時支点反力がNsです。つまり接地圧は、


σ=Ns/A

となります。


曲げのみによる接地圧を算定する

次に曲げモーメントのみで接地圧を算定します。『そんな計算やったことない』と思い枚タカ?いいえ、あなたは既に経験済みのはず。


それは柱の断面算定です。


柱に曲げが作用すると、下図のように中立軸を境に圧縮側、引っ張り側の応力度が発生します。この応力度が接地圧なのです。


つまり、接地圧は次式より算定可能で、


σ=±M/Z


です。


また、断面係数Zは長方形の場合、次式です。


Z=BL^2/6

鉛直力の接地圧と曲げの接地圧を組み合わせる

ここまで算定できたなら、あとは接地圧を組み合わせるだけ。圧縮側の接地圧はさらに大きくなります。一方、引っ張り側の接地圧が大きくなるかもしれません。直接基礎は引き抜きに耐えることができません。


もし引っ張りが大きくなれば基礎重量を大きくして全面圧縮となるよう基礎を設定しましょう。

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