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接地圧(地反力)とフーチングの断面算定

上部構造の重量は『基礎』で地盤に伝えます。地盤が反力を受けその反力は基礎に作用しています。つまり基礎は、反力に持つような断面でないとダメです。この基礎に作用する反力を『接地圧』又は『地反力』と呼びます。


言葉の違いはありますが意味は一緒です。今回は接地圧の求め方と、フーチングの断面算定まで特集します。


※今回の記事は、地耐力について勉強しておくとスムーズに理解できます。地耐力に関しては、下記の記事が参考になります。


接地圧の求め方

接地圧の求め方は簡単です。要するに『反力』ですから。しかし基礎の計算に慣れてない人には難しく感じるでしょう。反力を求めるときは、外力が必要ですよね?接地圧でも同じ。まずは上部構造の重量を求めます。



上部構造の重量

一貫計算プログラムで計算した場合、上部構造の重量は『支点反力』という形で出力されています。支点反力は1Fから上の重量と1F床、地中梁の重さが入っています。次に地耐力を算定します。



地耐力の算定

地耐力とは『地盤が耐えられる重さ』です。この地面には何キロまで重りを載せても大丈夫?ということです。直接基礎の地耐力は、本サイトの『地耐力の算定』で説明しています。参考にしてください。地耐力が分かれば、あとは簡単。次は接地圧を求めましょう。

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接地圧の算定

上部構造の重量をWとします。基礎の断面積はAです。接地圧は、


W/A < 地耐力


です。まずは、これが地耐力以下であることを確認します(地耐力の確認で、Wはフーチングの自重を加えます。土とRCの平均重量で20kN/?です。)。


地耐力のチェックでOKなら、接地圧を使ってフーチングの断面算定をしましょう。


フーチングの応力算定

ここまで計算できたならフーチングの断面は決まっています。が、配筋が決まっていません。フーチングの配筋も簡単に算定できます。まず、フーチングは下図の形をしていますね。

そして、フーチングには上向きの力(つまり反力)が作用しています。これを接地圧と呼びました。フーチング面から基礎柱面までをLとします。すると、基礎柱を固定端とした片持ち梁と考えることができます。


接地圧はkN/uですから、1m当たりの分布荷重に置き換えます(値は変わりませんね)。フーチングに作用する曲げモーメントは、


M=wL^2/2


です。wは接地圧、Lはフーチング面から基礎柱面までの長さです。

 

フーチングの断面算定

応力が分かりました。次は断面算定です。断面算定はスラブと同じ要領で計算しましょう。フーチングの厚み(せい)を仮定します。Dとしましょうか。鉄筋はD19です。長期なら215、短期なら345ということに注意です。必要な引っ張り鉄筋は、


At=M/(ft×j)


です。Mは曲げモーメント、ftは降伏強度、jは(D−dt)×0.875です。


まとめ

いかがでしたか。接地圧からフーチングの断面算定まで説明しました。偏心してない直接基礎なら上記の方法で求めることができますよ。


また、独立基礎の設計概要は下記の記事が参考になります。今回説明したフーチングの断面算定と併せて読んでおくと良いでしょう。

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