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地反力とは？1分でわかる意味、読み方、基礎梁、地耐力と接地圧の違い、基礎フーチングの断面算定

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地反力は、地盤から基礎に作用する反力です。直接基礎のフーチングに作用し、曲げモーメントが生じます。似た用語に、地耐力や接地圧があります。地耐力は地盤の耐力、接地圧は基礎から地盤に作用する単位平米当たりの荷重です。今回は、地反力の意味、読み方、基礎梁、地耐力と接地圧の違い、基礎フーチングの断面算定について説明します。

地耐力、接地圧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

接地圧とは？1分でわかる意味、単位、基礎、計算式との関係、地反力との違い

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地反力とは？

地反力とは、地盤から基礎に作用する反力です。下図をみてください。基礎は建物の重要を支える部材です。基礎から地盤に作用する荷重を接地圧といいます。接地圧に釣り合うために、地盤から反力が生じます。これが地反力です。

地反力は、基礎フーチングの断面算定に用います。この時の注意点ですが、地反力の値は基礎自重を引くことができます。フーチングに作用する外力を整理すると、

－σ+Nf／A

です。σは接地圧（＝(N+Nf)／A）、Nは上部構造の重量、Nfはフーチング自重、Aはフーチングの断面積です。

つまり、フーチング自重は地反力と逆向きに作用するので、引くことができます。接地圧の意味は、下記が参考になります。

接地圧とは？1分でわかる意味、単位、基礎、計算式との関係、地反力との違い

地反力の読み方

地反力は「ちはんりょく」と読みます。関係用語の意味は、下記が参考になります。

接地圧　⇒　せっちあつ

地耐力　⇒　ちたいりょく

地反力と基礎梁の関係

独立基礎と基礎梁で構成される場合、基礎梁に地反力は生じません。建物の全ての重量は、基礎が負担すると考えるからです。基礎梁の意味は、下記が参考になります。

地中梁と基礎梁の違いと役割について

基礎梁とは違いますが、似た形状の布基礎は重量を負担するので、地反力が作用します。布基礎の設計は下記が参考になります。

布基礎の接地圧と配筋の決め方

地反力と地耐力、接地圧の違い

地反力と地耐力、接地圧の違いを下記に示します。

地耐力　⇒　地盤の耐力。地盤がどのくらいの荷重に抵抗できるか示す値

接地圧　⇒　基礎から地盤に作用する、単位平米当たりの荷重

地反力　⇒　接地圧により地盤から受ける反力。地盤から基礎に作用する。単位平米当たりの反力で、基礎の断面算定を行う場合、接地圧から基礎自重を引いた値

地耐力、接地圧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

接地圧とは？1分でわかる意味、単位、基礎、計算式との関係、地反力との違い

地反力が作用する基礎フーチングの断面算定

地反力は上向きの力です。また、フーチング自重は下向きに作用します。地反力の計算式は

(Ｎ+Nf)／Ａ－Nf／Ａ

です。

地反力はフーチングの断面算定に用います。下図をみてください。地反力を受けるフーチングをモデル化すると、片持ち梁と考えることが可能です。

フーチングが「梁」、基礎柱の面が固定端と考えます。地反力は、等分布荷重です。フーチングには曲げモーメントとせん断力が作用します。これらを計算し、ベース筋（基礎筋）を算定します。

地反力の単位は、ｋＮ／㎡です。これを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＝ｗＬ²／2

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。

応力を計算した後は断面算定です。断面算定はスラブと同じ要領で計算します。フーチングの厚み（せい）Ｄを仮定します。必要な引張り鉄筋は、

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。D10~D16、D19～D25、D29~で許容応力度（降伏強度）が変わるので注意しましょう。

まとめ

今回は地反力について説明しました。意味が理解頂けたと思います。地反力は、地盤から基礎に作用する反力です。フーチングの断面算定では、接地圧から基礎自重を引くことを忘れないようにしましょう。似た用語に地耐力、接地圧があります。意味を間違えないよう注意してください。下記も参考になります。

地耐力とは？1分でわかる意味、単位、計算法、n値との関係

接地圧とは？1分でわかる意味、単位、基礎、計算式との関係、地反力との違い

フーチングってなに？フーチングの意味と目的、地耐力との関係

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• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
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