JP2009074315A - 上部構造の荷重を地盤に伝えるために設けられた構造体の設計方法、構造体 - Google Patents
上部構造の荷重を地盤に伝えるために設けられた構造体の設計方法、構造体 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】上部構造20の応力を地盤に伝えるために設けられた基礎構造10の設計方法は、上部構造20の荷重により基礎構造10に作用する応力分布を求め、求めた応力分布に応じて基礎構造10の強度を決定する。
【選択図】図14
Description
社団法人 日本建築学会、「建築基礎構造設計指針」、第2版、社団法人 日本建築学会、2002年4月15日、p.171
また、前記構造体はパイルド・ラフト基礎であってもよく、この場合、前記応力分布を求めるステップでは、前記パイルド・ラフト基礎の沈下を考慮して、応力分布を求めてもよい。
また、本発明の構造体は、作用する荷重を地盤に伝えるために設けられた構造体であって、前記荷重により生ずる応力分布に応じた強度分布を有することを特徴とする。
また、本発明の構造体は、上部構造の荷重を地盤に伝えるために設けられた構造体であって、前記上部構造の荷重を伝達する荷重伝達部材が接続された箇所を除く部分に、平均接地圧が一様に作用するとして設計した強度よりも低い強度の部分があることを特徴とする。なお、平均接地圧が一様に作用するとして強度を設計する方法は、例えば、上記の非特許文献1などに記載されている。
図1は、本実施形態の設計方法による設計の対象となる基礎構造を示す図である。同図に示すように、基礎構造10は、基礎スラブ11と、基礎スラブ11の下面に接続された複数の杭12とからなるパイルド・ラフト基礎からなる。基礎構造10の上部には上部建物20が構築されており、上部建物20の柱21は、基礎構造10の杭12の上部に位置するように構築されている。
なお、これら1スパンモデル及び帯状モデルにおける各要素の特性については、各要素に対応する部材の特性に応じて弾性、弾塑性、非線形弾性など、適宜決定すればよい。
次に、数値解析により基礎構造に生ずる応力分布を算出する。なお、上記の検討における数値解析と同様に、本実施形態では、基礎構造が大規模であり、基礎構造全体を数値解析することは難しいため、図8に示すように、基礎構造の中央付近の1スパン分をモデル化した1スパンモデルと、建物端部から中央部をモデル化した帯状モデルについて数値解析を行う。
また、図11Aは、1スパンモデルにおける杭中心からの距離と沈下量との関係を示すグラフであり、図11Bは、杭及び柱の中心からの距離と作用する曲げモーメントとの関係を示すグラフであり、図11Cは、杭及び柱の中心からの距離と接地圧との関係を示すグラフであり、図11Dは杭及び柱の中心からの距離とせん断力との関係を示すグラフである。
また、図13Aは、帯状モデルにおける沈下量を示すグラフであり、図13Bは、基礎スラブに作用する曲げモーメントを示すグラフであり、図13Cは基礎スラブに作用する接地圧を示すグラフであり、図13Dは基礎スラブに作用するせん断力を示すグラフである。
次に、上記算出した応力分布に基づき、各部に必要となる構造耐力を算出し、基礎スラブを設計する。
また、本実施形態では、柱を介して荷重が作用する基礎構造を設計する場合について説明したが、これに限らず、例えば、大型機械などの機械設備の荷重が作用する基礎構造を設計する場合であっても本発明の設計方法を適用することができる。
11 基礎スラブ
12 杭
20 上部構造
21 柱
Claims (7)
- 作用する荷重を地盤に伝えるために設けられる構造体の設計方法であって、
前記荷重により前記構造体に生ずる応力分布を求めるステップと、
前記求めた応力分布に基づいて前記構造体の位置に応じた強度を決定するステップと、
を備えることを特徴とする構造体の設計方法。 - 前記構造体は直接基礎であることを特徴とする請求項1記載の構造体の設計方法。
- 前記構造体はパイルド・ラフト基礎であることを特徴とする請求項1記載の構造体の設計方法。
- 前記応力分布を求めるステップでは、
前記パイルド・ラフト基礎の沈下を考慮して、応力分布を求めることを特徴とする請求項3記載の構造体の設計方法。 - 請求項1から4のうち何れかに記載の設計方法により設計されたことを特徴とする構造体。
- 作用する荷重を地盤に伝えるために設けられた構造体であって、
前記荷重により生ずる応力分布に応じた強度分布を有することを特徴とする構造体。 - 上部構造の荷重を地盤に伝えるために設けられた構造体であって、
前記上部構造の荷重を伝達する荷重伝達部材が接続された箇所を除く部分に、平均接地圧が一様に作用するとして設計した強度よりも低い強度の部分があることを特徴とする構造体。
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