コラム

 公開日: 2016-03-21 

建物の重さと基礎と地盤の関係

建物の重さと基礎と地盤の関係


 建物の重さは、その建物の自重DEAD LOAD(固定荷重)と、LIVE LOAD(積載荷重)の和となります。
固定荷重とは建物の骨組み、柱や梁の重さから、外壁や屋根の仕上げ材や断熱材、ユニットバスなどの設備の重さです。
 積載荷重とは建物の用途により床に乗せられるであろう生活時の重さで、人の体重も浴槽の水やタンスや家電製品なども積載荷重です。

 建物の荷重(固定荷重、積載荷重とも)は全て基礎に伝えられます。
基礎はその荷重に十分い耐えなければならないとともに、その荷重を基礎に伝えなければなりません。
その時地盤はその荷重により沈下することなくしっかりと受け止められなければなりません。
簡単に説明すれば建物重さと基礎と地盤はそんな関係にあります。

 では一般的に建物はどのぐらいの重さがあるのでしょうか検討してみます。



建物の重さ


 例として木造2階建て138㎡約41.7坪の住宅で検討してみます。
屋根はガルバリウム
壁はモルタル下地とします。

荷重は判り易く屋根から拾います。
(詳細についてはとても長くなるので結果のみ記載していきます。)

1:屋根荷重は面積×勾配係数×屋根素材重量と垂木や母屋などの構造材、小屋裏を使うのであれば小屋裏の積載も加味していきます。
計算では169.91knとなりました。

2:2階の荷重は外壁や階段、バルコニーなども含まれます。
計算では242.16Knとなりました。

3:1階の荷重は基礎上までをまず検討します。
結果は141.27knとなりました。

4:積載荷重を求めると102.27knとなりました。

169.91+242.16+141.27+102.27=655.61kn(固定荷重+積載荷重)

一般的に使われているkg表示で表すと、約67トンになります。
(一般的な範疇の木造住宅2階建ての重さですが外壁がサイディングなどですともう少し軽くなります)

基礎鉄筋の本数や基礎コンクリートの形状を決める際にはこの荷重を基に安全率を見て決めていくことになります。

 この建物の基礎面積は73.67㎡ありますので、この建物の基礎は
655.61/73.6=8.91kn/㎡
安全率を1.2とすると1.2*8.91=10.70kn/㎡が基礎の設計荷重となります。

この重さに十分耐える基礎をつくればよいわけです。



基礎の重さ地盤の強度


基礎の設計が出来たら次は基礎の荷重が求められます。
基礎に伝わった建物の重さは基礎の重さと相まって地盤に伝えられるので基礎の重さを求めます。

基礎自重は計算により492.4knと求められました。
よって基礎を加味した建物荷重は
655.61+492.4=1148.01kn×1.2=1377.62kn

これでやっと建物と基礎を支える地盤の必要強度が求められます。
この建物をささえるにあたっては地盤の支持力は
1377.62kn/基礎面積73.6㎡=18.72kn/㎡

地盤調査を行い地盤強度が㎡あたり18.72knあれば沈下しない安全な地盤であるということです。
もし調査の結果この数値を下回るようであれば杭を施工したり、改良を施したりして必要強度を確保することになります。

このようにして建物荷重により基礎の形状が決まり、その上で基礎の荷重を検討し、地盤の必要強度が求められます。

2階建てだから地盤調査で20kn出てればOKとか安易に判断するのは良くない傾向です。
安全という「その根拠はなんですか?」という疑問を建てる方は持つべきだと考えています。
そういう態度が質の高い工事につながるのです。

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