直接基礎の断面算定
初心者です。よろしくお願いします。
強度計算に興味があり、いろいろ調べていたところ
ttp://www.kictec.co.jp/inpaku/setti/nagare/keisan/kyodo.PDF
がヒットしました。（最初のhは消してあります。）
これを見ながら、学習をしていたところ、最後（6ページ）にある配筋のところでつまづいてしまいました。
断面算定をする為に必要な応力の求め方が理解できていないので、書いてある式が意味するところがわかりません。
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○配 筋 鉄筋 Ｄ-13 3 本 Ａｓ＝ 3.801 c?
ｑ'＝ｑmax（１−Ｌ／２ｘ）＝ 2.862 ｔ／?
Ｐ1＝ｑmax−Ｈγc＝ 5.633 ｔ／?
Ｐ2＝ｑ'−Ｈγc＝ 0.512 ｔ／?
ｘ'＝ＬＰ1／２（Ｐ1−Ｐ2）＝ 1.925 ｍ
Ｍ＝ＷＰ1ｘ'／２・（Ｌ／２−ｘ'／３）＝ 6.009 ｔｍ
基礎コンクリートの断面係数 Ｚ＝(Ｗ×Ｈ^2)／６＝ 100×100^2／6＝166667 cm３
σt＝(Ｍ×10^5)／Ｚ＝ 3.605 ?／c? ＞ 3.375 ?／c? ＯＵＴ
よって、配筋が必要である。
Ｑ＝ＷＰ1ｘ'／２＝ 1.000×5.633×1.925＝5.422 ｔ
必要鉄筋量
Ａs'＝Ｍ／（ｆbｊｄ）／1.25＝ 3.391 c? ＜ 3.801 c? Ｏ.Ｋ.
τ＝Ｑ／（Ｗｊｄ）＝ 0.689 ?／c? ＜ 4.5 ?／c? Ｏ.Ｋ.
ｆb＝ 1.800 ｔ／c?，ｊ＝ 0.875 ，ｄ＝ 90 cm
よって、鉄筋 Ｄ-13 3 本 で、安全である。
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この部分です。（特にq',x'を求める計算式）
どなたか解説して頂けませんでしょうか？
よろしくお願いします。
コメント
#4346 直接基礎の断面算定
・?必要鉄筋量の求め方はわかっているようですから
q',x'応力の計算は、?の算定式の中で鉄筋を考慮しない場合のつり合い式
を立てれば同様になります
#4349 Re:直接基礎の断面算定
まじめに勉強したければ、以下の本がよいでしょう
公共図書館または工学系の学校の図書館にあります
基礎反力の解法 柴田直光 鹿島出版会
#4355 Re:直接基礎の断面算定
質問者です。
ありがとうございます。
時間を見つけて探してみます。
#4351 Re:直接基礎の断面算定
断面力Mを算出する前の段階でのq'、x'の式ですから、
鉄筋のつりあい式云々は、関係ないのではないでしょうか。
#4354 Re:直接基礎の断面算定
質問者です。
皆様、ありがとうございます。
言葉足らずで申し訳ございません。
三人目の方がおっしゃるように結局は「断面力の求め方が解らない。」と言うことなのですが、先ずは
このq'はどの位置での（どんな意味を持った）応力なのか？
x'が図形的に何を表す距離（幅？）なのか？
が理解できればと思っています。
あれこれ図を描いて考えてみたのですが、式が導き出せません。
教えていただけませんでしょうか？
#4360 Re:直接基礎の断面算定
鉄筋コンクリート構造物の断面計算と同じです、何が違うかといえば
弾性ではなく剛体で平面保持の法則が成立するという条件で式を立てればよい
高校1年生程度の物理がわかっていれば簡単な話ですが？
#4365 Re:直接基礎の断面算定
質問者です。
ありがとうございます。
いろいろ調べてみたり考えたりしているのですが、その簡単な話がわかりません。
こちらにこられる方々の様にすぐにわかればいいんですが、、、
初歩的な質問なのでしょうから馬鹿にされても仕方ありません。
一つ一つ、私にもわかるように説明していただく訳にはいかないのでしょうか？
#4376 Re:直接基礎の断面算定
熱心な学習者を誰も馬鹿になど致しません。以下、参考にして下さい。
引用されている例は直風時にフーチングに発生する曲げ応力に対する断面算定を示しています。
幅3.5m、高さ1mのフーチングを描いて見てください。F2型標識柱がその上に立っており、例えば右から左に吹く風を考えたときフーチングには反時計回りに回転させようとする力が発生し、その結果、フーチング底面にはフーチングの左端を最大とする三角形分布の地盤反力が発生します。この地盤反力によってフーチングに生ずる最大曲げモーメントを求めます。（この図を上下逆にすれば中央の柱部分を固定端とする片持ち梁の問題となります）
最大曲げモーメントはこのフーチングの中央で発生すると考えられます。（コンクリートの柱では柱端に発生すると想定しますが、鉄柱ですので中央と考えます）この中央部分の地盤反力度がｑ’です。
ｑ’は幾何学的に求まります。フーチング左端の地盤反力度がｑmax、三角形の高さ（図で描くと地盤反力が作用する幅に相当します）がｘと定義されていますので、これよりｑ’が求められます。（qmax ： x ＝ q' ： (x - L/2) を解けば求まります）
フーチングの自重が地盤反力と反対方向に働きますので、その分を差し引いた実質的にフーチングに作用する応力度がP1、P2です。（P1はフーチングの左端、P2はフーチング中央の値）
ｘ’はP1、P2に対応した三角形分布の三角形の高さ（作用幅）です。P1：ｘ’＝P2：（ｘ’−L/2）を解けばｘ’が求まります。
これでフーチングに作用する力がわかりましたので、フーチング中央の曲げモーメントを求めれば良いわけです。Mは三角形の面積に奥行き分（W）を掛けた上向きの荷重が三角形の重心に作用すると考えられるので、その荷重に腕の長さ（三角形の重心位置とフーチング中央の位置との距離）を掛ければ求まります。
老婆心ながら、この種の構造計算を学習されようとするならば、引用された計算例は良い例とは言えません。標識基礎の設計に関わったことがあり、この引用例のベースとなっている設計規準も知っておりますが、計算根拠が不明確な点があり、標識基礎に特化されたものと考えた方がよろしいと思います。周囲の諸先輩の方が薦める構造計算の書籍で勉強なされることをお奨めします。どうぞ、頑張って下さい。
#4377 Re:直接基礎の断面算定
質問者です。
ありがとうございます！非常に解りやすい説明です。
実は一昨日の夜に突然閃きq'の式の根拠は出ていました。
しかし、これを片持ち梁とみなす発想がありませんでした。
新たに2点ほど疑問がわいてきました。
?この場合自重のみを差し引いていますが、土被りの重さは引かないのでしょうか？（土被り分は外力と考えるの？）
?台形分布だった場合はどうなるのか？（引張モーメントが発生しない？）
ということです。
よろしければ、教えて頂けませんか。
（書籍等まだ探しに行けていません・・・構造は深いですね。）
#4378 Re:直接基礎の断面算定
#4376で回答した者です。
?ご質問の例の場合、基礎の高さは1 m、根入れ深さは0.25 mとあり、断面が長方形ですので、基礎の上に土は無く、土の自重は基礎に作用しません。
?地盤反力が台形の場合でも基礎中央での曲げモーメントはゼロになりませんので、何らかの曲げ応力が発生するはずです。
なお、通常のフーチング基礎は剛体基礎とみなすことができますので、地盤反力分布が三角形や台形と想定できますが、スラブのような基礎の場合、剛体とはみなせず、この場合は弾性理論、あるいは有限要素法（FEM)で曲げ応力を算出する必要が出てきます。さらに、この場合、地盤を弾性連続体とみなすか、バネ地盤とみなすか、また、それぞれどのように地盤定数を評価するか、簡単なようで非常に奥の深い難しい問題です。
#4379 Re:直接基礎の断面算定
質問者です。
丁寧な回答ありがとうございます。
少し見えてきました。
休みの日を利用して学習したいと思います。
ありがとうございました。