土圧に関して

質問

建設分野の構造物に作用する土圧に関する質問です．

建築では地下室の底面に作用する圧力は
水圧のみであると考えて設計すると聞きましたが，
本当なのでしょうか？

土質力学の観点からは
地下室も杭と同じとみなせれば
土被りの高さに依存した土圧が水圧に
重ね合わさって作用すると思うのですが…．

建築では深度が浅いことを考慮した
簡便な設計方法なのかもしれませんが，
妥当性に限界がある場合も現実にはあると
思われます．

どなたかコメントを
よろしくお願い致します．

回答No.4

JIMI

お礼ありがとうございます。
お尋ねの件ですが、考慮しません。水圧による杭の浮力は考慮します。

話をもとにもどして、
杭基礎の場合で底板に土圧を考慮するかしないかですが、土木でも考慮していないのではないでしょうか？
底板に土圧が加わると仮定すると、建物の重量は、土圧として受ける分が直接土に流れるということになり、杭に生じる軸方向力が減少するということになります。つまり底板は頑丈になりますが、杭は細くなる、ということです。どちらが、建物にとって安全な設計か？ということになります。

余談ですが、正しい水圧に対して設計しておれば「地下水がビルを押し上げ」ということは起きません。ビルの押し上げに土圧は関係ありません。

お礼

ありがとうございます．

底面には水圧は考慮するが
土圧は考慮しないのですね．

皆様，本当に
どうもお世話になりました．

回答No.3

hiro1001

一寸面白い記事があったのでまた来てみたのですが、コメントがあるようですね。
一寸紹介記事の方から。
”大阪市、地下水くみ上げ規制の結果、地下水がビルを押し上げ(朝日5月1日)。”
こんな記事がありました。
揚圧力を考慮に入れていないビルの場合こういう結果が生じると言うことですね。
さて、”「床の部分に強度を求める」というのは
壁や柱よりも床の許容応力を低く設定する
という意味でしょうか？ ”
と言うご質問ですが、これは私の書き方が悪かったのかもしれません。
壁や、柱に対する計算が、土木構造物の方が安全率を大きく見ているという積もりだったのです。
許容応力は取り方は同じだったはずですよね。
建築の場合スラブの計算は土木構造物よりも安全率が大きいように感じましたが、違いましたか。
早い話が、同じ海岸堤防にしても、建設省が計算するのと農林水産省が計算するのとでは違うでしょう。
あれは守るべきものが違うからでそれによって経済性を追求しているからではないでしょうか。
ですから計算のやり方に違いが有るというのは、建築と土木では、その活躍の場所が違うと言うことなのでしょうね。
この辺りはあやふやです。
申し訳有りません。

回答No.2

JIMI

建築物の構造設計をしている者です。

建物の基礎形式が直接基礎（地下底板で建物を支える場合）の場合は、水圧に加え接地圧（建物重量を底板面積で割ったもの）が底板に加わるとして設計しています。
杭基礎の場合は水圧のみですな。建物重量は杭に流れてゆくので、底板には水圧以外は加わらない、と考える為です。
当然ですが、地下壁には深度に比例した土圧と水圧を考慮してます。

不明な点は補足してください。

お礼

コメントありがとうございます．
非常に感謝いたします．

要するに建築では土木と違って
土圧は深度に依存しないとしているのですね．

納得しました．

ところで建物の底面ではなく杭の底面には
深度に比例した土圧を考慮するのでしょうか？
それとも，杭の底面は土ではなく岩盤と接触するために
土圧も水圧も考慮しないのでしょうか？

申し訳ありませんが，どなたかコメントいただけませんでしょうか？　よろしくお願いします．

回答No.1

hiro1001

私は建築の方はまるで知らないのですが、建築と土木の設計は確かに違うようですね。
地下室で設計するのと、地下タンクで設計するのと、埋設防火水槽で設計するのとでは、その構造物の設計強度に若干の差があります。
建築方式で設計する方が安くできるという事は確かです。
これは、用途の違いによるものだと解釈していますが、腑に落ちない点も多々あります。
そこで土木設計として見た場合には土圧はファクターとして不可欠ですが、建築の場合は何故か蓋すなわち床の部分に強度を求めているようですね。
この辺り一寸理解に苦しむ点もありますが、建築基準法で決められているのでしょうから、間違いはないのだろうと思います。
建築では、壁や、柱より床を重視する傾向があるのでしょうか。
実際地震などで被害を受けているところを見ても、床は大丈夫でも、柱や壁に被害のあるところがよく目立ちます。
地下構造物でもその傾向が見られるようです。
ただ、地下構造物と言ってもせいぜい５ｍまでですから、無視は出来ないまでも、気は使っていないのかもしれません。
ただ、地下室は箱ですから、地下水がある場合どうしても揚圧力を考慮に入れなければなりません。
建築で設計する場合のファクターが、水圧だけなのかと言われると、”？”ですが、大きなファクターとして水圧が入ることは間違いがないでしょう。
全然答えになっていませんが、以前地下タンクの設計額を出したときに、土木構造物で設計したのと、建築で設計したのとで多少の差があったので、コメントしてみました。

お礼

早速のコメントを
ありがとうございます．

とても参考になりました．

ところで，
ちょっと理解が追いつかないのですが，

「床の部分に強度を求める」というのは
壁や柱よりも床の許容応力を低く設定する
という意味でしょうか？

申し訳ありません．引き続きどなたかコメント
いただけませんでしょうか？