Bearing Capacity Calculator

支持力計算ツールの仕組み

支持力計算ツールは、IS 6403に規定されたテルザーギの方程式を使って浅い基礎の極限支持力と許容支持力を計算します。土の粘着力・摩擦角・単位体積重量・基礎寸法を入力すると、あらゆる地盤条件でフーチングとラフト基礎のサイズを決めるための重要な地盤工学パラメーターである安全支持力が求まります。

テルザーギの方程式はqu = c·Nc + q·Nq + 0.5·γ·B·Nγで、cは粘着力、qは上載圧、γは土の単位体積重量、Bはフーチング幅、Nc・Nq・Nγは土の摩擦角φに依存する無次元の支持力係数です。φ = 30°の場合、これらの係数はNc ≈ 37.2・Nq ≈ 22.5・Nγ ≈ 19.7で、計算ツールが標準表から自動的に参照します。

純粘性土（粘土、φ = 0）の場合、テルザーギ方程式はqu = 5.14c + qに単純化されます。軟らかい粘土の安全支持力は50 kPaほど低い場合もあり、硬い粘土は200〜300 kPaに達することもあります。粒状土（砂・砂利）のφ値は28〜40°で粘着力はゼロです。NqとNγ項があるため支持力は根入れ深さと基礎幅とともに大幅に増加します。

IS 6403は正味安全支持力を得るために正味極限支持力に安全率3.0を適用することを推奨しています：q_safe = (qu − γDf)/FOS + γDf。この安全率3は土の変動性・荷重の不確実性・長期沈下を考慮しています。計算ツールはこの係数を自動的に適用し、出力で総支持力と正味安全支持力を区別します。

根入れ圧力q = γDfが増大するにつれて支持力は深さとともに増加します。形状補正係数（sc・sq・sγ）は長方形・正方形・円形フーチングの方程式を調整します。正方形フーチングのscは帯状フーチングのsc = 1.0と比較してsc = 1.3となり、約30%高い支持力をもたらします。このツールは選択したフーチングの形状に基づいてHansenまたはIS 6403の形状係数を適用します。