【設計実務】四号特例でも油断禁物！ベタ基礎の構造指摘に備える簡易計算マニュアル

1. はじめに：四号特例なのに「構造の指摘」？！

建築基準法第6条の4に基づく「四号特例」。通常、平屋建て200㎡以下の木造建築物などは、確認申請時の構造審査が省略され、構造図の添付も不要です。審査しないのになぜ付ける必要があるのか？という疑問はもっともです。

しかし、スパンの広い倉庫などの場合、特定行政庁から「構造計算はしましたか？」と突っ込みが入ることがあります。特にベタ基礎は、底盤区画が広くなると厚みや配筋量の根拠が問われやすくなります。

そんな時のために、根拠をサクッと示せる算定式をまとめました。 （参考文献：『木造住宅ラクラク構造計算マニュアル』エクスナレッジ）

2. ベタ基礎の接地圧検討

地盤が建物を支えられるかを確認します。

検討式

建物総重量 ΣW (kN) ÷ 基礎底盤面積 (㎡) = 接地圧 P (kN/㎡) ＜ 地盤の許容支持力度 (kN/㎡)

• 解説： 建物総重量は「①屋根、②外壁、③内壁、④床、⑤基礎」の各重量の合計（多雪区域は長期積雪荷重を加算）。

• 補足： 接地圧P ＝ 地反力R となります。

• 参考（H12建告1347号）： 長期応力度が20kN/㎡以上でベタ基礎、30kN/㎡以上で布基礎と定められています。

3. 耐圧版（スラブ）の算定

底盤にかかる地反力に対し、コンクリートの厚みを検討します。

① 最大曲げモーメント M の算定

1/12 × 地反力 R (kN/㎡) × 検討幅 1m × 応力分配係数 di × 耐圧版短辺幅 lx² (m) = 最大曲げモーメント M (kN・m)

• 応力分配係数 di： λ = ly / lx より求める。

  • λ=1.0（正方形）のとき di=0.50

  • 以降、1.1(0.59), 1.2(0.68), 1.3(0.74), 1.4(0.79), 1.5(0.83), 1.6(0.87), 1.7(0.89), 1.8超(≒1.0)

• 低減： 地反力Rから基礎自重などのキャンセル荷重を引いて低減可能です。

② 最低耐圧版厚さ D の算定

√[ 最大曲げモーメント M (kN・m) × 10⁶ ÷ (検討幅 1000mm × 応力係数 C 1.0N/㎟) ] + dt 70 = 最低耐圧版厚さ D (mm)

• dt (70mm) の根拠： JASS5の土に接する部分のかぶり40mm ＋ 設計かぶり10mm ＋ 鉄筋径の半分と施工誤差を考慮。

• 応力係数Cは略算では1.0N/㎟で問題ない。

4. 地中梁の検討

スパンが最大となる地中梁をピックアップして検定します。

① 最大曲げモーメント M の算定

• 等分布荷重 w： 地反力 R (kN/㎡) × 負担幅 b (m) = 等分布荷重 w (kN/m)

• 最大曲げモーメント M： 1/8 × w (kN/m) × 地中梁スパン L² (m) = 最大曲げモーメント M (kN・m)

• 曲げモーメントの算定式は両端の支持状態によって変わります;両端固定M=1/12wl²、単純ばりM=1/8wl²

② 地中梁せい（高さ）の算定

√[ 最大曲げモーメント M (kN・m) × 10⁶ ÷ (地中梁幅 B mm × 応力係数 C 1.0N/㎟) ] + dt 70mm = 地中梁せい (mm)

• 注意： 1kN・m = 1 × 10⁶ N・mm に置換して計算します。

5. 必要鉄筋総断面積 Σat の算定

耐圧版・地中梁共通の計算式です。

M (kN・m) × 10⁶ ÷ [ 鉄筋の長期許容引張応力度 Lft (N/㎟) × 0.875 × 引張側主筋中心から圧縮側端部までの距離 d (mm) ] = 必要鉄筋総断面積 Σat (㎟)

• Lft： D10、D13、D16は 195N/㎟。

• 0.875： 7/8の略算値。

• 算出後： 必要断面積から、使用する鉄筋径と本数を決定し適切に配置します。

6. まとめ

四号特例だからといって「計算はありえない」と考えず、特に広いスパンを持つ建物では、こうした略算を用いて説明できるようにしておくことが、スムーズな確認・検査の鍵となります。