22805

日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2013 年 8 月

突起リングを設けた場所打ち鋼管コンクリート杭に関する研究（その 2 切替え部における応力伝達性能）

場所打ち鋼管コンクリート杭
応力伝達突起リング
SRC 構造正会員
同○本間
石川裕介*1
一真*1

同菅一雅*1

同同慎司*2康幸*3

岸田今井

曲げ試験

１. はじめに同名報文（その 1） 1) では切替え部における一連の曲モーメントの一定区間を設けた試験体 No.1～No.3 につげ試験概要および最大曲げ耐力について検証を行った。

れ示す。なお，S 負担分と RC 負担分の合計を S+RC 負引き続き，一連の曲げ試験結果から突起リングを介した担分としてプロットしている。さらに，載荷曲げモーメ切替え部における応力伝達性能などを検証したので報告

ント分布を太実線で，断面の平面保持を仮定して求めたする。

ひずみ分布から算出した鋼管負担分の理論値を破線で併いて各負担曲げモーメントの関係を図 2～図 4 にそれぞ記している。表 1 には SRC 側の各断面での鋼管負担曲２. 曲げモーメントと変形角の関係
各試験体の破壊状況は，鋼管下端付近の RC 部の圧縮げモーメントの値を一覧にして示す。同表（ ）内の値破壊であった。試験体 No.1～No.3 における曲げモーメ

び表から以下のことがわかる。

は，理論値に対する割合を示している。これらの図およント M と変形角θの関係を図 1 にそれぞれ示す。
0が引張降伏 しているこ とが400確認できる 。終局状態 に至で大きな違 いは見られ ず，突起リング の仕様およ び有無が杭の履 歴特性に与 える

300

曲げモーメント (kN・m)

るまで M-θ関係は試験体間影響はほと んどないと いえ3δ

1δ

200
主筋
引張降伏 コンクリート
圧壊1000-0.015 -0.01 -0.005 0-100-200‐1δ0.005 0.01 0.015 0.02No.1

主筋 引張降伏

コンクリート
圧壊‐2δ

0.005 0.01 0.015 0.02-200‐1δ-300

主筋 引張降伏-400
変形角 (rad)2002δ1δ

コンクリート
圧壊1000-0.015 -0.01 -0.005 0-100No.2
‐2δ

-200
‐1δ
-300

3δ

モーメント(kN・m)1δ

100
0-0.015 -0.01 -0.005 0-100300

0.005 0.01 0.015 0.02

①No.1

No.3

020406080
100120140160180

SRC部分位置(mm)
1700

850

③

RC の負担曲げモーメントを算出した。各部分が負担す○数字は断面位置

2550

3400

⑤④⑥

鋼管負担（理論値）

⑦②

①No.2

0３. 切替え部における応力伝達性能
３.１突起リング仕様の違いによる影響
短期サイクル時における鋼管 S と鉄筋コンクリート

srcM●S+RC○S負担分 sM
×RC負担分 rcM

SRC部分srcM●S+RC○S負担分 sM
×RC負担分 rcM

図 3 曲げモーメント負担図【No.2 短期サイクル】-400
変形角 (rad)図 1 曲げモーメントと変形角の関係

3400

⑦②

主筋 引張降伏モーメント(kN・m)

200

3δ

曲げモーメント (kN・m)

2δ

主筋 引張降伏⑤ ⑥

鋼管負担（理論値）

0400

主筋 引張降伏300③ ④2550

図 2 曲げモーメント負担図【No.1 短期サイクル】-400
変形角 (rad)400

020406080
100120140160
180○数字は断面位置位置(mm)
1700

850

‐2δ -300る。

曲げモーメント (kN・m)2δ

モーメント(kN・m)

各試験体とも概ね 1δから 2δへと向かう途中で主筋

020406080
100120140160
180

位置(mm)
1700

850③
鋼管負担（理論値）○数字は断面位置

25503400④⑤⑥⑦②①No.3

SRC部分srcM●S+RC○S負担分 sM
×RC負担分 rcM

図 4 曲げモーメント負担図【No.3 短期サイクル】

る曲げモーメントは，断面のひずみから求めた曲率φに曲げ剛性 EI を乗じて求めた。EI は別途行った材料試験① 各試験体とも，S+RC 負担曲げモーメントは，載荷結果 1)から得られた値を用いて算出を行っている。曲げモーメントの太実線の近くにプロットされている。

Studies of Steel and Concrete Composite Pile with Backing Rings.
(Part2. Stress Transfer Mechanism on the Switching Part from RC to SRC )HOMMA Yusuke, ISHIKAWA Kazuma, SUGA Kazumasa, KISHIDA Shinji and IMAI Yasuyuki― 1609 ―② 突起リングの有無に着目すると，断面 3 では突起リ沿って減少していく傾向が確認できる。このことかングがある仕様 No.2,No.3 より無い仕様 No.1 の方ら，断面 3 から断面 6 の間において，鋼管と鉄筋コが，鋼管負担割合は大きい。この一因として，点付ンクリートの間で応力移行が行われており，断面 6け溶接で仮付けした先端突起リングによる影響が考

では応力移行が完了していると判断できる。以上のえられる。しかし，突起リングが取り付けられた断結果から，断面 6 より鋼管と鉄筋コンクリートが一面 4 以降では，突起リングがある仕様の方が大きい。

体となった SRC 構造となっていることがわかる。

③ 鋼管下端から SRC 側へ杭径分（500mm）入った断0

面 7 での負担割合をみると，突起リングが無い仕様

位置(mm)
1440

720○数字は断面位置2160

では，理論値に対して 80%であるが，突起リングがて求めた鋼管負担の理論値に近い値が得られている。

モーメント(kN・m)⑨ある仕様では 93%の負担であり，平面保持を仮定し④ ②および③より，突起リングを設けることで，断面⑤ ⑥50⑤ 突起リングの仕様の違いに着目すると，突起リング

②

鋼管負担分

100

●S+RCsrcM○S負担分 sM
×RC負担分 rcM

0段（No.2）の方が 3.5mm×2 段（No.3）より鋼管負0担割合が 10%程度大きいが，2 段目が取り付けられ50力伝達能力があることがわかる。

断面3 断面4 断面5 断面6 断面7距離（mm)

20140

260

380

500

No.2-

104-

--

No.3-

104

224-

-

2880

⑨⑧
⑤ ⑥100⑦150
鋼管負担分

200
○S負担分 sM

srcM=269.6kN・m
SRC部分

0720

0

鋼管負担25.3

29.4

35.0

42.7

49.5

50

理論値に対する割合(0.41)(0.47)(0.57)(0.69)(0.80)

100

鋼管負担12.341.1

45.553.155.9

理論値に対する割合(0.20)(0.68)(0.75)(0.88)(0.93)

鋼管負担20.4

35.2

44.4

49.6

56.1

(0.34)(0.58)(0.74)(0.83)(0.93)

理論値に対する割合
距離：鋼管下端からの距離○数字は断面位置2160

図 6 曲げモーメント負担図【設計終局サイクル時】

モーメント(kN・m)

No.3（突起リング2段）

位置(mm)
1440

300

表 1 鋼管曲げモーメント負担割合の比較

No.2（突起リング1段）

720

④250

No.1（突起リングなし）

srcM=145.3kN・m
SRC部分③モーメント(kN・m)とから，7.0mm×1 段と 3.5mm×2 段は，同等の応突起リング位置
距離(mm)③

図 5 曲げモーメント負担図【短期サイクル時】

1 段目が取り付けられている断面 4 では 7.1mm×1

断面No.

⑦150

上していく傾向が確認できる。

断面位置⑧④①7 へ向けて鋼管と鉄筋コンクリートとの一体性が向ている断面 5 以降では同程度となっている。このこ28800位置(mm)1440○数字は断面位置

2160

2880

③⑨⑧④⑤ ⑥150⑦200
鋼管負担分250300○S負担分 sM

srcM=365.8kN・m

350
400

３.２ 切替え部の SRC 断面性能の検証
RC 部と SRC 部の境界から SRC 側に 260mm の位置をSRC部分

図 7 曲げモーメント負担図【2δサイクル時】

1 点加力した試験体 No.4 について，鋼管と鉄筋コンクリートの負担曲げモーメント図を図 5～図 7 に示す。各
図の太実線は載荷モーメントの分布であり，負担曲げモ４. まとめ
本報では鋼管下部の曲げ試験結果から，突起リングをーメントは断面ひずみから求めたものである。破線は鋼設けることで，無い仕様に比べて鋼管と鉄筋コンクリー

管負担分の理論値である。なお，RC 負担分のプロット

トとの一体性が高まることを確認した。また，本試験に値は短期サイクル時のみ求めて併記している。これらのおいては，両者の間の応力移行は鋼管下端から SRC 側

図から以下のことがわかる。

へ約杭径分入った位置で完了し，SRC 構造となること① 短期サイクル時の図 5 より，負担曲げモーメントのを確認した。

合計（S+RC）は，載荷モーメントを示す太実線の近くにプロットされていることが確認できる。

【参考文献】② 計測された鋼管負担曲げモーメントは，断面 3 から

1) 菅ら：突起リングを設けた鋼管場所打ちコンクリート杭に関す

断面 6 に向け増加し，断面 6 より右側では理論値にる研究（その 1）, 日本建築学会大会学術講演梗概, 2013 投稿中*1 ジャパンパイル(株) 博士（工学）*2 芝浦工業大学 准教授・博士（工学）*3 丸五基礎工業(株)Japan Pile Corporation, Dr.Eng.
Assoc. Prof., Shibaura Institute of Technology, Dr.Eng.
Marugo Foundation Corporation― 1610 ―