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日本建築学会大会学術講演梗概集（北海道） 2013 年 8 月

場所打ち鋼管コンクリート杭に用いる突起リングの支圧耐力（その 2：支圧耐力の評価）

突起リング

○吉川
吉田那穂*1
映*1

同今井康幸*2

１. はじめに本報では、押抜試験の結果をもとにした突起リングの支圧耐力評価について報告する。
２. 突起リングの支圧耐力
２.１支圧耐力度の評価方法
突起リング支圧耐力度 σcu は，支圧耐力度算出用基準

σcu=43000(sD/st)-1.3 (破線)

250
200
150
y = 42853x-1.298
R² = 0.9877
(実線)

100
5000

値 σcuB (100N/mm )に対する各パラメータによる増減率係

50

図1数の積として表すこととした。

これらの係数を押抜試験結果から求めた。各係数を求める際に採用した試験体は同名報文(その 1)の表 1 を参σcu/σcuB=((sD/st)/(sD/st)B)-1.3 (破線)

2.5
21.5

y = 1.0049x-1.298
R² = 0.9877(実線)

10.500σcu/σcuB =[(sD/st)/( sD/st)B]–1.3(2-3)となり，係数 αを用いて表すと以下のようになる。

0.5(2-4)(2-5)

２.３鋼管径突起リング厚さ比 sD/tz による係数 γ
採用した試験体は sD/tz 以外に sD/st の違うものが含まれているため， σcu を α で補正した値で検討した。 σcu/αと sD/tz の関係を図 3 に示す。補正した支圧耐力度は103N/mm2，ばらつきは σ=8.05N/mm であった。そのため， σcu は sD/tz
(2-6)

1.52

正規化した支圧耐力度と鋼管径厚比の関係

1401201008060
40200平均：103 σ=8.05050100150200250αで補正した支圧耐力度と

図3

鋼管径リング厚比の関係
120σcu/α=3(d/tz)+44 (破線)1008060

y = 3.0349x + 43.311
R² = 0.9736(実線)

402000に依存しないものとして，係数 γは以下のようにする。

γ =1.01(sD/st) / (sD/st)B

鋼管径リング厚比sD/tz

αで補正した支圧耐力度
σcu /α (N/mm2)

係図を図 2 に示す。これより，αで補正した支圧耐力度
σcu /α (N/mm2)

図2

σcu =43000(sD/st)−1.3(2-2)と し ， σcu=σcuB の 時 の 基 準 径 厚 比(sD/st)B を 求 め る と ，(sD/st)B=106 となる。 σcuB と(sD/st)B を用いて正規化した関200

支圧耐力度と鋼管径厚比の関係照されたい。
２.２鋼管径厚比 sD/st による係数 ασcu と sD/st の関係を図 1 に示す。図 1 より，

100
150
鋼管径厚比 sD / st

3σcu / σcuB

σcu =α ⋅ β ⋅ γ ⋅ κ⋅ σcuB
(2-1)
α：鋼管径厚比 sD/st による係数
β：コンクリート強度 σb による係数
γ ：鋼管径と突起リング厚さ比 sD/tz による係数
κ：突起リング軸方向のあき d/tz による係数

sD/t z によらず同等の値であり，平均値は
2

一雅*1
圭将*1

菅
服部

300

2σcu=α ⋅ σcuB
α =[(sD/st)/106]–1.3同押抜試験

支圧耐力度 σcu(N/mm2)

場所打ち鋼管コンクリート杭
支圧耐力

正会員
同

図451015
突起リングの軸方向あき d/tz

20αで補正した支圧耐力度と突起リング軸方向のあきの関係

Bearing Strength of Concrete and Backing Rings for Steel andConcrete Composite Pile.(Part2. Evaluation of bearing strength.)― 497 ―YOSHIKAWA Nao, SUGA Kazumasa, YOSHIDA Ei,HATTORI Yoshimasa and IMAI Yasuyuki

２.４突起リング軸方向のあき d/tz による係数 κ
採用した試験体は d/tz 以外に sD/st の違うものが含まれ1.2ているため， σcu を α で補正した値で検討した。 σcu/α と0.8

σcu /ασcuB=0.58(d/tz)/(d/tz)B+0.43 (破線)

σcu /ασcuB

1d/tz の関係を図 4 に示す。図 4 より，

σcu/α =3(d/tz)+44(2-7)とし， σcu/α =σcuB の時の基準軸方向あき(d/tz)B を求めると，(d/tz)B=19 となる。 σcuB と(d/tz)B を用いて正規化した

0.6

y = 0.5766x + 0.4331
R² = 0.9736(実線)

0.40.200

関係図を図 5 に示す。これより，

図5σcu/ασcuB =0.58(d/tz)/(d/tz)B+0.43(2-8)となり，係数 κを用いて表すと以下のようになる。
σcu/α=κ ⋅ σcuB
κ =0.58(d/tz)/(d/tz)B+0.430.2

２.５コンクリート強度 σb による係数 β試験体は σb 以外に sD/st および d/tz の違うものが含まれているため， σcu を α と κ で補正した値で検討した。

σcu/ακとσb の関係を図 6 に示す。図 6 より，σcu/ακ =62σb0.15(2-11)とし， σcu/ακ =σcuB の時の基準コンクリート強度 σbB を求めると， σbB=24 となる。 σcuB と σbB を用いて正規化した

80402002040
コンクリート強度 σb (N/mm2)

60

α,κで補正した支圧耐力度とコンクリート強度の関係

1.2
1
σcu /ακσcuB(2-13)(2-14)

y = 0.9977x0.1495
R² = 0.8156
(実線)

0.8
σcu/ακσcuB=(σb/σbB)0.15(破線)

0.60.40.200の式で評価することとした。

0.5

11.52

2.5σb /σbB

Pcu_cal =α ⋅ β ⋅ γ ⋅ κ ⋅ σcuB ⋅ Az

σcuB ：100N/mm2y = 62.049x0.1495
R² = 0.8156(実線)

σcu/ακ=62σb0.15(破線)60

図6２.６支圧耐力の評価式
2.1~2.5 の結果より，突起リングの支圧耐力 Pcu は以下

α ：[(sD/st)/106]
γ ：1.01.2

正規化した支圧耐力度と突起リング軸方向のあきの関係

0

σcu/ακσcuB =(σb/σbB)0.15(2-12)となり，係数 βを用いて表すと以下のようになる。

–1.3

1100

関係図を図 7 に示す。これより，

σcu/ακ=β ⋅ σcuB
β =(σb/24)0.15

0.6
0.8(d/tz)/(d/tz)B

120α,κで補正した支圧耐力度σcu /ακ (N/mm2)(2-9)(2-10)

0.4(2-15)

図7

β ：(σb/24)
κ ：0.58(d/tz)/(d/tz)B+0.43
0.15

3000

３. 支圧耐力の計算値と試験値の比較
式(2-15)で算出した計算値 Pcu_cal と試験値 Pcu の比較図

2500を図 8 に示す。計算時に突起リング 1 段のものは κ=1.0とした。計算値と試験値の相関はよく，計算値を 0.9 倍することで実験値を安全側に評価できることがわかった。
４. まとめ突起リングを設置した鋼管に対するコンクリートの押試験値 Pcu (kN)Az ：突起リング鉛直投影面積正規化した支圧耐力度と突起リング軸方向のあきの関係

Pcu=1.02Pcu_cal
R2=0.992(実線)

2000
1500

Pcu=0.9Pcu_cal(破線)

1000
500

抜試験を実施し，突起リングの支圧耐力の評価式を求め0た。評価式は試験値を精度よく評価できることがわかっ0た。

2000

計算値 Pcu_cal (kN)

図8
*1 ジャパンパイル(株)*2 丸五基礎工業(株)1000

支圧耐力の計算値と試験値の比較

Japan Pile Corporation
Marugo Foundation Corporation― 498 ―

3000