正会員
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杭頭部ｱﾝｶｰ筋
変形性能

ｽﾀｯﾄﾞｱﾝｶｰ
耐力○永井 興史郎*1
小椋 仁志*3

同 前田 耕喜*2
同 小林 恒一*3

ｱﾝﾎﾞﾝﾄﾞｱﾝｶｰ

１．はじめに
ここでは、前報(その１)1) の実験概要に基づいて実施した試験結果によって、杭頭アンカー筋の耐力や変形性能等について考察する。
２．破壊性状、最大耐力および変形性能
前報 1)の図―４に示す荷重―相対変位関係から、各試験体について引張り側の最大荷重、最大伸び量および破壊性状についてまとめたものを表―１に示した。

表−1 試験結果一覧
実験結果
強度比*1伸び率(%)*2
NO 最大荷重伸び量（Pmax/Pu） （δmax/Ｌ）
Ｐmax（ｋN） δmax(mm）123456789775371737476747575

最終破壊性状・破断位置に着目した場合、通常の定着破壊性状（破壊位置）

1.21抜け出し0.380.75母材破断（杭端板近傍）
161.06
5.0 母材破断（杭端板近傍）
251.097.7 母材破断（杭端板近傍）
65
1.2120.0 母材破断（杭端板から55mm）
74
1.25
22.8 母材破断（杭端板から72mm）
641.21
19.7 母材破断（杭端板から312mm）
56
1.23
17.2 母材破断（杭端板から316mm）
261.1113.0 母材破断（杭端板から31mm）*1:Pu：アンカー筋の材料引張強度*2:Ｌ：アンカー筋の定着長長 40d で定着させた試験体(No.1,2)の最終破壊は、抜け出

図―２は、試験体 No.2 で通常の定着長 40d の先端部 2しまたは杭端板近傍の鉄筋破断であった。No.1 試験体は段で計測したひずみから求めた鉄筋応力とジャッキ荷重アンカー筋の節（節の突起が小さく滑らか）の影響を受の関係を示したものである。押し・引きの繰り返し載荷け、No.2 試験体はスタッド溶接用として製造されたものが作用した場合でも、引張り荷重に対して、杭端板からではない鉄筋を用いていることが原因と考えられる。

30d 離れた位置(１断面)の鉄筋応力はわずかであり、ジャNo.2 と同じ異形鉄筋を用いた試験体(No.3,4)も、母材破断ッキ荷重の 10％以内であった。つまり、杭端板近傍の鉄であるが、破断箇所は No.2 と同様に杭端板近傍であった。 筋に応力が集中することが確認できた。
100
それ以外の定着板付きアンカー筋タイプの試験体、即ち丸鋼および頭付きスタッドを用いた試験体(No.5〜No.9)はジャッキ荷重50母材の中央または定着板の近傍で破断した。

0

引張り側の最大荷重(Pmax)について見ると、No.1 試験-50体は最終的に抜け出したが、アンカー筋母材の規格降伏-100強度は超え、規格引張強度に近い耐力を発揮した。また、-150

１断面-200２断面溶接部近傍で母材破断した NO.2 試験体は母材の規格引張-250強度の約 75％の耐力であった。その他の定着板付きアン圧縮

5鉄筋応力（KN）

101520NO.2

引張

図―２ ジャッキ荷重と鉄筋応力の関係（No.2 試験体）

した場合には、母材の引張強度の 1.2 倍以上の耐力があっ引張り時の変形性能(δmax)は、引張り耐力に比例して、0No.2実験を超える耐力を有していた。特に、丸鋼をアンカー筋とた。

2断面-20 -15 -10 -5カー筋タイプ(No.3〜No.9)は、アンカー筋の規格引張強度

1断面３．引張り荷重―相対変位の比較
杭頭アンカー筋を用いた杭頭接合部の回転剛性を評価大きくなる傾向にある。杭端板近傍で破断した NO.2 試験するに当たっては、引張り荷重が作用する場合のアンカ体は、破断直前に 0.38mm の変位を計測されているが、定ー筋の弾性剛性、降伏荷重さらに降伏後の剛性変化の評

着板付きアンカー筋の場合、丸鋼をアンカー筋とした試価が重要である。そのため、引張り荷重と相対変位(10mm験体(No.5〜No.8)は 50〜60mm、頭付きスタッド(No.9)でまで)の骨格曲線を抽出し、比較検討を行った。

は 26mm の伸びであった。また、異形鉄筋をアンカー筋

図―３は、各種杭頭アンカー筋の荷重―相対変位の関とした場合の変形は 16〜25mm であり、丸鋼タイプに比係を示す。なお、同図中には、材料試験から得られた杭べれば変形性能は劣る結果であった。丸鋼の場合には、頭アンカー筋の降伏および引張り強度を示した。また、定着長の約 20%と高い変形性能を有していることが確認

定着板が固定された場合のアンカー筋の伸びによる軸剛できた。

性Ｅ・Ａ/Ｌ（Ｅ：ヤング係数、Ａ：断面積、Ｌ：定着長）も示した。通常のアンカーの場合(No.1,2 試験体)は、

Pushing and Pulling Test on Pile Head Bar with Anchor Plate in Pile Cap(Part2 : Strength and Ductility)

NAGAI

Ｋoushirou et al.

80No.1試験

No1,2 の試験体は、40d の定着筋がコンクリートに付着

70No.2試験しているため、鉄筋が降伏するまでの鉄筋の伸びは杭端60

定着長を L/3(175mm)とした。

板近傍に集中し、変位もわすかである。

軸剛性(KSW490）
降伏強度(SD345)
引張強度(SD345)
降伏強度(KSW490)

50
40No.3,4 の試験体は、異形鉄筋(SD345)をアンボンド化し30た定着板付きアンカー筋であり、丸鋼(SS400)との強度の20違いによる影響を調べるためのものである。この 2 体は10

定着板の大きさがφ30、φ50 と異なるが、荷重―変位関00係に差異は見られなかった。

246相対変位（mm）

840d 異形鉄筋定着NO.1,2実験

No.5,6,8 の試験体は、丸鋼(SS400)の定着板付きアンカ

引張強度(KSW490)

10ー筋であり、ボンドの有無、載荷条件(繰り返し載荷、単調載荷)が異なっている。この 3 種類の荷重―変位関係に80顕著な差異はなかった。

70

No7,8,9 の試験体の内、No.7,8 はボンド有り丸鋼(SS400)の定着板付きアンカー筋(定着板がφ50、φ30)であり、No.3試験

6050

No.4試験

40

No.9 もボンド有りの頭付きスタッド鉄筋(SS400 相当)であ30る。

20アンカー筋が降伏するまでの剛性を見た場合、定着板

10付きアンカー筋は鉄筋種類に関係なく(No.3〜8)、30ｋN0

軸剛性（D13)降伏強度（D13）
引張強度（D13）0までほぼ軸剛性と同程度の剛性を有しているが、降伏強246
相対変位（mm）

810

NO.3,4実験

度近傍では若干剛性低下が見られた。一方、頭付きスタ(アンボンド異形鉄筋)ッドの場合には、20ｋN を超える荷重から変位が急激に大きくなり、30ｋN の荷重レベル(スタッドの長期許容引張り応力)では軸剛性の 1/3 程度まで低下しており、既往の文献 2)と同程度の低減であった。
４．まとめ・φ13 のアンカー筋の場合、φ30,50 の定着板の大きさの80No.５試験

7060No.６試験

50No.８試験

40

軸剛性(φ13）降伏強度(φ13)
引張強度（φ13)30

違いが引張り荷重―相対変位の関係に顕著な差異を生20じることはなかった。

10・アンカー筋の弾性剛性は、荷重増加に伴い、定着部の002変位の影響 3)を若干受けることが確認できた。頭付きス46
相対変位（mm）

タッド(定着部φ22)の場合には、その影響が顕著に現れた。
・ 丸鋼の場合には、アンボンド処理なしでも繰り返し載荷に伴ってアンボンド化することが確認できた。

定着板の比較(φ30,50)810

載荷条件、ボンドの比較

NO.5,6,8実験(ボンド,アンボンド丸鋼)
No.７試験

80No.８試験

70NO.9試験
6050軸剛性（φ13）

なお、本研究は旧摩擦杭設計技術研究委員会(日本建築学会40近畿支部)の杭頭接合部ＷＧの研究を発展させたものである。

30軸剛性（頭付きスタッド）
降伏強度(φ13）20＜参考文献＞
1)小 椋仁 志 他 ： 定 着 板 付 き 杭 頭 ア ン カ ー 筋 の 押 し 引 き 載 荷 試 験（その１）、日本建築学会大会学術講演梗概集、2004.8（投稿中）

引張強度(φ13)

1000243)村上雅英他：引き抜き試験によるはり主筋の機械式定着耐力の評価、コンクリート工学論文集、第 8 巻第 2 号、1997.7*1 摂南大学工学部教授 工博*2 鹿島建設㈱*3㈱ジオトップ 工博

810相対変位（mm）

NO.7,8,9実験2)佐藤幸博他：山留め壁応力材を有効利用した合成地下壁の開発、
日本建築学会技術報文集、NO.16、2002.126降伏強度(頭付きスタッド）
引張強度(頭付きスタッド）

定着板の比較(φ22、30、50）(ボンド丸鋼,ボンド頭付きスタッド)

図―３

荷重―変位関係*1 Prof, Faculty of Engineering ,Setsunan University、Dr.Eng*2 Kajima Corparation*3 GEOTOP Corporation, Dr.Eng.