23173

日本建築学会大会学術講演梗概集（九州） 2007年 8 月

2 本群杭で支持されたパイルキャップの鉛直載荷実験

その 2
正会員
同
同

パイルキャップ

鉛直荷重○酒井小林林

慎二 1*
恒一 3*
靜雄 4*

同
同

岸田
田中

慎司 2*
佑二郎 3*

せん断耐力

1. はじめにに要する有効断面を検討する必要がある。ここでは全試験既報 1）で報告された実験結果をもとに，本報では標準体の基準となる，No.1 の荷重伝達の検討を行った。
的に設計されているパイルキャップのせん断耐力の確認
まず，荷重をパイルキャップ断面全体で負担しているのと，配筋されている袴筋およびベース筋のせん断補強効かあるいは，柱断面で負担しているのかを判別し，コンク果の確認，柱主筋およびアンカー筋がせん断補強に及ぼリートひずみと鉄筋ひずみとの比較において，パイルキャす影響の確認を目的として，標準型試験体 No.1 と比較をップ内部の荷重伝達についての検討を行った。コンクリー通して考察を行った。なお，すでに報告済みのデータにトひずみは，試験体に取付けたパイゲージの縦変位の値関しては既報 1）を参照とし，本論文中には記載しないも(mm)を，それぞれ計測幅(mm)で除して求めた。コンクリのとする。
ートひずみによる検討を図−2 に示す。実験値
2. 考察(E=24kN/mm2，P：載荷荷重)を用いてパイルキャップ断面積(500mm×312mm)，柱断面積(150mm×150mm)からひずみ2.1 各種鉄筋の荷重−ひずみを計算し，パイゲージから算出したコンクリートひずみの図−1 に試験体 No.1(以下 No.1，No.2，No.3，No.4)の各値と比較する。荷重−ひずみ関係の図中でパイルキャップ種鉄筋の荷重−ひずみ関係のグラフを示す。No.1 では荷断面のひずみ，または柱断面のひずみの曲線に近接するひ重 1000kN 付近で袴筋およびベース筋のひずみが圧縮からずみの値で近似できるものとし，荷重を負担している断面引張りへ転化するという挙動がみられた。これは，荷重を決定する。No.1 では求めた値がパイルキャップ断面の1000kN で発生したせん断ひび割れによる影響であり，袴ひずみと 1000kN まで，ほぼ重なるためパイルキャップ断筋およびベース筋がせん断力を負担し始める荷重であると面で求められるひずみによってコンクリートひずみが近似考えられる。載荷荷重の大きさに違いがあるものの，袴筋できると考えられる。図−3 に鉄筋ひずみによる検討を示とベース筋のひずみの圧縮から引張りへ転化する挙動は全す。鉄筋ひずみによる有効断面は，鉛直力を受ける縦配筋試験体を通して共通していた。また，全試験体とも縦配筋された袴筋とベース筋は降伏するものはなかったが，No.1， された袴筋とベース筋のひずみの値を用いる。図−3 より，袴筋およびベース筋のひずみの値に関してもパイルキャッ
2，4 では帯筋の降伏後(降伏ひずみ 2151μ)荷重が頭打ちとプ断面で負担していると判断することができる。また，試なった。図−1 に示される各種鉄筋の挙動では帯筋のひず験体が荷重を負担する範囲には，反力は杭から伝わってくみ増加量は大きく，帯筋が降伏すると試験体の耐力が頭打るため杭から外側に位置する鉄筋は柱脚から杭頭へ流れるちになることが分かった。
荷重を負担しているとは考えにくい。そのため，耐力には2.2 せん断耐力算定直接寄与しないものとする。図−4 に荷重伝達範囲の図を(a)荷重伝達の検討示す。荷重伝達の範囲は，柱脚から杭頭をつなぐ三角形を試験体の柱脚からパイルキャップを通じて杭へ流れる荷描く範囲が基本となり，柱断面よりも広い範囲で荷重を負重伝達を考えるために，まず試験体が荷重を伝達するため
荷 重 P(kN)

荷 重 P(kN)

1400

1400
ベ ー ス筋1200
1000

1200800

転化位置

600
400

D10降 伏ひ ず み（ 袴 筋 ･帯 筋 ）0500

10001500600

袴筋ひずみ

パ イ ル キ ャ ッ プ断 面

ベ ー ス 筋ひ ず み400
柱断面2000‑500コ ン ク リ ー トひ ず み

800

D13降伏ひずみ（ベース筋）

200

パイルキャップ断面

1000

帯筋
袴筋

2000

2500

0‑1750柱断面‑750

ひ ず み(μ )図−1 試験体 No.1 各種鉄筋の荷重−ひずみ曲線

250 ‑1750
ひ ず み(μ )図−2コンクリートひずみ(試験体 No.1)

‑750

250

ひ ず み(μ )図−3 鉄筋ひずみ(試験体 No.1)

Vertical Loading Test of Pile Cap with the Twin Pile Group (No.2)
SAKAI Shinji, KISHIDA Shinji, TANAKA Yujiro, KOBAYASI Koichi, HAYASHI Shizuo―363―

荷重伝達範囲外

荷重伝達範囲外

帯筋
袴筋

袴筋
ベース筋

ベース筋

帯筋
帯筋

帯筋
帯筋帯筋

図−4

荷重伝達の範囲

図−5

切断位置図

図−6

考慮する鉄筋⎧⎫担していることになる。
⎪⎪ 0 .092 ⋅ k u ⋅ k p (17 .7 +σB )⎪⎪+ 2.7 ｐｗ ⋅ｗ σｙ + 0.1 ⋅σ0 ⎬ ⋅ｂｊ
Q u min = ⎨(b)耐力算定式による検討
M⎪⎪+ 0.12⎪⎩⎪⎭
有効断面内において，鉛直荷重作用時のせん断力を負担Q ⋅ｄ2）･･･(1)する鉄筋を算出し，式(1)に示した大野・荒川 min 式 に
Ｑumin：せん断終局強度(kN)，D：部材の全せい(mm)，ｂ：せん断補強筋と仮定して耐力算定を行う。
部材幅(mm)，ｊ：応力中心間距離(mm)，ku：断面寸法によ
ここで，試験体が荷重を負担していると考えられる有る補正係数，ｋ ｐ ＝0.82ｐ ｔ 0.23 ：引張鉄筋比ｐ ｔ （％）によ
効断面内のせん断ひび割れ発生位置において図−5 に示す
る補正係数ｐt ：引張鉄筋比（％），σB：コンクリート圧縮点線部で切断し，その断面に含まれる鉄筋を丸印で示し
強度（MPa），ｐ ｗ ：せん断補強筋比， ｗ σ ｙ ：せん断補強筋
た。断面に含まれる鉄筋の詳細図を図−6 に示す。Pw(せ降伏応力度（MPa），σ０：軸応力度（圧縮のみ，引張は 0）ん断補強筋比)として鉄筋を考慮しない場合，袴筋のみ考（MPa）， M ：せん断スパン比（≦1 なので 1.0 を採用）
慮する場合，ベース筋のみ考慮する場合，袴筋およびベQ・ｄース筋，帯筋の 3 種を考慮
表−1 最大せん断力と計算値耐力の比較する場合に関して算出した。
せん断耐力：計算値QUmin(kN)
この耐力計算の結果を表−
せん断耐力： 短期せん断耐力
試験体
袴筋・ベース筋
1 に示す。
実験値QP(kN)
QD(kN) ※考慮しない 袴筋のみ ベース筋のみ帯筋
せん断補強筋として，こ(1.1)
No.1626(2.4)
れら 3 種の鉄筋を考慮した
263.9 (2.4) 263.9
387.45494.65 (1.2)
553.45
No.2643場合としない場合とでは，No.3618(2.3)(1.1)
実験値と計算値とに約 2 倍
No.4
540
168.5 (3.2) 168.5
257.75322.05 (1.5)
363.35の差が生じる。考慮した場※( )内は実験値/計算値の比合では実験値/計算値の比※短期せん断耐力: QD=fs･b･jが約 1 倍となり，せん断耐fs＝コンクリート短期応力度(N/mm2)
力が上昇する結果となった。
また，No.4 では実験値と計算値に多少の差がみられ，フ考慮した場合では実験値と計算値とで差が小さくなり，ーチングせいによる影響を考慮しきれない部分があるも適合性の高いことが確認できる結果となった。のの，全体としてはせん断耐力が上昇しており算出方法【謝辞】の適合性は評価できる。
本実験に御協力いただいた香取慶一先生(東洋大学工学
3. まとめ部建築学科准教授)，中沼弘貴氏(首都大学東京大学院)，
本実験によって得られた知見を以下に示す。
また関係者各位には厚く御礼申し上げます。

・標準型試験体 No.1 の最大耐力は 626kN で，帯筋が降【参考文献】

1)田中佑二郎ほか：2 本杭で支持されたパイルキャップの鉛直載
荷実験，日本建築学会大会学術講演梗概集，pp.427-428，2006.9
・大野・荒川 min 式の耐力算定ではベース筋および袴筋
2)日本建築学会：鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説-許容と帯筋をせん断補強筋と仮定して耐力計算を行う場合，応力度設計法-，1999

伏したことにより破壊型はせん断破壊となった。

*1 芝浦工業大学大学院

建設工学専攻*1 Construction Engineering Major, Shibaura Institute of Technology*2 芝浦工業大学 工学部建築学科准教授・博士(工学)*2 Associate Professor, Shibaura Institute of Technology, Dr.Eng.

*3 ジャパンパイル(株)*3 JAPAN PILE CORPORATION*4 東京工業大学 建築物理研究センター 教授・博士(工学)*4 Prof,S.E.R.C., Tokyo Institute of Technology, Dr.Eng.

―364―