正会員
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杭頭部ｱﾝｶｰ筋
載荷試験

ｽﾀｯﾄﾞｱﾝｶｰ○小椋 仁志*1
前田 耕喜*3

興史郎*2
恒一*1

同 永井
同 小林

ｱﾝﾎﾞﾝﾄﾞｱﾝｶｰ

１．はじめに
前報 1),2)では、靭性を期待することが難しい PHC 杭基で荷重、強度、ひずみを測定し、JIS の規定と公称断面積を用いて、応力度とヤング係数を算定した。また、頭付礎について、変形性能を改善するための新しい杭頭接合

きスタッドについては、軸部(径 13mm)20cm の両端に試方法を提案し、曲げ変形性能に関する実験を行った。こ験機に固定するための固定棒(径 16mm)をスタッド溶接しの接合は、杭頭アンカー筋に定着板を付けたアンボンドた試験片を作成して、引張り試験を行った。降伏点や引アンカー筋を用いて、杭頭の回転剛性を小さくし、杭頭張り強さは JIS 規格を満足していた。ヤング係数について接合部の変形性能を大きくする工法である。この実験結は若干バラツキのある結果となっている。

果から、杭頭アンカー筋を基礎スラブに定着させる従来これらのアンカー筋を、図―２に示すように、加力ピの工法に比べて、杭頭固定度が小さくなり、曲げ変形性ン用プレート①（30mm 厚）の溶接された杭端板（SM490,能の効果も確認できた。しかし、この実験は一方向の単40mm×60mm，厚さ 25mm）にスタッド溶接し、コンクリ調載荷試験であるため、地震時のような繰り返し載荷がート中に打設した。

杭頭アンカー筋に作用した場合の挙動を確認できていな

表−１ 試験体一覧表

い。
ここでは、地震時の杭頭回転に伴って、引張・圧縮応アンカー筋＊１NO力が杭頭アンカー筋並びにパイルキャップに作用すると

材料

品質

径
材長（mm） （mm）

定着板＊２ボンドの有無

備考

1
異形鉄筋 KSW490
13520なし
ボンド2
異形鉄筋SD345
13520なし
ボンド
3
異形鉄筋SD345
13325 φ50、t=16mm
アンボンド
4
異形鉄筋SD345
13325 φ30、t=16mmアンボンド5丸鋼
SS40013325 φ30、t=16mm
アンボンド
6丸鋼
SS400
13325 φ30、t=16mm
アンボンド 単調載荷
7丸鋼
SS400
13325 φ50、t=16mm
ボンド
8丸鋼
SS400
13325 φ30、t=16mm
ボンド
13200 頭部 φ22ボンド
9頭付きスタッド SS400相当＊１：杭端板はSM490A材 ＊２：定着板はSN490B材

考え、このような応力状態でのアンボンドアンカー筋の挙動を調べるための基礎実験を行った。本報告（その１）は、アンカー筋の押し・引き載荷実験概要について述べ、（その２）では、アンボンドアンカー筋の耐力および変形性能について報告する。
２．実験概要2.1 試験体

表-２ アンカー筋の機械的性質

杭頭アンカー筋をパラメータとした試験体一覧を表―１に示した。パラメータは、①杭頭アンカー筋の種類（異形鉄筋（強度、溶接性）、丸鋼、頭付きスタッド）②定着板の大きさ（φ30、φ50）、③ボンドの有無とし、9体の試験体を作成した。なお、アンボンドアンカー筋との比較のため、通常の杭頭アンカー（定着長を 40ｄ：ｄは鉄筋径）とした場合の試験体を２体（NO.1,2）作成した。

引張り強さ ヤング係数 伸び率
降伏点
区分(％）
σy（Ｎ/mm2） σu（Ｎ/mm2） E（KN/mm2）
424504
19521.7 試験
異形鉄筋
13 KSW490
345〜440490以上
18以上 JIS規格
351521
175
21.5 試験
異形鉄筋SD345
13345〜440490以上
18以上 JIS規格
310460201
30.0 試験
丸鋼
13SS400
245以上
400〜510
21以上 JIS規格
頭付き
422509216
14.0 試験
１3(22) SS400相当
スタッド
235以上
400〜500
20以上 JIS規格*1:( )内は頭部径
アンカー筋の種類
材料
径*1
品質

図―１に、試験パラメータとした杭頭アンカー筋の形状

杭端板（40×60×25)

を示した。

D13

杭頭アンカー筋は径 13mm とし、異形鉄筋については、アンボンド化（アンカー筋をビニールテープで巻く）
D13
φ13D13φ13

溶接性に優れた KSW490 と同程度の機械的性質とされている SD345 を用いた。また、アンボンドの場合、コンク

φ50

験結果については、筆者らの試験結果と JIS 規格を併記した。異形鉄筋および丸鋼は油圧計の読みとひずみゲージ
Pushing and Pulling Test on Pile Head Bar with Anchor Plate in Pile Cap(Part 1 : Abstract of Test Method)

φ30

定着板（t＝16）

紙を巻き、その上からビニールテープを巻きつけた。
各鉄筋の機械的性質を表―２に示す。同表中の材料試

φ22

ひずみゲージリートとの付着を切るため、アンカー筋の全長に渡って

φ13

NO.3(D13)
NO.4（D13）
NO.9
NO.7(φ13）
NO5,6,8（φ13）
定着板付き
スタッド鉄筋
頭付きスタッドアンカー筋NO.1,2

図―１

杭頭アンカー筋の形状

OGURA Ｈitoshi

et al.

そのコンクリートの形状は、平面が 40cm×40cm、高さ60cm で、コーン破壊を避けるために、D16 の主筋を４本、係と同じような挙動を示すことが確認できた。
これらの結果については、（その２）で述べる。

フープ筋 D10@100 とした。コンクリート配合強度はＦc

ジャッキ
プレート②、実験時（材令 23〜27 日）の封緘供試体コ＝30（N/mm2）
ンクリート強度は 32.6〜33.7（N/mm2）であった。
2.2ピン

ピン

変位計 プレート①

実験方法

変位計
400

4-D16加力装置を図―３に示した。加力フレームはＨ鋼（400×400×13×17）を用いて□型に組み立て、そのフレーム

D13@100

B面を床に固定した。さらに、杭頭アンカー筋が埋め込まれたＲＣ試験体は固定治具（２つのチャンネル材の組み合わせ）と４本のＰＣ鋼棒を用いて加力フレームに固定した。また、複動型の油圧ジャッキ（容量：押し 1500kＮ、A面引き 1000kＮ）をフレームの上梁に取り付け、図−２に示400400A面

B面

図―２ 試験体の形状

すように、加力用ピンプレート（①材）をジャッキとボルト接合された２枚のプレート（②材）の間に挿入し、Ｈ鋼（400×400×13×21）

ピンで接合した。
複動油圧ジャッキ

計測は、ジャッキ荷重、杭頭アンカー筋の変位（ピン、コンクリート表面（4 箇所）、RC 試験体下近傍 2 箇所）端の変位（2 箇所）とし、変位計の計測位置は図―２に示Ｈ鋼（400×400×13×21）

した。また、定着長が 40d の通常の杭頭アンカー試験体

ＰＣ鋼棒

NO.2 では、杭頭アンカーの下端および下端から 10d 離れ

ピン

Ｈ鋼（400×400×13×21）

試験体た位置にひずみゲージを取り付けた。
加力は、複動油圧ジャッキを用いた押し・引き交番載荷とした。押しの加力は 50ｋN のピッチで最大 200ｋN ま２×Ｈ鋼（400×400×13×21）
床200

図―３ 加力図

筋が降伏する荷重（約 50ｋN）までを 5kＮピッチの 10 段階載荷（5,10,15,20,25,30,35,40,45,50）とした。鉄筋が降伏100したことを確認できた時点で、引きは杭頭アンカー筋が50破断するまで変位制御で載荷を行った。

0

ここでは、実験結果の一例として、NO.8 試験体の荷重-50―相対変位関係を図―４に示した。同図はジャッキ荷重-100と、杭頭アンカー筋とコンクリート面との相対変位とで示されている。相対変位は、図―２に示したピン近傍２箇所の変位の平均値とコンクリート表面で計測された４箇所の変位の平均値の差である。また、材料試験から得NO.8試験結果-150

降伏強度（φ13)-200

引張強度(φ13)-250-5 5圧縮られた杭頭アンカー筋の降伏強度および破断強度も併記した。
各実験とも基本的に同じような荷重―変位関係を示し2003000での４段階（50,100,150,200ｋN）の載荷とし、引きは鉄図―４1525 35 45 55
相対変位（mm ）65
引張

荷重―変位関係（NO.8 試験）＜参考文献＞た。押し荷重時には、杭端板からコンクリートに荷重が

1)小嶋一好、平川恭章他：基礎スラブと接合した PHC 杭の曲げ性分散するため、押し時の変位は 0.1〜0.2ｍｍ程度であった。

能に関する実験的研究（その 1，2）、日本建築学会大会学術講演

また、引き荷重が杭端板部に作用する場合、アンカー筋梗概集、2002.8が降伏するまで高い剛性を有し、1〜2mm 程度の変位で納

2) 小嶋一好、平川恭章他：基礎スラブと接合した PHC 杭の曲げ性まっているが、アンカー筋が降伏すると急激に変位が増能に関する実験的研究（その 3，4）、日本建築学会大会学術講演大した。つまり、材料の引張試験における荷重―変位関梗概集、2003.9*1㈱ジオトップ 工博*2 摂南大学工学部教授 工博*3 鹿島建設㈱*1 GEOTOP Corporation, Dr.Eng.
*2 Prof, Faculty of Engineering, Setsunan University, Dr.Eng.
*3 Kajima Corporation