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日本建築学会大会学術講演梗概集（中国） 2017 年 8 月

単純梁方式曲げ試験による補強を施した SC 杭の変形性能の確認

杭基礎二次設計

既製コンクリート杭（その１：試験計画）

正会員

○塚越俊裕

*

同

石川一真

**

同

田中佑二郎

**

同菅一雅

**

同

関口徹

*

同小椋 仁志**(試験体 5,6)は、標準型(試験体 1)の杭の肉厚が 60mm であ

1. はじめに現在、上部構造においては大地震に対する 2 次設計をるところを 100mm まで厚くした試験体である。
表 1 試験体の概要行うことが一般化している。杭基礎構造に関しては、2 次設計を行う法的な義務はないものの、2 次設計を行うこと

外径

鋼管厚

肉厚

軸力

軸応力(mm)

(mm)

(mm)

(kN)

(N/mm 2 )1601250

19.5

標準型

2601250

19.5

中かご型

72.3145019.5二重鋼管型

497.72800

30.2

二重鋼管型
(高軸力)

5100

1875

19.5厚型

61002800

29.7

厚型
(高軸力)

試験体を求められることが多くなってきている。しかし、現状の既製コンクリート杭の性能については、強度データは多く蓄積されているにも関わらず、杭の靱性を対象とした載荷試験はあまり行われていないため、変形性能に関するデータは多くない 1)。

3400

近年、既往の曲げ試験データの収集と分析による既製コンクリート杭の強度特性及び変形性能の評価 2)や、片持備考

6

ち梁方式による大変形の曲げ試験が行われるようになっ
4000高いとされている SC 杭（外殻鋼管付きコンクリート60ている 3)。また、既製コンクリート杭の中でも変形性能が400杭）の中空部にコンクリートを中詰めすることで変形性能が向上するという報告 3),4)がされている。ただ、杭の中空部に中詰めを行うことは、杭の製造や施工の面などでSKK490 ts=6.0mm課題もある。

[mm]

604000400

主筋：8-D10 /フープ筋：D6@150

試験により確認を行ったので、その試験計画を報告する。

340
SKK490 ts=6.0mm

2. 試験計画280

試験体 1 (標準型)

本報告では、中詰めとは異なる 3 種の補強を SC 杭に施し、各種補強が変形性能に与える影響を単純梁方式曲げ6060

280[mm]60

試験体 2 (中かご型)

2.1. 試験体概要

杭体コンクリート部
モルタル充填部

表 1 および図 1 に試験体の概要を示す。試験体の SC 杭
は、すべて外径 400mm、鋼管厚 6mm、杭長 4m とし、補400
330364000255.4

72.3 [mm]

STK400 ts=6.0mm (内鋼管Φ267.4)

強を施さない杭肉厚 60mm の SC 杭を標準型(試験体 1)と72.3

SKK490 ts=6.0mm

試験体 ３ (二重鋼管型)

かご型 -試験体 2)、②：内鋼管による補強(二重鋼管型 –4000

試験体 3,4)、③：杭の肉厚を厚くすることによる補強(厚杭体コンクリート部
モルタル充填部型 –試験体 5,6)の 3 つの方法とし、各補強方法が変形性能に与える影響を確認することとした。

400
28060した。他の SC 杭の補強は、①：鉄筋かごによる補強(中204.7

97.65 [mm]

STK400 ts=5.8mm (内鋼管Φ216.3)

SKK490 ts=6.0mm

97.65

けた鋼管に杭体コンクリートを打設し、SC 杭とした試験試験体 4 (二重鋼管型)体である。中かご型の杭の肉厚は、標準型と同じ 60mm4000とした。二重鋼管型(試験体 3,4)は、通常の SC 杭を製造し

400

100

中かご型(試験体 2)は、あらかじめ、鉄筋かごを取り付た後、中空部に内鋼管を設置し、SC 杭と内鋼管との間隙を無収縮モルタルにて充填した試験体である。二重鋼管型の杭の肉厚は、内鋼管およびモルタルの厚さを含め、72.0mm(試験体 3)と 97.7mm(試験体 4)の 2 体とした。厚型

SKK490 ts=6.0mm

100200100[mm]

試験体 5, 6 (厚型)

図 1 試験体の概要
Confirm deformation performance of reinforced SC pile by simple beam bending test
(Part1. Test Plan)― 507 ―

Toshihiro TSUKAGOSHI, Yujiro TANAKA , Toru SEKIGUCHI
Kazuma ISHIKAWA, Hitoshi OGURA, Kazumasa SUGA

2.2 試験装置・方法および計測概要

2.3. 載荷サイクル

図 2 に試験装置および計測項目を示す。載荷方法は、

図 3 に載荷サイクルの概念図、表 2 に各載荷ステップ

単純梁方式による 2 点支持載荷での曲げ試験を行うことの試験体たわみ量δと傾斜角θの関係を示す。表 2 に示と し た 。 支 持 点 間 距 離 を 3000mm 、 載 荷 点 間 距 離 をした傾斜角 θ は、試験体の中央たわみ量 δ を支持点から500mm とし、2 点の載荷点で鉛直方向に載荷を行った。

試験体中央までの距離(=1500mm)で除すことで求めた。本

また、載荷点付近での応力集中による局所的な破壊を避試験は、変位制御による正負交番繰り返し載荷とし、各けるために、載荷点に載荷治具を設置し、力が円周方向載荷ステップでの繰り返し回数は正負各 2 回とした。載に均一に作用するようにした。

荷ステップは、±2/1000 から±50/1000 の計 8 ステップと試験体への軸力は、センターホールジャッキを用いて試験体の外側に配置した PC 鋼棒を緊張し、載荷桁を介しした。載荷終了は、軸力の保持が不能となった時、載荷荷重の急激な低下および制御不能となった時とした。て軸力導入を行う方式を採用した。
計測項目は、載荷荷重、軸力、試験体たわみ量、軸方3.まとめ
本報では、今回試験計画を報告した。試験結果は、そ向ひずみとした。鉛直変位は、モーメントが一定となる
載荷点間を中央から左右に 125mm 間隔の計 3 断面で変位の 2 にて報告を行う。

計による計測を行った。軸方向ひずみは、鉛直変位を計
参考文献
1) 基礎構造の耐震診断指針(案), ベターリビング, 2013.11
2) 金子治他: 大地震時に対する耐震性能評価のための既製コンクリ計測を行った。上下面で計測した軸方向ひずみを用いてート杭の曲げ強度と変形特性，日本建築学会技術報告集 第 21 巻
曲率 φ を算定し、変形性能を評価する指標とした。また、第 47 号，pp.95-98，2015.2
3) 塚越俊裕他:片持ち梁方式曲げせん断試験による SC 杭の M-φ 関
曲げモーメント M の算定には、P-δ(軸力-試験体たわみ量)係の評価(その 1～その 2), 日本建築学会学術講演梗概集 pp.735効果による付加曲げモーメントを考慮するものとし、算738, 2016.84) 小椋仁志他:単純梁方式による SC 杭の M-φ 関係の評価(その 1～定した曲率φと曲げモーメント M から M-φ関係を算定しその 2),日本建築学会学術講演梗概集 pp.429-432, 2015.9

測する同一断面で試験体の上下面のひずみゲージによるた。
負軸力導入 載荷桁
ジャッキ
400

PC鋼棒

正支持点
500

載荷点

1250

：ひずみゲージ
：変位計

載荷治具
500
4000

1250

500

400[mm]

図 2 試験装置および計測項目
表 2 試験体たわみ量δと傾斜角θの関係
載荷ステップ

傾斜角

中央たわみ量θ (rad)δ (mm)

12/1000

3.0

25/1000

7.5

310/1000

15.0

415/1000

22.5

520/1000

30.0

630/1000

45.0

740/100060.0

850/100075.0

図 3 載荷サイクルの概念図***

千葉大学大学院工学研究科
ジャパンパイル（株）***― 508 ―

Chiba University
Japan Pile Corporation