鋼管巻き PHC 杭（SPHC 杭）に関する研究－その２ 曲げ試験および軸曲げ試験
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PHC 杭
曲げ試験
1. はじめに鋼管
曲げ耐力○林 隆浩*3
桑原 文夫*2
萩原 昌宏*5
浅井 陽一*7

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加倉井正昭*1
毛井 崇博*4
吉田 新治*6

合成杭
変形性能
9/10、中央載荷スパンを 1m として曲げ実験を行った。

SPHC 杭の基本的性能を把握するために、鋼管及び[シリーズ 1]は試験体を反転し、[シリーズ 2]では上下かPHC 杭の種類、繰返し荷重の影響、軸力等を変えた曲ら加力し、繰返し載荷を行った。最初は荷重レベルで、げ試験と軸曲げ試験を行った。

鋼管が規格降伏応力度時のひずみに達した後は、その時

2. 試験体概要の変位 δA を基準に繰返し載荷した。軸力導入はセンター

表 1 に試験体の一覧を、表 2 に材料試験結果を示す。

ホールジャッキにより所定の荷重を PHC 杭のみに与え[シリーズ 1]では、PHC 杭と SPHC 杭の比較、正負繰返試験体両端部のナットで定着させて行った。

し載荷の有無、PHC 杭の種類（A 種: C 種）の違いにつ4. 実験結果と考察いての影響を確認した。[シリーズ 2]では、軸力なし１4.1 荷重Ｐ−変位 δ 関係および破壊経過

体、軸力あり 2 体を作製し軸力の有無による影響を確認

図 3~図 6 にシリーズ 2 の実験で得られた荷重 P-変形した。 [シリーズ 1]ではスパイラル鋼管（SKK400）、δ関係と曲げモーメント M−曲率 Φ 関係の代表例を示す。

[シリーズ 2]では電縫管（SKK490）を用いた。

M の算定においては，N-δ効果および加力具の自重を考3. 加力方法及び測定方法慮している。図には実験で得られた鋼管の引張降伏強度

図 1 に試験体断面、図 2 に加力の概要を示す。試験はJIS A 5372 に基づいて、支点間距離を杭の長さ L の表.1

シリーズ 2シリーズ 1

試験体名

外径厚さ（ｍｍ）

F値
種類600
9235
SKK
400

S6P5C-0ｍ

500
340

S6P5C-0ｍ
S6P5A-N

325
SKK490600
9S6P5A-L
S6P5A-H

表2ら得られた降伏ひずみ εy（σy/ES=1863μ,2059μ）に達した時である。なお，単調載荷試験体と繰返し載荷試験体

PHC 杭
外径
内径 種（ｍ類ｍ）

S6P5A-0ｍ
S6P5A-0

引張降伏強度時の曲げモーメントは、鋼管の材料試験か試験体一覧

鋼管載荷方法

A種

単調C種

単調A
種

軸力N（KN）の M-φ関係は，ほぼ一致していた。また，PHC 杭の曲げひび割れ発生時の強度も PHC 杭表面のひずみから

正負0正負

正負10002000（a）[シリーズ 1]（ｂ）[シリーズ 2]

図 1 試験体断面

材料試験結果（N/mm2）
鋼管時（▼）、最大曲げ強度時（★）を示す。なお、鋼管のPC
鋼材

コンクリート

グラウト
材

試験体名

シリーズ 2シリーズ 1

降伏強度

引張強度

引張強度

圧縮強度

圧縮強度

382471

1,421

112.4

23.4

124.5

33.7

125.2

33.6

127.9

36.7

S6P5A-N
S6P5A-L
S6P5A-H4225491,480

Study on the Prestressed High-Strength Concrete Pile
Covered by Steel Pipe －Part.2 Bending Test

図 2 加力装置及び方法 [シリーズ 2]*3HAYASHI Takahiro, *1KAKURAI Masaaki ,*2KUWABARA Fumio, *4KEI Takahiro, *5HAGIWARA
Masahiro , *6YOSHIDA Shinji , *7ASAI Yoichi

推定されたが部材の剛性低下は認められなかった。

加力部支点近傍以外は、グラウト材や PHC 杭に曲げひ

図 5,6 に示すように軸力のある[S6P5A-H]は、曲げ耐び割れは見られたが、大きな損傷は見られなかった 。

力に達した後、正側の 5δｙに向かう途中の P=1307kN[シリーズ 1]においても、試験終了後に PHC 杭の破壊状（δ=93.9mm）で加力部支点近傍の試験体陥没があり実況を調べると、全試験体共にグラウト材に曲げひび割れ験を終了した。試験後、PHC 杭の破壊状況を調べると、と圧壊現象が見られたが、PHC 杭には曲げひび割れ以外の圧壊現象は見られなかった（その 1 参照）。

2000

4.2 杭種の比較

P(kN1500

図 7 から、SPHC 杭の C 種の最大曲げモーメントは、

1000

A 種の場合に比べて約 180kN∙m ほど大きくなっている。

500

この値は、曲げ解析（その４参照）で求めた PHC 杭単0体の A 種と C 種の最大曲げモーメントの差 220kN∙m の-500★：最大曲げ強度▼：鋼管引張降伏-1000-1500の曲げ強度もある程度発揮していることが伺える。

δ(mm)-2000-200-1000

図33000

約 80%ほどであり、最大曲げモーメント時には PHC 杭100

2003004.3 軸力の有無による比較
図 8 から、軸力が大きくなるにつれて、曲げひび割れ

P−δ 関係[S6P5A-N]

強度、鋼管引張降伏時の強度、最大曲げ強度が大きくなM(kN・m)る。最終的に加力部支点近傍で破壊したので、正確な変2000

形性能は確認できなかったが、軸力増加による変形性能1000の大幅な低下は見られない。

05. おわりに-1000

試験の結果、SPHC 杭は PHC 杭に比べて格段に大き★：最大曲げ強度▼：鋼管引張降伏-2000

な曲げ耐力のみならず、変形性能の増加も著しく、地震Φ(×10-6/mm)-3000-60-40

図4-2002040時など耐震性に優れた耐力性状を示した。またどの試験
60M−Φ 関係[S6P5A-N]

体も試験後の観察において鋼管の座屈変形はなく PHC
杭の損傷は軽微であった。
2500

2000

M(kN・m)

P(kN)

1500

2000

1000

加力部の破壊500

1500

S6P5A-0m

0S6P5C-0m

1000-500★：最大曲げ強度▼：鋼管引張降伏

-1000
-1500
-2000-200500

δ(mm)
-100

図50100200★:最大曲げ強度▼:鋼管引張降伏○:曲げひび割れ300

P−δ 関係[S6P5A-H]

Φ(×10-6/mm)

00.0

図710.020.030.0

40.050.0

M−Φ 関係（PHC 杭の A 種と C 種の比較）

2500

3000

M(kN・m)M(kN・m)2000

2000
加力部の破壊

1000

1500

0

S6P5A-N
S6P5A-L
S6P5A-H

1000★:最大曲げ強度▼:鋼管引張降伏○:曲げひび割れ

-1000
-2000

★：最大曲げ強度▼：鋼管引張降伏

500-3000

Φ(×10-6/mm)

0-60-40

図6-200204060

M−Φ 関係[S6P5A-H]*1 パイルフォーラム㈱,*2 丸門建設㈱, *3 九州工業大学,*4 日本コンクリート工業㈱,*5 三谷セキサン㈱,*6㈱トーヨーアサノ

Φ(×10-6/mm)
0.0

図810.0

20.0

30.0

40.0

50.0

M−Φ 関係（軸力の有無による比較）*1,*2Pile Forum, *3Marumon Construction,*4Kyushu Institute of Technology,*5Nippon Concrete Industries,*6Mitani Sekisan, *7Toyo Asano Foundation