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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

高軸力下における杭頭半剛接合法の構造性能に関する研究(その２ シリーズ１の実験結果)
杭頭接合部
ＰＨＣ杭半剛接合
パイルキャップ

杭基礎
耐震設計
0 M0

その２では，シリーズ１の実験結果について述べる。

２．加力点の水平荷重〜水平変位関係
図 1 に加力点の水平荷重 P と水平変位 δ の関係を軸力
N と水平変位 δ の関係とともに例示する（No.7，8，9）。
同図（a）より，軸力は水平変位によらずほぼ一定に保持できていることが分かる。同図(b)〜(d)には，軸力と水平変位による P‑ δ効果の影響を併記した。各ケースの最大水平荷重は軸力に依存して大きくなることが分かる。
また，いずれのケースも水平荷重は最大値に達した後，P‑ δ 効果の勾配に対応して低下していることが分かる。
このことから荷重低下の主たる要因は P‑ δ 効果によるものと考えられる。

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内に収まっている。杭頭接合部の曲げモーメントは，水平荷重にスパンを乗じ，これに軸力による付加曲げモーメントを加算して求めた。同図には，各ケースにおける㱟㫅㪔㪍㪇䋨㪥㪆㫄㫄㪉䋩
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加力点のＮ〜δ関係，およびＰ〜δ関係㪄㪊㪇㪇㪄㪉㪇㪄㪈㪇㪇 㪇

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図1

図 2 にシリーズ１における杭頭接合部の曲げモーメン
ト M と回転角 θの関係を例示する。シリーズ１では，パイルキャップのへりあき寸法と軸力が杭頭接合部の回転性状に与える影響に着目しており，杭（P1）は弾性範囲
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青島一樹 *
小林治男 * *安達俊夫 * * *㧔C㧕ゲജ㨪᳓ᐔᄌ૏ߩ㑐ଥ

３．
杭頭接合部の曲げモーメント〜回転角関係0Q

○ 堀井良浩 *同同同

１ . はじめに㪝㪈㪟㪆㪛㪔㪇㪅㪌

正会員

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杭頭接合部の曲げモーメント〜回転角関係（シリーズ１）

Study on Structural Performance of Semi-Rigid Pile Head Joint under High Axial Load

HORII Yoshihiro, AOSHIMA Kazuki,(Part2. Test Results of Series 1)

KOBAYASHI Haruo and ADACHI Toshio―577―

最大偏心モーメント M e 400
を 併 記 し た 。 軸 応 力 300
Ｍ ｅ =0.5σ n AD
20N/mm 2 の実験（No.1，2004，7）では，へりあき寸
H/D=0.5
法によらずほぼ同様の 100
H/D=0.75
H/D=1.0
回転性状を示しており，
00 10 20 30 40 50 60 70
いずれのケースも履歴
軸応力σ n （N/mm 2 ）
面積が小さい非線形弾
図3 Mmax〜σn 関係
性的な挙動を示している。また，各ケースの最大曲げモーメント M max は最大偏心モーメント M e に漸近している。軸応力 40N/mm 2 の実験（No.2，5，8）では，軸応力 20N/mm 2 に比較して履歴面積が大きい。また，へりあき寸法（H/D）が小さいほど履歴ループの膨らみが大きくなる傾向がある。いずれのケースも Mmax と Me の差が大きく，へりあき寸法が最も小さい N o . 2 （F 1 ）では若干の耐力低下が生じている。軸応力 60N/mm 2 の実験（No.3，6，9）では，これらの現象がより明瞭に認められる。また，へりあき寸法が小さい
No.3（F1）では，パイルキャップの破壊により軸力低下を伴う曲げ耐力の低下が生じた。このため，回転角が約30 × 10 ‑ 3 rad の段階で実験を終了した。
図 3 に Mmax と軸応力σ n の関係を示す｡同図には，Me とＭ max （kN･m）σ n の関係を併記した。M max は，軸応力 1 5 N / m m 2 以下では M e とほぼ一致している。しかし，20N/mm 2 以上の軸応力では，M max / M e が軸力の増加に応じて低下する傾向がある。この原因として，パイルキャップの変形に伴う幾何学的な要因とパイルキャップの損傷による耐力低下が考えられる。
４．パイルキャップの損傷状況
図 4 にパイルキャップの最終ひび割れ状況，および基礎筋と帯筋のひずみ ε と回転角 θ の関係をあわせて示す（ひずみゲージ貼付位置はその１を参照されたい）。また
同図には，最大ひび割れ幅 W c，構造ひび割れ発生時の曲げモーメント M c と回転角 θ c を併記した。ここで，構造ひび割れは幅 0.2mm 以上のひび割れと定義した。パイルキャップのひび割れ量とひび割れ幅は，軸応力と杭頭の回転角の大きさに対応して増加する傾向がある。このことから，パイルキャップの損傷の主たる要因は，杭頭の回転と供に増加する支圧応力によるものと考えられる。
また，同一の軸応力においては，へりあき寸法が小さいほど損傷が大きい。M 〜θ 関係の履歴ループの膨らみとM max / M e の低下傾向がパイルキャップの損傷状況に対応していることが分かる。基礎筋と帯筋のひずみ量についてもひび割れの発生状況に対応している。

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図4******大成建設㈱ 技術センター
大成建設㈱ 設計本部
日本大学理工学部 教授・工博

パイルキャップの最終ひび割れ状況******―578―

Technology Center,Taisei Corporation
Design Division,Taisei Corporation
Prof.College of Science & Technology,Nihon Univ,Dr.Eng