ロッキングに対するエネルギー吸収型杭頭接合部の研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550556
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 杉村 義広 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90206425)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平出 務 独立行政法人, 建築研究所, 主任研究員(研究職) ; 三辻 和弥 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90292250)
• Keywords: PHC杭 / 杭頭接合部 / スタッド鉄筋 / 鉛 / 水平交番加力実験 / ロッキング

Research Abstract

実大の杭頭接合部の水平交番加力実験を行った。試験体は直径50cmのPHC杭B種で、杭頭端面に8本のスタッド鉄筋(D19)を溶接し、基礎スラブコンクリート内に5cm埋め込む方式のものである(基礎スラブの配筋は表面から10cm以深)。ただし、基礎スラブ内に位置するスタッド鉄筋は鉛で巻くことにした。この試験体を基礎スラブを下側にして実験室の床に固定し、上側となる杭の基礎スラブ面から1.75mの位置で水平交番荷重を作用させた。また、実験を通じて杭には980KNの一定軸力を作用させている。スタッド鉄筋を鉛で巻いたのは、水平交番荷重の作用下で杭頭が回転運動し、スタッド鉄筋が鉛の中を往復運動することで鉛のダンパー効果が現れるのではないかと期待したためである。
実験の結果として、杭体の短期許容曲げモーメント相当の荷重レベルまでは、荷重-杭頭水平変位の履歴関係は線形的な性状を示すが、それを超えると終局時まで幅の広いS字型の履歴性状を示すようになること、すなわち鉛のダンパー効果がかなり大きく発揮されることが確認された。杭体にはひび割れは生じず、最初に杭頭の変位28mm程度の段階で杭頭の押しに伴って荷重作用方向とは直交する杭体側面の基礎スラブにひび割れが発生し、以後、圧縮側の基礎スラブにひび割れが発生して、杭頭が埋込まれた部分から無筋状態にある表面コンクリート全体が上にえぐられるような損傷を生じ、それが最終状況となっている。
以上の研究結果を平成15年度の日本建築学会大会に発表する予定である。