2021 Fiscal Year Annual Research Report
大地震に対するコンクリート杭および杭頭接合部の性能評価と2次設計法の提案
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19H00789
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
河野 進 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30283493)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 康志郎 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00343161)
岸田 慎司 芝浦工業大学, 建築学部, 教授 (10322348)
Wijeyewick remaA 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (10323776)
渡邊 秀和 国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 主任研究員 (20620636)
田村 修次 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (40313837)
谷 昌典 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50533973)
小原 拓 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (50845451)
金子 治 広島工業大学, 工学部, 教授 (80824135)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 杭 / 杭頭接合部 / 2次設計 / 耐震安全性 / 継続使用性 / 終局時挙動 / 曲げ靭性能 / 軸力 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
コンクリートを使用した杭体と杭頭接合部について，継続使用性に関わる性能および終局時構造性能の解明を目的にして研究を進めた．
【コンクリート杭の構造性能に関する技術開発について】鋼管コンクリート杭の曲げ靭性能を評価するため，SC杭12体・コンクリート6体の一軸圧縮試験を行い，鋼管とコンクリートの厚みと中詰めの有無が，材料の圧縮特性に与える影響を実験的に明らかにした．また，径厚比（D/t）が大きいためにノンコンパクトに分類される耐震杭の圧縮性状をFEM解析により再現し，47試験体の圧縮試験結果を使って材料構成則の妥当性を確認した．さらに，軸力を受けるPHC杭のせん断性状を再現できるFEM解析モデルを構築し，本研究グループが過去に行ったせん断実験における荷重変形関係の再現性を確認し，コンクリートと鋼管の抵抗機構について考察した．
【杭頭接合部の構造性能に関する技術開発】杭頭の根入れ長さが1D（D：杭径）よりも短い場合の杭頭接合面における荷重伝達機構評価を目的として，12体の杭頭接合部曲げせん断載荷実験を行った．杭頭接合部における，埋め込み方式によるてこ作用から得られる曲げ抵抗力と，接合面において定着筋とコンクリートから得られる曲げ抵抗力の2つが，パイルキャップの大きさ，せん断補強筋の配置，ベース筋によってどのように変化するかを実験的に確認した．また，支圧によるコンクリートの見かけの圧縮力の上昇する機構を解明するため，7体の支圧試験体を用いた支圧試験を行い，荷重の変化が，ひび割れの進展，コンクリートの圧壊などの物理現象とどのように関連しているかをFEM解析結果と比較して考察した．
【一体型解析モデルに関する技術開発】上部構造・基礎構造からなる一体解析モデルの静的漸増解析を行った．コンクリートの最大強度後の劣化域をモデル化することで，杭が曲げ圧壊する状況を再現できることを確認した．
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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