Seismic performance of concrete piles and pile caps under large earthquakes

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H00789
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 23:Architecture, building engineering, and related fields
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Kono Susumu 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (30283493)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• 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

Outline of Final Research Achievements

The purpose of the study is the seismic performance of concrete piles and pile caps under large earthquakes and the proposal of a design method for large earthquakes.
The flexural performance of different types of concrete piles was studied from a series of tests. It was confirmed that a proposed multi-spring model is able to simulate the hysteresis relations with good accuracy.
The flexural behavior of a pile in a pile cap was studied from the experiment by changing pile-cap size, amount of shear reinforcement, and type of transverse reinforced above the pile top interface. The study clarified the contribution to the bending capacity from two actions: the plying action of the embedded pile and the bending action from anchored steel reinforcement.

Free Research Field

耐震構造工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

兵庫県南部地震・東北地方太平洋沖地震・熊本地震では，構造被害を被ったコンクリート杭基礎が確認され，地震後に建物の継続使用を断念し解体につながった例も多い．そこで，コンクリート杭の曲げ降伏時性能や終局時変形性能，杭頭接合部詳細が構造性能に与える影響について知見を集め，地震後の継続使用性を確保する一連の技術が求められている．そこで，大地震に対する場所打ち杭や既製杭の性能設計を可能とするため，なるべく実大に近い寸法や境界条件における杭体および杭頭接合部に関する実験を行い，実験結果に基づいてコンクリート杭や杭頭接合部の地震時安全を確保できる方法を提案したことが学術的かつ社会的意義である．