| 研究概要 |
杭基礎支持建物の場合,現行の耐震設計では杭頭に集中水平力を与える検討法が定着しており,荷重分布の多様性の導入は殆ど考えられていない。しかし,地盤ー杭ー建物系の既往の地震観測や応答解析によると下方部での杭応力が大きくなることから,建物の慣性力のみでなく地盤の応答効果も加味する必要があることが指摘される。このような効果を導入したものに応答変位法と呼ばれる検討法があるが,地震時に生じる地盤の変位を実際に計算するか,いくつかのパタ-ンを想定するかのいずれかが必要となる。これに対して,本究研では深さ方向に荷重を分布させることで地盤の応答効果を導入しようと試みるものである。
任意形の分布荷重を受ける弾性支承上の梁の曲げに対する理論解は,M.Hetenyiによって示されている。本研究では,この解を杭に応用し,荷重分布を適切に組合せることにより地中における任意荷重分布の場合の解を得ようとするものである。杭の水平抵抗問題では,一般に杭の断面設計に対しては曲げモ-メントが重要となる。杭の曲げモ-メントは,集中荷重に対しては1/βの関数となることから,まず第一近似として杭頭の集中水平荷重と地盤各層の1/βに対応させた荷重分布の組合せが想定される。ここで,β= ^4√<KnB/4EI>(Kn:地盤反力係数,B:杭径,EI:杭の曲げ剛性)である。このような想定荷重分布に対する計算例題を行ったところ,定性的な範囲ではあるが剛性が異なる中間層が存在する場合には,その境界付近で杭の曲げモ-メントが大きくなるという地震時の性状を傾向的には表現し得る結果が得られた。今後は,与える集中荷重と分布荷重の比率の影響が重要な検討課題の一つとなると思われる。
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