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基礎構造の限界状態設計法を体系化するためには、各種限界状態の定義、照査規準の確立、特性値の決定、土圧、支持力の合理的算定法の確立、荷重組合せと荷重係数・強度係数の決定、支持力分布の仮定、傾斜荷重時の支持力低減方法など、解決すべき課題が山積している。特に地震荷重によって基礎の大きさが決定されることの多い日本では、各限界状態に対応する地震荷重の大きさをどのように設定し、何によって安全性の判定を行うかが、最も大きい課題である。本研究では上記諸課題の全般的調査と、近年需要が増大している杭基礎の合理的限界状態照査方法の確立に向けた研究を行った。
まず、基礎構造の限界状態設計法を日本に導入するために、今後解決すべき事項について調査・検討を行った。次に、杭基礎の合理的限界状態設計法を確立するため、単杭および群杭の水平抵抗挙動の理論的解析手法を定式化した。本研究によって得られた知見として
(1)より大きな鉛直力、曲げモーメントが杭頭に作用するほど、杭の水平変位挙動の非線形性が増加し、水平抵抗力が小さくなる、(2)杭頭水平荷重ー変位曲線の性状から判断すれば、杭体が地中で降伏すると残留変位が増大し、かつ鉛直荷重が作用している状態では水平抵抗力の増加が期待できないので、杭の地中部における降伏を最終破壊状態と考えてよい、(3)杭基礎の終局限界状態の照査方法としては、本研究で提案したような非線形解析法により杭体降伏時の杭頭水平変位を求め、それを限界変位量と比較するのがよい、ことなどが挙げられる。
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