2020 年度研究成果報告書

水平力を受けるト形部分架構を有するパイルキャップの力学特性の明確化

研究課題

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研究課題/領域番号	18K04441
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
審査区分	小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関	芝浦工業大学
研究代表者	岸田慎司芝浦工業大学, 建築学部, 教授 (10322348)
研究期間 (年度)	2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード	パイルキャップ / せん断破壊 / せん断強度式 / 杭頭接合面破壊 / トラス・アーチ理論 / 鉄筋コンクリート造 / 杭基礎 / ト形部分架構
研究成果の概要	鉄筋コンクリート造の杭基礎におけるパイルキャップのせん断終局強度を陽な形で求める評価式を実験式と理論式の２種類を提案した。実験式においては，パイルキャップせん断破壊時の帯筋の応力負担割合を考慮することで，せん断強度式を安全側に評価することができた。理論式においては，建築学会RC靭性指針におけるトラス・アーチ理論に基づく柱部材のせん断終局強度式の考え方を準用して，有効断面等を修正することで精度よくパイルキャップせん断終局強度を評価できることを確認した。パイルキャップの杭頭接合面破壊においては，杭頭接合面に補強筋として中子筋を配筋することで杭頭接合面の損傷を抑制できることがわかった。
自由記述の分野	建築構造
研究成果の学術的意義や社会的意義	パイルキャップを設計する上で足りていない具体的な検討項目は，①杭基礎構造のおけるパイルキャップ高軸力下での終局耐力とせん断性能②杭頭接合部における抜出しを考慮したモーメント－回転角関係のモデル化が挙げられる。実務設計では杭基礎を設計する際，未解明かつ評価困難ながら，既往実験式を外挿して用いている。外挿しても問題ないことの根拠を明確に示すことによって設計者が迷うことなく設計でき，しいては地震時における建物の損傷を抑えることにつながり，安心・安全なまちづくりを実現することができる。