高耐震性を有する直接基礎建物を可能とする既存杭を活用した複合地盤の開発

利用现有桩开发复合地基，可实现高抗震性的直接基础建筑物

基本信息

批准号：
20H02306
负责人：
柏尚稔
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

都市の再生の機運が高まっている中において、建物の建替えを計画する際には既存杭の処理が大きな問題となる。しかし、既存杭を有用物として捉えて再利用することができれば、環境負荷の問題に対して多大な貢献が可能となる。さらに、既存杭を含む敷地地盤に対する適切な補強により地盤の支持力を高めて、新築建物の基礎形式を直接基礎として設計できれば、浮き上がり挙動など建物の損傷低減に繋がる現象を利用して、極大地震に対してレジリエントな建物の設計機構を実現することも可能と考えられる。本研究課題では、既存杭と地盤の両方が安定的な支持力を発揮できる複合地盤の設計法を示すとともに、複合地盤上の建物の巨大地震に対するレジリエンスの評価手法を提案することを目的としている。今年度の成果は次の通りである。・せん断土槽と遠心載荷装置を用いて、埋め込みを有する直接基礎建物の振動台実験を実施した。模型地盤としては砂質土を用い、直接基礎、地中杭あり直接基礎、杭基礎の実験を実施した。・実験では、既存杭の有無が建物の地震応答に及ぼす影響は小さく、杭頭絶縁基礎を適用した建物の地震応答は直接基礎のそれと同等である一方、杭頭絶縁基礎建物の弾性変形成分は杭基礎建物のそれより小さくなることが分かった。・杭頭絶縁基礎建物の地震応答が大きくなると、深部での地中の杭の軸力は杭頭部よりも大きく変動するため、杭頭だけでなく、杭周面摩擦抵抗が建物に対する杭頭絶縁基礎の支持性能に寄与する可能性が示唆されることを示した。

随着城市振兴的日益增长的势头，在计划建设重建时，现有桩的处置成为一个主要问题。但是，如果可以将现有的桩重新用作有用的对象，则可以为环境影响问题做出重大贡献。此外，如果可以通过适当加强现有桩（现有桩）来提高地面的支撑能力，并直接使用新建筑物的基础类型设计作为基础，那么人们认为，可以通过利用对建筑物的损害，例如浮动行为，实现对最大地震的建筑设计机制，该建筑物设计机制可抵御最大地震。该研究主题旨在提出一种设计复合地面的方法，现有桩和地面都可以提供稳定的轴承能力，并提出了一种评估建筑物弹性在反对巨大地震的综合地面上的方法。今年的结果如下： - 使用剪切土壤罐和一个离心装载装置在直接的基础建筑物上进行了摇桌实验。使用砂土作为模型地面，并在直接基础，地下桩的直接基础和桩基础上进行了实验。 - 实验表明，现有桩的存在对建筑物的地震反应几乎没有影响，尽管具有桩头绝缘基础的建筑物的地震响应相当于直接基础的地震，但桩头绝缘基础建筑物的弹性变形成分比桩隔离基础建筑物的弹性变形成分小。 - 随着桩头绝缘基础的地震反应增加，地面桩的轴向力比桩头的轴向力更大，这表明不仅桩头，而且不仅桩圆周摩擦力抗性可能会导致建筑物的桩头绝缘基础的支撑性能。