柱と基礎梁が結合された杭接合部の破壊性状と耐震性能

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杭頭部は一般に上部構造と緊結されていることで,上部構造からの圧縮力や引張力,せん断力や曲げモーメントなどの複合した応力が集中して発生する.従来杭頭部の耐震性能の評価ついては,杭頭固定度の検討や杭材の曲げ・せん断耐力の確認を目的として,片持ち梁形式あるいは,不静定梁形式の実験的研究が行われている.しかし,構造各部の力学特性が互いに影響し合うため,杭・基礎梁・フーチング等をモデル化した部分架構の実験により,その耐震性能を評価することが必要であると考えた.そこで本研究では,まず外柱下の杭接合部に注目し,柱・基礎梁・杭のト字型接合部の試験体を作製して地震力を模擬した静的正負交番載荷実験を実施することによって,フーチングせいによる杭頭接合部の破壊モードを対象として破壊に至る過程や力学特性を詳細に調査するとともに,接合部内の応力伝達メカニズムを解明し,杭頭接合部の設計方法に関して定量的評価を行うことを目的とした.中低層の建物の基礎に多く用いられている既製(PHC)杭を対象として,実物大の約1/2に縮小した柱・基礎梁接合部に杭を結合させた試験体を設計する.柱断面は350mm×350mmとし,基礎梁断面は250mm×750mmとし,杭は杭径300φのPHC杭を使用する.実験変数としては,接合部内の補強筋量,フーチングのせいとした.実験では,想定通り接合部せん断破壊が発生した.接合部内コア・コンクリートのひずみ状況,接合部内の補強筋のひずみ状況,梁主筋および柱主筋の付着性能などを詳細に検討することによって柱・基礎梁・杭接合部のせん断破壊のメカニズムを検討した.