激甚化する自然災害に備えた建築基礎構造強靭化のための鋼管杭頭接合部設計法の確立

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本研究は，杭頭接合部の損傷レベルに応じた接合部力学特性評価法を構築し，鋼管杭の高耐力・高靭性性能の安定的発揮を保証する鋼管杭頭接合部の塑性設計法を確立することを目的とする。ここで，評価対象となる接合部力学特性とは，杭頭部の固定度を決める接合部回転剛性，接合部曲げ・せん断耐力を指す。研究期間内に所定の研究成果を上げるため，先行検討により低軸力時における鋼管杭頭接合部の曲げ耐力評価式の素案がすでに提案されている。また，鋼とコンクリートの合成構造を対象とすることから，複数のパラメータでの検討を可能とする縮小模型試験体による実験を主体として研究を遂行する。初年度は，2年目の本検討にむけて，①先行研究で提案された曲げ耐力評価式の中～高軸力条件における適用性確認と②鉄筋を充填コンクリート内に埋め込むかご鉄筋接合法の縮小模型試験体での再現方法および実験結果の確からしさの確認を行った。①については，想定以上に強非線形挙動を示し，耐力評価式の素案はコンクリートが弾性に留まる範囲でのみ適用可能であることが明らかとなった。以上から，コンクリート側の支圧剛性，強度を別途精緻に評価する必要があることが判明した。②については，鋼管径140 mm程度の内部に直径70 mm程度の円周上にD6の異形鉄筋を配することで試験体を製作した。実験より，簡易評価式で予測できる曲げ耐力も十分に発揮され，充填コンクリート内部の定着鉄筋へも応力が伝達されていることが確認できた。また，こちらも想定していたなったが，充填コンクリート自体も応力伝達に大きく寄与している可能性が明らかとなった。こちらの成果は，2023年度日本建築学会会議論文として提出した。以上より，初年度で必須の実験を進めるにあたっての問題点の洗い出しを十分に行うことができた。