変動軸力を受ける杭基礎の極限水平耐力 : その1.一スパン建物の場合

NII-Electronic Library Service 【論 　 文｝ UDC ：624

．

154 ：624

．

131

．

524

．

4

「

日本 建 築 学 会 構 造系 論 文 報告 集 第40

『

4号

・

1989 年10月

変

動軸 力

を

受

け る

杭 基 礎

の

_{極 限}

水

平耐 力

その

1

． 一

スパ ン

建 物

の

場 合 、

正 会 員 正 会 員

古 藤

田 風

　 　間

喜 久 雄

＊

　　　　

了＊ ＊ 　

L

ま えが き 　建 物の杭 基 礎に作 用す る地 震 時の荷 重と し て は

，

常 時 の鉛 直荷 重に加え て_， 水 平力の他に転 倒モ

ー

メ ン トが あ る

。

こ れらの地 震 時荷重は_， 建 物の時 刻 歴 応 答に伴い連 動し， 変 化 する

。

また

，

転 倒モ

ー

_{メ ン ト}

_．

_{によ り}

_，

_{建 物の} 転 倒 方 向の杭に は押込み力が

，

逆 方 向の杭に は引 抜き力 が作 用する

。

そこ で_， 特に_， 地 震 時にお ける杭 基 礎の極 限 水 平 耐 力 を検 討 する た めの解 析に は

，

これらの引張 お よ び圧 縮の変 動 軸 力 を考 慮す ること が必 要である

。

一

方， 従 来の_{， 軸}力を考慮 した_杭の_水平抵抗に_関する_実験 的ま たは理論的 研究

，

例えば 文 献

1

）

〜5

）等に おいて は

，

軸 力 を

一

定と して取扱い

，

その変動の 影 響 は考慮さ れ てい ない_。 　本 研究で は

，

杭 基礎の_{極限 水平耐}力の_検討 を目的と し て

，

ある建 物の杭 基 礎を例に取 り， 変 動 軸 力

、

（水 平 力の 増 加と ともに 直線 的に増 加ま たは減少 ）下の

_{， i}

_{）押 込} み側杭および引 抜き側 杭の水 平 挙 動

，ii

）短辺方 向 （

一

スパ ン）の杭 基 礎 全 体の極限水 平 耐 力につ い て

，

モ デ ル

’

解 析を行っ た

。

　

2．

解 析 概 要 お よ び 解 析 項 目 　本 解 析は

，

文 献6）の 「設 計 例その 1］に示され てい る地上 14階 建 物 （

SRC

造）に用い られ て い る杭 基 礎の 短 辺 方 向 を対 象に し て行っ た

。

同 設 計 例で は， 同

一

_{建 物} で

PHC

杭

，

鋼管 杭お よび場所 打ちコ ン ク リ

ー

ト杭を使 用し た場合につ いて_示さ れ てい る が

，

本論では_鋼管杭基 礎 （

CASE

　

1

）お よ び 場所 打 ちコ ン ク リ

ー

ト杭 基礎 （

CASE

　2_）に つ いて解 析 を 行っ た

。

　図

一

1に基 礎 伏，杭 配 置を，図

一

_{2（a）に土 質 柱 状 図 を} ， また表

一

1に は杭の諸 元 等 を示した6） e 　解 析は

，

CASE 　1 _{（鋼 管 杭 基 礎 ）}お よび CASE2 （場 所 打ちコ ン クリ

ー

ト杭 基 礎 ）の場 合と も

，

以 下の項目に つ い て行っ た。 　　 解析

A

：変 動軸_力下の押 込み側杭お よび引抜き側杭 　 　 　 　の水 平 挙 動

｛

FFR

　　F2F2 　 　 F2 叮 F1F2F2F2 　 　 F 6000

600

1

檎 車 駐 　 2

…

　 　 　 　 　

「

薯

  　  

（a） 基 礎 伏 十　 　十 ＋ m

鉾

＋

評

十 D

陣

訂

F

 

十 十 † ラ 　 m 十 ＋

6cO

＋ 6 ＋

「

7D

◎

幽

鋼管杭 （CASE　1）

糧

・

！

l

　 　 十 D＝140 _（cm

σ

・

阻

F2 場 所 打ち コ ン ク リ

ー

ト杭 （CASE　2_＞ 　 　 　 　 （b）杭 配 置 　 　 　 図

一

T　 基 礎 伏

，

杭 配 置 F2 o Io

20

O ｝ 5m 　 （ O　 （

N

） 粘 土

一一一

一

』 一

〜＿

＿1

細 　砂

■

一冒

「

シ騨質 砂 細　 砂 砂　礫 （a ） 土質柱 状 図 　図

一

2

50

　

H−−

H

　 　 A 　 ＝

y

：

一’

−

e

’

1

＝  

NlFlx

一’

_1X （b） 層う｝割 土質柱状図

，

層 分割 表

一

1 杭の諸元 （単位 ：mm _） ＊ _{早 稲 田 大 学 理 工 学 研 究 所 　 教授} ＊ ＊ 早 稲 田 大 学 理工学 研 究 所 　 教授

・

工博 　 〔1989年4月］O日原 橘 受理

，

1989 年7月27目採 用 決 定 ｝ 鋼 管 杭 （CASE 且） 場 所打ちコ ン ク リ

ー

ト_杭 （CASE　2） フ

ー

チング　 直 径 肉 厚 フイ ング　 　 直 径 　 　 　鉄 筋 pt α ） FI　 　 　 500 F2　 　 500 皇212FI 　 　 　 l500 　 　 〜4

−

D29 F2　 　 　 且400　 　 2D

−

D290

．

80

．

8

一

₁₃₅

一

N工 工

一

Eleotronio _Library

　 　 解析

B

：杭 基 礎全体の極限水平耐 力 　

3．

解 析方法お よび 解析 条件 　水 平力を受け る杭の解析は

，

地 盤お よび杭 を図

一

2（

b

） に示す よ うに層 分 割 し， 各層の基 本 方程式を （1）式で 与え

，Es−

y法7〕

−

9） に よ り行っ た

。

同 式の 地 盤の変 形係 数［ESiy ）］は

，

_{（2 ）式}に示す よ うに_{変位 （y ）}の _関数1ωで

，

また杭の 曲げ剛 性 ［

EI

（

M

）］は

，

後述の よ うに_曲げモ

ー

メ ン ト （M ）の 関 数で 与えて いる。 な お， 解 析に お け る 杭 頭 条 件は固定

，

杭 長は無 限長と した

。

　　　

EJ（M ）

・

（

d

’

y

／

dx

’ ）＋Es（

7

）

・

y

＝

0

・

・

…・

・

……・

・

（

1

）

　　

あ ：層 上 端か らの深さ

_，yl

深さ x に お け る杭の変 　　 位

，

＠：層 上 端の_変位

，M

：層上端の曲 げモ

ー

メ ン 　 　 ト 　　　

Es

（y）

；ESt

／　

O．

35

　_y2

−

十

一

〇

．

6

窪ノ十 〇

．

05

　

・

・

・

・

・

・

・

・

…

　（

2

） 　　 y ：杭の変位 （crn _）

_，

　

Es、

：〃

＝

1cm 時の

Es

の値 　本解 析 例の計算にお け る 層 分割 数は 20層と し

，

ま た 杭 頭 （地表面）位置か ら の層厚は， 第

1，2

層は

0．5

（m ）， 第 3

−

19層は L   _（m _）

_，

_{第 20 層}は無限長 とし てい る

。

（1）式の各 層に お け る

El

（

M

）お よ び

Es

〔初 は

，

同 式 に 示 すように

，

各 層上端 置の

M

お よ びすに対 応し た値を そ れ ぞ れ採 用し

，

_；れ ら の値を もっ て層内の

EI

（

M

）お よ び Es（

Ty

）を 代 表 （

一

定 ）し て い る。 なお

，

実 際の数 値 計 算は以 下の手 順で行っ て いる。

　

（i）各層の EI〔M ）

，

　Es〔効 を仮 定

，

（ii） 各 層上端の

M

， 万 を計 算

，

（iii）仮 定 し た EI（M 〕とM の 関 係お よ び 仮 定 した

E

。慚）と

V

の関係が

，

与え ら れ た後 述の E∬（M ）とM の 関 係

，

（2 ）式の

EKy

_｝と yの _関係をそ れ ぞれ満足 す る か

，

（iv ＞満 足 し ない場合は_， （

1

）にも ど る9） 。 　本 解 析にお け る （2 ）式の

E

。

、

値は

，

杭の水平抵抗に 影 響を与える地表 面か ら約 G

．

L

．

−

15m まで の範囲の

N

値 がほぼ

一

定であること

，

ま た本論で_計算の対象と し た 「設計 例その 1」6）_{に用い られて い る値に準拠し}

_，

_各層と も

，

鋼管 杭 （

CASE

　l）で は 78 （kg／cm2 ｝， 場 所 打 ちコ ンク リ

ー

ト杭 （

CASE

　2 ：

F

，

，

　

F

，）では100 （

kg

／cm2 ＞ と仮定 し た

。

な お， 文献6）の E

。

、値は

，

杭 幅を考 慮 し た文献 11 ）の算 定 式よっ て決 定さ れ て い る

。

　ま た

，

本 論で は

，

曲 げ耐 力の みを対象に し

，

軸 力 （N） は杭の断 面 性 能の評価に関し ての み考 慮 する。 な お

，

軸 力 は

，

以下， 圧 縮 力 〔押 込み力）を 正

，

引張力 （引抜き 力）を負 と表 示す る

。

　杭の断 面 性 能 ［EI（M ）

−

M ］の計 算4）

・

IZ ）

・

且3｝ で は， 各 材の σ

一

ε関 係 を 図

一

3に示す よ うに

bi−linear

曲 線で与え

，

ま た断面 内の歪 分 布は平 面 歪を仮定し た。 各材の圧 縮， 引 張 降伏 応 力 度 を 表

一

2の値6）_{と し た} 。 な お， コ ンクリ

ー

トの引 張強度（cFt ）は， 同 圧 縮 降 伏応 力度の

0．

15

＊。

Fc

と し た14） 。 　解 析A およ び解 析B にお け る荷 重等の解 析 条 件は

，

以

一

₁₃₆

一

（

Comp。

） （Comp

．

） f5 （鉄 筋 ）曽

＾ 3

§

_・

_{一 一一・}

₋

∈ 9 ＼ _{（鋼 管）} ＼ 旻2 も

ε

b τ Es（kg／cm2〕 ＝2

．

1申106 呈 2 も

ε

b1

厂

_Ec（kg／cm2》 ＝2

．

3寧105

＿

＿

亠

＿＿．

L

＿

一

O

ε｛串1_σ昌_）3 c｝ ε｛率10F｝_｝3 1 1 （Te

．

｝ （Ten

。

》 （a） 鋼　 材 （b＞コ ン _クリ

ー

_ト 図

一

3　σ

一

ε関 係 表

一

2　材の降 伏応 力度 （単 位 ：kg／cmZ ） 鋼 管 杭 （C且SE　1） 場 所 打 ちコ ンク リ

ー

ト杭 鋼 　 　 管 コン ク　リ

ー

ト 圧 艫 くsfの 引 張 （sf

匸

》 　2400　 　　 2400 圧 縮 （cFc ） 引 張 （cF

、

1 　 210　　　 　3L5 旺 縮 ｛ 　30匸 　 鋏 筋 縮 ｛sfc｝　弓1張 ｛sf、） 　 　 　 　 3000 ↑  ）

場

　

゜

爭 40

奮

　 　

姦

一

烈

_嘉

＿．

一

融　 　

I

d

＿

⊥

＿

0

　　　　　　100　　　N（†on）　　　500 4 ＼e 　 ＼ （a）　鋼 管 杭 　@（CASE 　l H（to C 　 　 　 　 　 　

　

ア

要

（

§

）

屏

げ

K

　

一

　

　



1

°

1 ． 畠 ・ （ 匚 。

む

ﾌn2 0

＼

準 ＿

LL

一L0 　　　　 　

500

　　　N †on ） 　　90 ⊂ ［ （b ）場所打ちコンク ー

ト

杭（

CASE

　2

＞

一4 　 連動荷 重（H −

j

下 の_{よ う}に設 定 した。 　 解析

A

：押 込 み側杭（

P

。 およ

び

引 抜 き 側杭（

P7

）杭の 荷 重，すなわ ち水 平荷 重

（

j

と軸 力（

N

）との_関 係 ［以下， 連 動 荷重と

呼

ぶ］は，文

6

） の長期 軸 力（

N

、 ． ）と_短 期 の 水平

荷

重

および_軸力

を

慮し， 鋼 管 杭で は 図一

一

4

（a ）に ， また場所打ち ンクリー

ト

杭で

は

同 図 （b ）に示 す 直 線 で与え た。

お

，_鋼管杭 の

F

，お_{よ び}凡

フ

ーチ ング _（ 図 一1）の 動荷 重は，両フ_ーチング で， 杭一本当 りの長 期

お

よ 短期の 計荷 重が ほぼ 等 しいこ とより， 同一_と し た 。

　

NII-Electronic Library Service PL

−

PE PL＋PE H

↓

yTOP

↓

yTOP

一

昌 H11

_」

！　 　 　 H2

　’

ノ

r

■

piしe 1 （PT） 〔Pc〕 ■ H

＝

Hl＋H2

1

図

一5

　杭 基 礎の解 析 条 件 変位 曲 線は

，

以 下の条件で_求め た （図_{T5 ）}

。

　 i） 押 込み側お よ び引抜 き 側の フ

ー

チン グ （杭 頭 ）の 　 　 水 平 変 位 （yr。p）は

，

等しい と す る。

　ii

） 押 込み側 杭 〔

P

。）お よ び

引

抜き側杭 （

Pr

）に作 用す 　 　る軸 力は

，

それぞれ P，＋

P

，

，P 。

− P

， （

P

，：長期 軸 　 　力

，

P． ：地 震 時 軸 力）と す る。 　

iii

）各 通り の水平荷重 （

H

）は

，

押込み側フ

ー

チングお 　 　よ び引 抜き側フ

ー

チン グに作 用 する水平荷 重の和 　 　 （

H ＝H

，＋

H

，）で与え られ る が， その値 （H）は各 　 　杭の軸力に対応す る水 平 力 （図

一

4）の合 計 と する。 　

iv

）各 通 りの

_，

押込 み側 杭 （

P。

）お よ び引 抜き側 杭 　 　（

P

，）の荷重分担率に関して は， P。お よ び P．杭の分 　 　担の比 が問題 と な る た め

，

こ こでは

_，

荷 重 分 担 率 を 　 　そ れ ぞ れ H，／

H ，H

、／

H

で定義 し た

。

　

4

，

解 析 結 果およ び その考察 　 　　 　 　

，

　 4

．

1 鋼 管 杭 基 礎 （

CASE

　l＞の解析 　4

．

1

．

1　杭の断 面 性 能 （EI

−

M ） 　図

一

6（a _）に

，

上 記の仮 定 条 件で計算し た

El −M

関 係 を

，

軸 力 （

N

）をパ ラ メ

ー

タ と し て_{示 レ}た

。

同 図に は

，

鋼 材が圧 縮 （sfc ：○ ）お よ び引 張 （sf ：： ▽ ） 降伏 応 力 度 に達す る時点の_値も併 記 した。 な お

，

軸 力が引張 力の場 合は

，

sfc と sft 時の値は逆 転す る

。

　圧縮 側の_縁応 力 度 が

。

fe

に達する と

，

　EI は

，

　N が大 き く な るほ ど急 激に減少する

。

また_， 弾 性 限 界 時 （。

fc

＞ の曲げ耐力に対す る ほ ぼ終 局 時の 同 耐 力の比 率は

，N

が大き く な る ほ ど増 大す る が

，

引 張 側の縁 応 力が sft に 達し た時点以降の _曲げ耐 力の_伸び率は N が大に な るC琴 ど小さ く な る

。

　 4

．

1

．

2

　解 析

A

：_{変動軸 力下}の_押込み_側杭お よ び引抜 　 　 　　 き側 杭の水平 挙動 　図

一

6 （

b

）に

，

図

一

4 （a_）の連 動荷重 （

H ，N

）下の

，

押 込み側 杭 〔

P

。）お よ び引抜き側杭 （PT ）の水平荷重

一

杭頭 変 位 （

H −Y

．。p）曲線を， 同 図 （c）に は水 平 荷 重

一

_{杭 頭 曲} げモ

ー

メ ン ト（

H −

M．。p）曲 線 を示 し た

。

な お

，

両 図には

，

参 考の た め， 杭 材 を 弾 性と仮 定し た場 合 （P，）の曲 線 も 併 記し た

。

　引 抜き側 杭 （P．）の H

−Y

，。pお よ び

H −MT

。p曲線は

，

押 込み側 杭 （P

。

）の場 合に比 して

，

杭 材を弾 性と し た場 合 （

P

。）に近い挙 動 を示 して い る。 こ れ は

，H

の増 加にと 2

（

凵

∈

_・

←

サ

O

尸

x

）

一

山 ▼ ▼ o ：_sfc ▼ ；sf才 彡 ひ 　

』

σ 

’

o 　 タ 　 O　　　u凸 　 こ ノO 　 　 　 o 　 　

一

　Z N 　　 　　II oo o 0 　　　　　　　40 　　M（↑

・

m）　

．

80 （a）

El − M

　　　　　　　

（PE＞

_曇

イ

．−

1。 。 

　　　　　　

（

PT

）_×グ 。 ・・

’

J

，

5

−

／

IX

．

一一

（

P

・）

_・

’

N”55°  ♀

　　　　

2

　 　 　

i

壬

　 　 　 0 　 250 　 　

1

　 　 　 　 　 20 　 　

＿

：

一

．

二

L

ニニ

’

＿＿

ユ

＿

　

11’

『

　 5 　 　 　 200 　短期 設 計 荷重

（

⊆ O や

）

エ N」＝15   40 20 0 （b）H

−

　

yTOP

o ：_sfc ▼ ：sf†

3



_yTOP

（cm ）

6

t （

Pb

） 7

　　　　

1

　

／

＿

1

塁

く

1

胆

　 ／ 　 　

．

／ 　 　 　

．

　 　 　 　

i

．

一．

．

．

．

．

…

L

…

　 　 　 　 　 o 10 （m 0　　　　　　　　40　M↑OP（†

・

m）　80 （c）

H − M

↑OP Oy （Cm） 6 一 一 一 一

ll

／

l！

／

it

’

rf ’ 1　 　 H（†）

−

₄₅

− 一一

₄₀

− ・

−

₃₀

”

−t’

−

₂₀ 40　 　

0M

（†

・

m）60 − 一

9

切 N  550525275225 （d）押込み側 杭 （Pc）の変形

、

1

曲 げモ

ー

メ ン ト分 布

・

む Σ

_．

　

ヤ

環

　　

懸

急

　 　 　 　 ノ 　4cr

モ

，

勢

500 　　　N（†on）　　

O

　　　NL 　 （e）MTOP

，

　MMAX の 応力 経 路 図

一

6　鋼 管 杭 （CASE 　1〕 500

一

₁₃₇

一

N工 工

一

Eleotronio _Library

もない

，

軸 力 （

N

｝の減少に よ り曲 げ耐 力が増 加し

，

H ≒ 40 （ton ）時 【押≒

− 75

_（ton ＞_］に杭 頭の_縁応 力が引張伏 応 力 度 （sfT）に達す るの みで， 杭 材は ほぼ弾 性 域に ある た め である

。

　こ れ に対して_，押込み側 杭 （Pc）の_変位は

_，

　

H

≒

25

_（ton_） ［短 期 設 計 荷 重の約 1

，

5

倍］以 上に な る と，

P

．の場 合に 比して著し く増 大 し， また その 性 状は

H

≒35 （ton）以 上で さ らに_{顕 著}と な る。 これ は

，H

≒

25

（ton）で杭 頭 の縁 応力 度が降伏 点に達し， ま た

H

≒40 （ton）で は

，

杭 頭の曲げモ

ー

メ ン トが全塑性モ

ー

メ ン トに達すると と もに

，

_{地 中 部 最 大 曲}げモ

ー

メ ン _{ト位 置}で も後 述の ごと く 降伏す る た めで あ る

。

　図

一6

（

d

）に

，

曲 げ耐力が問 題と な る押込み側 杭 （P

。

）

の_，

H

＝ 　20　ton （

N

＝ 225　ton _）

，30

　ton _（275　ton_）

，

40

ton （325　ton）お よび45　ton （

350

　ton＞時_{で の変 形}

，

_お よび曲 げモ

ー

メン ト分 布 を示し た

。

　 H　

・

＝

　40 （ton）_{以 上}に お ける_{杭 頭 曲}げ モ

ー

メ ン ト （M． ，｝の値は

，

ほ ぼ極 限 耐 力に収れ ん し， そ れ に伴い地 中 部の最 大 曲 げモ

ー

メ ン ト位 置の杭 材 も塑 性 域 （。

fc

）に 入る

。

こ の時 点の曲 げモ

ー

メ ン ト分布は

_，Broms

の杭 の極 限 水平耐 力の 計

ee

］5）

・

16） に おいて仮定し ている応力 状 態， す な わ ち， 杭 頭お よび 地中部最大曲げモ

ー

メ ン ト位 置で塑性ヒンジ を構成す る応力状態に近づ く。 また

，

材 の塑性 化に よ る杭頭 変 位の増大は

，M

，。 ，の 塑 性 化 以 上 に

M

． ＾x の そ れに大き く影 響さ れる。 こ の よ うに， 杭 頭 固 定 時の_{杭 頭変位}は

_，

_特に地 中 部の _{断 面}が塑 性 域に入 る （接 線 角の増 大）と急 増す る

。

　また

，

図

一

6（e）に は

，

押込み側杭 （

P。

｝

，

引 抜 き 側 杭 〔

P

，）の

，

作 用 軸 力 （

N

）

1

に 対す る杭 頭 曲 げモ

ー

メン ト （

MT

。p）お よ び地 中 部 最 大 曲 げモ

ー

メ ン ト（

MMAX

＞の

，

長 期 軸 力 （

1VL

＝ 125　ton ）か ら の応 力 経 路を

，

→ 印で示し た

。

ま た

，

同 図に は杭断 面の

_弾

性 限 界 時 （M、：。

ft

，

　sfe ）お よ び全塑 性モ

ー

メン ト時 （

Mpc

）13）

・

17）_の

_{M −N}

_{曲 線 も併 記し} た

。

　

杭 材が弾 性 範 囲の

場

合

，

P，お よ びP、杭ともM． ，の 値は_，

IV

， （長 期 軸 力 ）か らの

N

の増 減 と と もにほ ぼ直 線 的に増 加 するが

，

Mεの値を超え る と

，

特に

P

。杭で は

Mmp

が急 激に全 塑 性モ

ー

メ ン ト （

M

。∂の値に近づ く。 また

，

Pc 杭の MMsx の値は

，

　 M 。。。の値が弾 性 範 囲では N と と もに直線 的に増 加す る が

，

そ れ以後は

M

，。pの値 に_向かっ て急激に増加す る。 し か し な が ら，

M

，。，の値 が

Mpc

に達し た時 点で は，　

MMkX

の値は

M

，

。

に達して い ない

。

　以 上の よ うに_， 押込み側 杭の場 合， H ≒40　ton （N ≒ 325　ton）_では杭 頭 部の

M

．。p が M． に達 し

，

局 部 座 屈の 可 能 性 が 考え られ る

。

そこ で_， 本 鋼 管 杭の局 部 挫 屈につ いて以 下に_検討を行った

。

　文 献

18

）で は， 材 質

STK

　

41

，　

STK

　

50

の 鋼 管の挫 屈

一

₁₃₈

一

試験よ り求め た

，

挫 屈 耐 力 時の歪 度 （εnax ）の下 限 値の評 価 式 を （3 ）式で示して いる。 　 　 　εmax

＝

o

．

22¢ ／

R

）

，

（loく

R

〃〈60：実 験 範 囲 ） 　 　 　

・

一 …………・

・

・

・

・

・

……・

（3） 　 　

R

：鋼 管の半径

，

t：_{綱 管}の肉 厚 　 こ こ で

，

_{本 論}で の_{鋼管 杭}の ε  を （3 ）式より求め て み る と

，R

／t

・

・

300／12i

＝

25 より

，

ε 

己．

8．

8xlo

−

3 _と な る。 ま た

，

こ の εmax の歪 度は

，

降 伏 歪 度 （Ey

＝

1

．

143 ×10

−

3）に対し て約 7

．

7ε3 と な る

。

　

また_， 文 献 19）で は_， 鋼 管の挫 屈 応 力 度 σ  ． と鋼 管 より切 出し た試 験 片の引 張 降 伏 応 力 度 ay

、

の 関係 を実 験 で求め

，

下 式の よ うな近 似 式 を示し て い るc 　 　 　σ  【／σy］

＝

O

．

86十2

．

7（t／R），　（O

．

Ol≦t／R≦0

．

1） 　 　 　

・

・

・

・

・

・

…

　

−t−・

・

−t・

・

・

…

　

一・

・

…

　（4） こ の近 似 式は

，

文 献18）で示さ れて い る am。x／ay （σy 　： 鋼 管の降 伏応力 度 ）と t／R の 関係と よ く対応し ており

，

（

3

＞式 の εmax の 評 価 式が 適用で き る もの と考え ら れ る13）

_。

な お

，

本解折の鋼管杭の t／

R

は

0．

04

であ る

。

　

一

方

，

文献

17

）で は

，

設 計 時 を対象 と し た

，

強 度 的 に も変形 能 力 的に も安 全で あ る径 厚 比

，D

／t （

D

：鋼 管 の直径

，

t：鋼管の肉厚）を下式で与えて い る。 　 　 　

D

／t≦120／σ_y

−・

・

・

・

…

　

一・

一

・

・

…

　

−t・

・

・

・

…

　

t−・

一

一

J・

tS…

　（5）

　　

σ_y　：降 伏 応 力度 （_＃／cmZ ） 　上 式は_， 挫 屈 耐 力 時の歪 度 （ε  ）が

，

　　　

ε

。

、

_a。≧8　e_。

’

・

……・

…・

・

一 ・

………・

………

（

6 ） なる条 件で与え

，

こ の式 を （3）式に代 入して求めて い る

。

なお

，

8ε汐は歪 硬 化 開 始 時の歪 度に対 応する値で

，

ま た （5）式 は 歪硬 化 以 降は再び材の剛性が大き く なり 挫 屈し に くい場 合を取り扱っ た 式 と み な せ る。 　 （5 ）式に

，

_{本 鋼 管 杭}の _断面を適 用す る と

，D

／t

；

600／12＝ 50 ， 120／σ．＝ 120／2

．

4＝ 50と な り， 本 鋼 管 杭の 径 厚 比は歪 硬 化に至るまで挫 屈 を生じ ない _{（5 ）}式の限 界 値に位 置す るこ とに な る

。

　以 上の挫屈に関 し ての_{検 討 結 果}

_，

_{本解 析}の鋼管杭 断 面 は全塑性モ

ー

メン ト（

M

．）に達す る ま で に局 部挫屈が生 じ る可能性を示し て い る。 この場 合

，

本解析の連 動荷 重 下の_{解 析}に おい て は

，Broms

の杭の_{極 限 水 平 耐}力の 解 析上の_{仮 定 条 件}の _{よ う}に

，

杭 頭 部 （

M

． ，）は， 地中部の 最 大 曲げモ

ー

メ ン トが

M

。。 に達 するまで

，Mpc

の 値 （塑 性 ヒ ン ジ）を維持で き ない。 な お

．

引 抜き側 杭 （

P τ

）の 場 合 も， 図

一

6 （e）よ り， 同様の こ と が言え る

。

　 4

．

1

．

3　解 析

B

：杭 基 礎の極限水平 耐 力 　本 項で は

，

3

．

節で述べ た仮 定 条 件よ り_求め た杭 基 礎 全 体の水 平 荷 重

一

杭 頭 変 位 関 係 を， 杭

一

本 当たり の平 均 水 平 荷 重

一

杭 頭 変 位 関 係に変 換し， その結果につ い て述 べ る。 以 下

，

こ こ で は杭

一

本 当た りの平 均 水平 荷 重 を H と表 示する

。

なお_， 杭 基礎全体の_{水 平 耐 力}は_，

F

_，， 瓦 フ

ー

チングの杭 径お よび 連 動荷重が等しい こと よ り

_，

NII-Electronic Library Service

40

02

eo

“

）

エ

1

、

／ ！

8

マも

’

　　’

∠

’

マ

診

｝

sfc 〔

Pc

）

． 9｝ 一一

短 期 設 計 荷 重

0

　　　　

1

　　　　

2

　　

YTopccm

）　

4

　 　 図

一

7　H

−

YT。p

，

荷 重 分 担 率

q

　寸

．

o 　 　o

H

に杭の総 本 数 を乗 ずる ことに よっ て求め られる

。

　図

一

7に_， 杭 基 礎 （F ）の 水 平 荷 重

一

変 位 曲 線 （H

−9T

。p） お よび 押込 み側 杭 （

P

。）

，

引 抜き側 杭 （

Pr

）の 各 荷 重 段 階 にお け る荷重分担 率を示し た

。

なお_， 同図に は_， 杭 材を 弾 性と し た場合 （

F

。）の H

−

Y，。，曲線も参考の ため併記し た。 　杭 基 礎 （

F

）の

H ‘

_y．。 。 曲 線は

，

図

一

6（

b

）に示し た

P 。

杭と

P

，杭の曲線の中 間に位 置する

。

また， 杭 頭 変 位は， 押込 み側 杭の塑 性 化に伴い

，

杭 材 を弾 性と した場 合 （F，） の値に比 して

，

H ≒30 （ton）か ら増 大し

，

　 H ≒45 （ton｝ で_{約 4 （}cm _）に も達する。 荷 重

一

変 位 曲 線 性 状か らみ る と

，

杭 基 礎は

H

≒45 （ton＞以 上の水 平 荷 重に対 して も 抵 抗で きるよ うに推 定さ れ るが

，

押 込み側 杭の杭 頭 部は 全 塑 性モ

ー

メ ン ト（Mp、）に達し て いる、 ま た

，

　 Mpc 時の 縁歪 度は無 限 大に

_，EI

は無 限 小 と なる。 これらの こと を考慮す る と

，

本 基 礎の鋼 管 杭

一

本 当た りの平 均 極 限 水 平 耐 力は 45 （ton）前 後と判 断さ れ る

。

また_， 設 計 短 期 水 平荷重 （≒

17ton

_）に対す る極 限 水 平 耐 力 （≒45　ton） の比は

，

ほ ぼ

2．

65

倍と な る

。

　ま た

，

荷重分担率につ い て み る と_， 杭 材の塑 性 化に_伴 い引抜き側 杭の値が押込み側 杭に比して大きく な る性 状 を 示 し

，

杭基 礎の極限耐 力の算 定に お い て は各 杭の杭 径 が 同

一

の場 合でも

，

荷 重 分 担 率につ い て検 討す る 必要が ある

。

　 4

．

2 場 所 打ちコ ン ク リ

ー

ト杭 基 礎 （

CASE

　2）の _解 　 　　 析 　本 解 析は

，

図

一

1の

F

，お よ び

Fz

フ

ー

チングで

，

杭 径 お よ び連 動 荷 重 ［図

一

4 （

b

＞］が異な る た め

，

解析は両 者の フ

ー

チング基 礎につ い て行っ た。 　

4．2．1

杭の断 面 性 能 （

EI −

M ） 　図

一8

（a_）

_，9

_（a_）に_，

F

，お よ び F，フ

ー

チン グ杭の

EI −M

関 係を

，

軸 力 （

N

）をパ ラメ

ー

タ と して そ れぞれ 示し た。 同 図に は

，

コ ンク リ

ー

トの引 張 亀 裂 発 生 時 （

。

Ft

：▽ ）お よ び 圧 縮 降伏 応 力 時 （cFc ：▼ ）

，

な ら びに鉄 筋 の _{引 張 降 伏 応 力 時}の値 （sft 、10 ） も併 記 した

。

　 コ ン ク リ

ー

ト引 張 亀 裂 発 生 （F，）以 降で は じ めに達す る降 伏 応 力 度は

，F

，お よ び凡 フ

ー

チン グ 杭の場 合 と も

，

ほ ぼ長 期 軸 力 （P，

＝

400　ton

，

350　ton）を境と し， それ 以 下の軸 力では鉄 筋の引 張 応 力度 （sft ）

，

そ れ以 上で はコ ン ク リ

ー

ニトの圧 縮 応 力 度 （cFc ）で ある。 ま た

，

各応 力度 に達す る杭 断 面の曲 げ耐 力は

，

先の鋼 管 杭の_{場 合}と異な り， 軸 力が大 き くな るほど増 大 する。 な お

，

コ ン ク リ

ー

ト引 張 亀 裂 発 生に伴う EI の減少率 は

，

軸 力 が小さい ほ ど大 きい

。

　4

．

．

2

．

2 解 析

A1

：変 動 軸 力 下の押込み側杭お よび 引 抜 　 　 　 　 き側 杭の水 平 挙動 　図

一

8（b）に

，

連 動 荷重 ［図

一

4 （

b

）］時の_， Fr フ

ー

チ ングの押 込み側 杭 （

P

。）お よび引抜き側 杭 （

P

，）の水平荷 重

一

変化 （H

−

yτ。p）曲 線を， 同 図 （c）には水平荷 重

一

_{最 大} 曲 げモ

ー

メ ン ト（

H −MT

。p｝曲 線を示 し た。 な お， 両図に は軸 力 を

一

定 （N，

＝

400ton ：長 期軸 力 ）と仮 定し た場 合の_曲線も併記し た

。

　

押込み側杭 （

P

。）の両 曲 線は， 軸 力 を

N

， （

＝400ton

：

一

_{定〉と し た場 合}の挙 動を示して いる。 これ は

，H

の 増加に伴い 軸 力 （N）が増 加し

，

H ≒80 （ton） 時に杭 頭 でコ ンクリ

ー

トの引張 亀 裂 （▽ ）が発 生する の み で， 杭 材は ほ ぼ弾 性 域にある た めで あ る

。

　こ れ に対し て

，

引 抜き側杭 （

P 。

）の変 位は

，

H ≒50（ton） ［短 期 設 計 荷 重 ］以上 にな る と急 増し， また そ の性 状は

H

≒70 （ton）以 上で さ ら に顕著 とな る

。

これは

，

　H ≒ 45 （ton）で杭 頭の コ ンク リ

ー

トに引張亀 裂が発 生し

，

また H ≒75 （ton_＞で は杭頭が鉄筋の引 張 降 伏 （○ ）に 達 する ［図

一8

（c）］と と も に

，

地中部 最 大 曲 げモ

ー

メ ン ト位 置の コ ン ク リ

ー

トに引 張亀裂が 発生す る た めであ る

。

　

図

一8

（

d

）に は_， 曲 げ耐 力が引 抜き力に よ り減少す る 引 抜き側杭 （

P

，）の， H　

；

　48　ton （N 　＝ ・　100　ton）

，64

　ton （

O

　ton ＞ ， よび

88

　ton （

−

₁₅₀　ton_）時の_{変形曲線，} な ら びに曲 げモ

ー

メ ン ト分 布を示し た

。

　杭 頭 変 位は

，

先の鋼管 杭 の場 合 と 同様に

，

地 中 部の最 大 曲 げモ

ー

メ ン ト位 置で杭材が塑 性 域 （，Ft）に入 る と そ の深さの接線 角が大と な り

，

、

増 大 する。 また

，

地 中部 最 大 曲げモ

ー

メ ン トの値は_， 杭 頭 曲 げモ

ー

メ ン トがほぼ極 限 曲げ耐 力に_達し た と判断され る値 ［図

一

8（c_）の ▼印］ と なっ た場合に も

，

コ ンクリ

ー

トお よび鉄 筋の降伏 応力 時の値には到達 して いない こと がわ か る

。

　また

，

図

一9

（

b

）

，

（c_）お よ び （

d

）に は_， 凡 フ

ー

チン グ杭の H

−y

．。p 曲線

，

　

H −M

丁。p曲 線 お よ び引 抜 き側 杭 （

Pr

）の_変形， 曲 げモ

ー

_{メ ン ト} 分 布を

，

　

F

、杭の場 合 と同 様に し て， それぞ れ示 した。 　こ れ らの解 析 結 果を

F

，杭の場合と比 較すると， 杭 径 による差 異が yTσp お よ び

M 。

。p の値 等に現れ て い る もの の

，

各 曲 線の性 状は

，F

、杭の場合と よく対 応し て い る こと が わ か る。

　

図

一

8 （e_）

_，

9（e＞には

，Fl

お よび

F

， フ

ー

チング杭の ，

一 139一

N工 工

一

Eleotronio _Library

（

切

E

_・

← OO

“

X

）

一

山 6 5 　

100

E

ε

　

：＝ 50 ▽ ：cFe ▼；cFc ▽ ▽ Q ：sf_雪

．

．

　 ▼

9

　 ▼ ▼ 　oN 昌800 _（†on）

一

_o ▼

0150555

0

　 　 　 　

500

（q）El

−

M 　 　 　 　 　800

　　　　　　　　　’

　 　 　 　75Q

　　　　　　　　 コ

ぎ

ξ

_覊

₆

τ

　 　 t／

M

（

t・

m）　

600

・_・5_。｛・・n_）

匸

7

循

）

　

N

＝

−

50_（† °n） σ」₁₅₆

冖

_魚

_肅護

_{計 荷}重 250NL

＝

₅₅₀ （†on

「

（

匚 O む エ 100 50

0

　 　 2YTce （cm ） 4 （b）

H 卩yTOP

闘

_畝

　　　　ノ

_！

一一一一

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_Y

− 　　 ▽！

一　

　

　

　

　

一

　

　

　

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@ 　 　 　　 　 　 　 　 一 @　　 　　 　 　　▼ 　　　　

　

　o

<TAB>

：

C

　

f

：cFc ： s  

iC

H₋

_MTep

　　O　y（cm）4 −一 〇 100 　 　

　

　



　 2 　

M

OP（† ° m） 　400 ）0   i （E・ む Σ ／ ＜ 120 　　 0

M

（

†・

m

）

200

−

一

@

　 　

　

　

　

　



　



　　

　　　　　∠”

　　

　　　　　　



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　　 　舉 ［（｛ 　　 　 　 　 　　　 ＼l 　H （ †on ） 　N（

n

）　’｛i 　　88 　　 − 50

　

　　 66 　

　

50

　　　

44

　　

150 （

d

）

引

抜

き 側

杭

（

P

j

の変形、曲げ

モ

メ ン

ト

分 布



　

　　 　

　

　

　

　 　 　 　 ノ 5° ° 一 諺 プ 笏 ゼ ． 广

　　

　　

　

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尸

_’

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7

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グ _la



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0

　 　 　　 N し　

5QO

　　N（†on）

　

　1000 

　

_e

_）

_MT

甲 　 MMA ﾌ 応 力

_経

路

．

図

一

8

場 打ちコ ク ー

杭（

CASE 　2＞ C フ_ーチン 　140 一

6

　 　　 i_囀

・

←

・O尸 ［

0

▽<TAB><TAB>▽

<TAB><TAB>

_@ ▽；‘ F

<TAB><TAB><TAB><TAB>

_{cFc<TAB><TAB>}臼 ▼；

<TAB><TAB>

　

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sf

膏

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仙。

・・

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60

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＿

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＿

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300

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5 

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ﾔ 髪 二 驚 翫 　 　 　 ノ ・ 　 　 　 　 　 　　　

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　　コ　　　

　　　

　

　 　 　 　

　

　

　

　

　

コ

　

　

　

1

　丁 短 期 設 計 荷 重 丁 ．一一　

一

_「「一 @　　　

　

　　 　　　 　 　 　 「 　2 h 。。

，

†

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I

　 　　 　 　 　 　 ＿L＿L＿

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2

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b

）

H

−

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｝　　4 ？ 　　

　

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）

9

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一

＿

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一

＿ 　

　

　

0

　 　 　

　

　

　

　

　

　

200．

M

庁

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4

　　

　（

c

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H

MTOP

　 　 　　　O　y（

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N

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₈₈

　

　

−

0

　

_（

_m

_{）　　　一一『}

64

₀

2

_{一一『　48}

100

　　　（d

）

引抜_{き側杭 （}

PT

＞ の 形

、

曲 げモーメン ト分 布 一 羣…フ 夢蓼1

 

・彡

　

．

cE

＿，

NII-Electronic Library Service 押込み側杭 （

P

、）お よび引抜き側杭 （

P

。）の

，

作用軸 力（N） に_対す る

，

杭 頭曲げモ

ー

メ ン ト（

M

．p）お よ び地 中 部 最 大 曲げ モ

ー

メン ト（

MM

。X）の

，

長期軸 力 （凡 ｝か らの応 力 経 路を

_．

→ _印ゼ示し た 。 な お

，

同 図の M

−

N 曲 線は

，

コ ン ク リ

ー

トの 引 張 亀 裂 発 生 時 〔。

Ft

）

，

コ ン ク リ

ー

トの圧縮 降 伏 応 力 時 （，

F

，〉

，

鉄 筋の 引 張 降 伏 応 力 時 （

3f

，）お よ び鉄 筋の圧縮降 伏 応 力 時 （sfc ）ご とに表 示し て ある

。

ま た

，

同 図に示 し た太い

一

点 鎖 線の値は

，

EI

−

M の計 算にお い て杭断面の抵抗モ

ー

メン トがこれ以上増 加 しない値で あ り

，

鋼 管杭の全 塑性モ

ー

メン トに相 当す る終 局 耐 力 （以 下，

Mp

。 と す る）と判 断され る。

　

上記の各材の降 伏 応 力 度 （cFt

，

。

ft

，

　cF 。）お よ び

Mp

， 時の

M −N

曲線につ い てみ ると

，

各降伏応力度間の_曲げ 耐 力の _差は

，

軸 力が小さい ほ ど小さ く な り

，

またMpc の値は軸力が大きい_場合に は鉄筋の 。

fc

時の値で

，

軸 力 が小さい場合に はコン ク リ

ー

トの cFc の時の値で ほ ぼ決 定 され る。 な お

，

その境 界の軸 力は

，

本 解 析 例で は，

F

，および

F2

フ

ー

チン ング杭の場 合ともほぼ長 期 軸 力 と な っ て い る。 　 F，お よ び 凡 フ

ー

チング杭の場 合 と も， 杭 頭 曲 げモ

ー

メ ン ト （

M

．p）お よ び地 中 部 最 大 曲 げモ

ー

メ ン ト （

MMA

．〕 の応 力 経 路と

，

各 降 伏 応 力 時の M

−

N 曲 線との関 係は ほ ぼ同じ傾 向を示して いる。 　押込 み側杭（

Pc

）の杭頭の

M

．。p の値は

，

軸 力 （N）とと もにほ ぼ直線的に増加してい る が

，

杭頭 部の コ ン ク リ

ー

トに_{引張 亀裂 （。}

Ft

_）が発 生する と大き く な る。 この傾 向 は地中部の

MMAX

の_値に も現れて い る。 　これに対して

，

断面の曲 げ耐 力が問題とな る引抜き側 杭 （

P

，）の

，

作用軸 力 （

N

＞の減少に伴 う

M

，。p の増 加 率は， 各 部材応 力 度 （。

F

，

，

　sft

，

cFc ）に達 する ほ ど順 次 小 さく な るが

，

逆に_{杭 断}面の終 局曲げ耐 力 （M．）に は早 く近づ く

。

また， MMAX の値は

，

　 P。杭の場 合 と 同 様に， 杭 頭部 の コ ン クリ

ー

トに引 張 亀 裂が発 生 すると急 激に大き く な り

，

MT。p の値に近 づ く。 し か しなが ら

，

　 MM。x の値は

，

終 局 耐 力 （Mρc）の値に至っ て い な い。 　し た がっ て

，

場所打 ちコ ンク リ

ー

ト杭の場 合にっ い て も

，

先の_{鋼 管}杭と 同様に

_，Broms

の_極限水平 耐 力 式の 適 用に_際して は_{， 杭 頭}が塑性ヒン ジ を維持で き る か否か につ いて 十 分検 討す る必 要が あ ろ う

。

　4

．

2

．

₃解析

B

：杭 基 礎の極 限 水平耐 力 　本項では_， 図

一

1に示した F，フ

ー

チン グの  通り

，

お よび

F

、フ

ー

チ ングの  通 り につ いて， 個々 に解析を 行つ た

。

　

以 下の解 析結果は

，3．

ユ

．

3

項の鋼 管 杭の場 合と同様に_，

F

，お よ び

F

，フ

ー

チング基礎の水平荷 重

一

変 位 関 係 を

，

杭

一

本 当た り の平 均 水 平 荷 重

一

変 位 関 係に変 換して示し た。 　図

一

10に

，F

，お よび

F

， フ

ー

チン グ基 礎 （

F

）の水平 100

（

四 匡 ｝ 50 　 　

（

匚 o む 匡

lOG

（

匚

）

50 O　 　Q

38

苫

 

む

一

猷

’

　　　　　 φ

＿ 一 ．，

4

曾

．一

。

MCP（

PT

）

匣

）

ε

）

短 期 設 計 荷 重 憐 軸 魚 膕 担 　 　 　 1yTop ｛c「n） 2 図

一

10　H

−

yrop

，

荷 重 分 担 率 荷 重

一

変位曲線 （

H −

YT。p）

，

お よび各荷重段 階にお け る押 込 み側 杭 （

P

∂

，

引抜き側杭（

P

。）の荷 重分 担率を示し た

。

な お， 縦 軸の

H

は

，F

、お よび

F2

フ

ー

チング基 礎の短 期 設計荷重 時の_{荷重 分 担率}に対応さ せて表示し た

。

な お

，

短期 設 計 水 平 荷 重 は

，

F， フ

ー

チン グ 基 礎 の杭 が 51

．

2 ton

，

　 F2フ

ー

チング基 礎の杭が47

．

3　ton_であ る 。 ま た

，

同 図に は

，

_{杭 材}を 弾 性 （EI コ ン ク リ

ー

トの_{引張 亀裂前} の値 〉とし た場 合 （F∂の

H −y

．。p も併 記し た。 　 上 記の縦 軸に お ける F1および F2フ

ー

チ ング基 礎の H

−・

y，。p 曲 線

，

およびP、

，

　P．杭の荷重分担率に は差 異が 認 められ ず

，

両 通り の値は 良 く

一

致 している

。

　 両 基 礎の杭 頭 変 位は

，

杭 材 弾 性 時の_値

’

に 比 し て

，H

が ほぼ短期設計荷重 以 上にな る と増 大し

，

特に引 抜き側 杭の 剛性低 下の_影響 が 現 れて い る

。

ま た

，

荷 重

一

変 位 曲 線の性状か ら み る と，   通り の基礎は

H

≒

80

（t。n）ま た  通 りの基 礎で は

H

≒ 75 （ton）以 上の水 平 荷 重に対 して も抵抗でき る よ うに推 定され る が

，

引 抜き側 杭は杭 頭部で極限耐力 ［

Mpc

：図

一8

（e_）

_，

_（

9

_（e_）］に達し て お り， これ らの_性状は

，

前 述の_{鋼 管杭基 礎}の そ れ と よ く対 応し てい ること が わ か る

。

　以 上 より

，

本 基 礎の杭

一

本当た り の平 均 極 限水平耐 力 は

，

F、 フ

ー

チング基 礎 （  通 り ；図

一

1）では80 （ton）

，

F

、フ

ー

チ ング基 礎 （  通 り｝で は75 （ton）前 後と判 断さ れ る。 ま た， 基 礎 全体の極 限水平 耐力は，

F

，フ

ー

チ ング個 数が支配的で ある （図

一

1）ことか ら

，

  通り の基 礎 杭

一

本 当た りの H ≒75 （ton）に杭の総 本 数 を乗 じ た値で ほ ぼ評 価さ れ よう。 さ らに， 本 基 礎の極 限 水 平 耐 力は設 計 短 期 水 平 荷 重の 2倍 程 度と

，

ま た その荷 重 時 の基 礎の水 平 変 位は 1

．

5 （cm ）程

度

と見な され る。 　また， 図

一

_{10に示 し た荷 重 分 担 率に}つ い てみ ると

，

杭 材の 塑 性 化に伴い押 込み側 杭 （P∂の値が引 抜き側 杭 （

P

，）に比 して大き く な り， 各 杭の荷 重 分 担 率は鋼 管 基 礎 の_場合と同様に， 杭 材の塑性 化に伴い 変化す る

。

　

5．

結 語 　以上

，

杭 基 礎の極 限 水 平 耐 力の評価に は

，

杭断 面の 曲 げ剛 性お よ び 地盤 反 力の非 線 形 性 状の_他に， 水 平力 に 伴っ て変化す る軸 力の影 響 も無 視で き ない こ と が判 明し

一

₁₄₁

一

N工 工

一

Eleotronio _Library

た。 　 杭 基 礎の極 限 水 平 耐 力 を算 定 する場 合

，

杭 基 礎 を構 成 して い る各 杭

，

特に地 震 時の押 込みお よ び引 抜き側の

，

変 動 軸 力 を考 慮し た水 平 挙 動 を明 確に し， その結 果に基 づ き極 限 水 平 耐 力 を検 討 すること が必 要で ある

。

　また

，

本 論の解 析 例で示し た

一

ス パ ン建 物の場 合

，

基 礎の極 限 水 平 耐 力は

，

鋼 管 杭で は押 込み側フ

ー

チングの 杭の， ま た場 所 打ちコ ンク リ

ー

ト杭では引 抜き側フ

ー

チ ングの杭の曲げ耐 力に大き く支配 さ れ

，

多ス パ ン建 物の 場合に比して

，

_杭基礎の_{水 平 耐 力}には余 裕が少 ない もの と判 断さ れ る。 参考 文献 　1） 冩永 晃 司

，

山 本 春 行

，

染 川 常二 1地 盤 移 動 型 実 験 装置に 　 　 　よる模 型 単 杭の大 変 形 水 平 加 力 試 験

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，

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1188

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　　 　pp

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2421

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ー

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，

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ー，

pp

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_、

70

−

90

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昭 和59 年9月 ） 7 ） 8 ） 9 10） 11_） 12） 13） 14） 15） 16） ユ7） 18） 19） 古 藤 田 喜 久 雄

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pp

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昭 和52年5月 古藤田喜 久 雄

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丸 山 今 朝美 ：地 盤 の変 形 係 数

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pp

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同解説

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IV下 部 構 造 編

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丸 善 株 式 会 社

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昭 和59年10月 古 藤田喜 久 雄

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風間　了 ：地 盤 お よ び くい材の 塑 性 性 状 を考 慮し たくい の水平挙 動 （そ の 7

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塑性域に お け る鋼 管 ぐい の M

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N 曲線

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EI−

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日本 建 築 学 会 大会学 術 講 演 梗 概 集

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丸善 株 式 会 社tpp

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B

．

B

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29

−

38

_，

昭和 48年ll月

一

₁₄₂

一

NII-Electronic Library Service

SYNOPSIS

UDC:624.154:624.131.524.4

ULTIMATE

.LATERAL

RESISTANCE

OF

PILE

FOUNDATION

SUBJECTED

TO

AXIAL

TRANSllINT

LOAD

-Part

1,

Analysis

of single

bay

'

by

KIKUO KOTODA, Profes$or,Scienceand Engineeiing

ResearchLaboratory,Waseda University,ancl Dr.

SATORU KAZAMA, Professor.Ditto,Members of

A.I.J,

'

During earthquakes, pile

foundation

of astructure

is

subjected teoverturning moment together with

Iateral

for-ce,

besides

normal axial load,

Both

forces,

coupled with one another, vary according to time. Further, clueto

the overturning moment, _pileinthe overturning directionissubjected to compression

force,

whereas _pilein_the opposite

direction

issubjected totensile

force.

Numerical

analysis

has

been

conducted ori

both

steel _pipepilesand cast-in-place concrete _pilesof _14-story structures

(SRC).

Axial loidon

_piles

isassumed to change lineallywith theIateral

foTce.,

Ultimate

lateral

re-sistance of i

)

_pilessubjected toeither compre$sion or tensile

force,

atid

ii

)

_pile

foundations

situated span-wise

is

discussed.

.

Following conclusions were

derived;

･

･

.

it

i

)

In

dependent

of the _pile material, _piles subjected to compression or tensile

force

show

clifferent

type of

lateral

behavior

with one another wheh the_pile

is

deforrned

bey6nd

elasticity

limit,

Furthe[,

-ultimate

lateral

resistance of steel

_pipe

_piles

subjected tocompression

force

is

extremely small compared to those subjected

totensile

force,

whereas

it

is

the contrary

fol

cast-in-place concrete piles.

.

ii)

Ultithate

lateralresistance of the pile

foundation

is

determined

by

theultimate resistance of the _pile

jected

to compre$sion forceforsteel _pipe

_piles,

and forcast-in-place concrete

_piles,

it

is

detevmined

by

_that

of thepilesubjec.ted tothecompressi6n

force.

Also,

lateral

load

distribution

factor

(ratio

of the

lateral

load

suppolted

by

_{a pile}individuallyto the total

lateral

force

_acting on thestructure) of pile'subjected to

pressionand tensile

force

differwith the increaseof lateral

force.