JP2534713Y2 - 制振杭 - Google Patents
制振杭Info
- Publication number
- JP2534713Y2 JP2534713Y2 JP5546891U JP5546891U JP2534713Y2 JP 2534713 Y2 JP2534713 Y2 JP 2534713Y2 JP 5546891 U JP5546891 U JP 5546891U JP 5546891 U JP5546891 U JP 5546891U JP 2534713 Y2 JP2534713 Y2 JP 2534713Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pile
- steel
- piles
- force
- damping
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Piles And Underground Anchors (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案は、中小程度の地震に対
しても確実な減衰性能が発現される制振杭に関する。
しても確実な減衰性能が発現される制振杭に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、鋼材を素材とする既製の杭として
は、たとえば鋼杭，プレストレストコンクリート杭など
が知られているが、鋼杭は普通鋼を用いて製作されてお
り、プレストレストコンクリート杭も同様に、普通鋼を
素材とする鉄筋を用いたコンクリート製のものである。
は、たとえば鋼杭，プレストレストコンクリート杭など
が知られているが、鋼杭は普通鋼を用いて製作されてお
り、プレストレストコンクリート杭も同様に、普通鋼を
素材とする鉄筋を用いたコンクリート製のものである。
【０００３】
【考案が解決しようとする課題】上記の鋼杭，プレスト
レストコンクリート杭は、両者とも大地震に対して抵抗
することができる曲げ耐力、せん断耐力をもつように設
計したものが使用されているため、大地震発生時のエネ
ルギーを吸収して減衰させる性能について問題が生じる
ことはないが、中小程度の地震が発生したときは、弾性
域内にあって減衰性能が弱いため、共振現象が誘発され
てこれらの杭によって支持されている上部構造物の振幅
が増大することがあり、十分なエネルギー吸収効果が得
られないという問題がある。
レストコンクリート杭は、両者とも大地震に対して抵抗
することができる曲げ耐力、せん断耐力をもつように設
計したものが使用されているため、大地震発生時のエネ
ルギーを吸収して減衰させる性能について問題が生じる
ことはないが、中小程度の地震が発生したときは、弾性
域内にあって減衰性能が弱いため、共振現象が誘発され
てこれらの杭によって支持されている上部構造物の振幅
が増大することがあり、十分なエネルギー吸収効果が得
られないという問題がある。
【０００４】この考案は、上記のような問題を解決し
て、大地震だけでなく、中小地震に対しても確実な減衰
性能が発現される制振杭を提供することを目的とする。
て、大地震だけでなく、中小地震に対しても確実な減衰
性能が発現される制振杭を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この考案においては、上部構造物の杭基礎に使用す
る杭を、普通鋼杭または普通鋼鉄筋が配筋されたプレス
トレストコンクリート杭と、極軟鋼杭とを並列に配して
設置し、地震発生時において、前記各杭のうち、極軟鋼
杭がより早期に降伏点に到達し、この鋼杭の塑性変形に
よる減衰性能が付与される構成としてある。
め、この考案においては、上部構造物の杭基礎に使用す
る杭を、普通鋼杭または普通鋼鉄筋が配筋されたプレス
トレストコンクリート杭と、極軟鋼杭とを並列に配して
設置し、地震発生時において、前記各杭のうち、極軟鋼
杭がより早期に降伏点に到達し、この鋼杭の塑性変形に
よる減衰性能が付与される構成としてある。
【０００６】普通鋼杭と極軟鋼杭とを並列に配置して構
成された制振杭について、地震エネルギーを吸収する機
構の原理を説明する。 （１）普通鋼杭と極軟鋼杭との双方がせん断降伏する場
合 普通鋼杭と極軟鋼杭とのせん断力Ｑと変形δとの関係を
図示すると図１のとおりであり、それぞれ降伏せん断力
ＱM , ＱS が加えられたときδM , δS の変形を生じ、
この状態でさらに力を加えると塑性変形する。同図のＫ
M , ＫS は各鋼杭のせん断剛性である。この両者の線図
を合成したせん断力と変形との関係を描くと、図２に示
すような履歴ループとなり、普通鋼杭が降伏する前に極
軟鋼杭が降伏点に到達する。
成された制振杭について、地震エネルギーを吸収する機
構の原理を説明する。 （１）普通鋼杭と極軟鋼杭との双方がせん断降伏する場
合 普通鋼杭と極軟鋼杭とのせん断力Ｑと変形δとの関係を
図示すると図１のとおりであり、それぞれ降伏せん断力
ＱM , ＱS が加えられたときδM , δS の変形を生じ、
この状態でさらに力を加えると塑性変形する。同図のＫ
M , ＫS は各鋼杭のせん断剛性である。この両者の線図
を合成したせん断力と変形との関係を描くと、図２に示
すような履歴ループとなり、普通鋼杭が降伏する前に極
軟鋼杭が降伏点に到達する。
【０００７】したがって、普通鋼杭と極軟鋼杭との双方
が降伏するような大地震が発生した場合には、図２の斜
線で示す部分が極軟鋼杭の塑性変形によるエネルギー吸
収効果として付与され、これにより上部構造物の振動を
より有効に減衰させる。 （２）極軟鋼杭のみがせん断降伏する場合 普通鋼杭と極軟鋼杭とのせん断力Ｑと変形δとの関係
は、それぞれ図３（Ａ）の直線と図３（Ｂ）の履歴ルー
プによって示されるように、普通鋼杭は弾性域内での変
形であって、力Ｑが零に戻ったときの残留変形は零にな
るが、極軟鋼杭は降伏点を超えて塑性変形したのちは、
力Ｑを零に戻しても残留変形δ1 生じる。
が降伏するような大地震が発生した場合には、図２の斜
線で示す部分が極軟鋼杭の塑性変形によるエネルギー吸
収効果として付与され、これにより上部構造物の振動を
より有効に減衰させる。 （２）極軟鋼杭のみがせん断降伏する場合 普通鋼杭と極軟鋼杭とのせん断力Ｑと変形δとの関係
は、それぞれ図３（Ａ）の直線と図３（Ｂ）の履歴ルー
プによって示されるように、普通鋼杭は弾性域内での変
形であって、力Ｑが零に戻ったときの残留変形は零にな
るが、極軟鋼杭は降伏点を超えて塑性変形したのちは、
力Ｑを零に戻しても残留変形δ1 生じる。
【０００８】この両者の線図を合成したせん断力と変形
との関係を図示すると、図４のような履歴ループが得ら
れる。この履歴ループによれば、力Ｑが零に戻ったとき
の残留変形がδ2 であるとすると、０＜δ2 ＜δ1 であ
るから、極軟鋼杭は（δ1 −δ2 ）に相当するゆるみが
生じてせん断剛性には寄与しないことになる。このた
め、力Ｑが零に近いときは普通鋼杭のせん断剛性ＫM の
みが有効であり、力Ｑがわずかに増大して極軟鋼杭のゆ
るみがなくなると、普通鋼杭と極軟鋼杭とのせん断剛性
の和（ＫM ＋ＫS ）が剛性として寄与するようになり、
さらに力Ｑが増加して極軟鋼杭がせん断降伏すると、普
通鋼杭のせん断剛性ＫM のみが寄与することになる。
との関係を図示すると、図４のような履歴ループが得ら
れる。この履歴ループによれば、力Ｑが零に戻ったとき
の残留変形がδ2 であるとすると、０＜δ2 ＜δ1 であ
るから、極軟鋼杭は（δ1 −δ2 ）に相当するゆるみが
生じてせん断剛性には寄与しないことになる。このた
め、力Ｑが零に近いときは普通鋼杭のせん断剛性ＫM の
みが有効であり、力Ｑがわずかに増大して極軟鋼杭のゆ
るみがなくなると、普通鋼杭と極軟鋼杭とのせん断剛性
の和（ＫM ＋ＫS ）が剛性として寄与するようになり、
さらに力Ｑが増加して極軟鋼杭がせん断降伏すると、普
通鋼杭のせん断剛性ＫM のみが寄与することになる。
【０００９】このように、普通鋼杭は降伏することな
く、極軟鋼杭のみが降伏するような中小地震が発生した
場合において、合成された図４の履歴ループの形状はス
リップのあるバイリニア型のものであるから、この履歴
ループによる地震エネルギーの吸収効果として上部構造
物の振動を減衰する制振力が付与されるほか、スリップ
によるやじろべえ型に類した制振力が併せて付与され
る。
く、極軟鋼杭のみが降伏するような中小地震が発生した
場合において、合成された図４の履歴ループの形状はス
リップのあるバイリニア型のものであるから、この履歴
ループによる地震エネルギーの吸収効果として上部構造
物の振動を減衰する制振力が付与されるほか、スリップ
によるやじろべえ型に類した制振力が併せて付与され
る。
【００１０】これまで説明した地震エネルギーの吸収機
構は、降伏点の異なる２種の鋼杭の双方または一方がせ
ん断降伏する場合であるが、これらの鋼杭が曲げ降伏す
る場合についても、前記と同様の原理が成立し、曲げモ
ーメントと曲率との関係を、前記と同様の形状をもつ履
歴ループによって表すことができる。
構は、降伏点の異なる２種の鋼杭の双方または一方がせ
ん断降伏する場合であるが、これらの鋼杭が曲げ降伏す
る場合についても、前記と同様の原理が成立し、曲げモ
ーメントと曲率との関係を、前記と同様の形状をもつ履
歴ループによって表すことができる。
【００１１】
【実施例】図５は地中に設置された杭１０とこの杭１０
によって支持された上部構造物１とを示した概要図であ
り、この考案による杭の配置の実施例を図６及び図７に
示す。図６は、フーチング２と支持基盤３との間の地中
に、普通鋼管杭１１と極軟鋼管杭１２とを、それぞれ２
本ずつ正方形の対角位置に設置した例であり、双方の鋼
管杭１１，１２が支持基盤３に着地して、上部構造物１
の鉛直力を支持している。
によって支持された上部構造物１とを示した概要図であ
り、この考案による杭の配置の実施例を図６及び図７に
示す。図６は、フーチング２と支持基盤３との間の地中
に、普通鋼管杭１１と極軟鋼管杭１２とを、それぞれ２
本ずつ正方形の対角位置に設置した例であり、双方の鋼
管杭１１，１２が支持基盤３に着地して、上部構造物１
の鉛直力を支持している。
【００１２】図７は、図６において４本配置した鋼管杭
のうち、３本は普通鋼管杭１１であって、支持基盤３に
着地し、上部構造物１の鉛直力を支持しているが、他の
１本の極軟鋼管杭１２は支持基盤３に着地せず、上部構
造物１の鉛直力を支持することなく、地震発生時の水平
力のみを分担するようにしてある。なお、この考案の地
震エネルギー吸収機構の原理は、上述した普通鋼杭に代
えて普通鋼鉄筋が配筋されたプレストレストコンクリー
ト杭を設置する場合においても、前記と同様に成立す
る。
のうち、３本は普通鋼管杭１１であって、支持基盤３に
着地し、上部構造物１の鉛直力を支持しているが、他の
１本の極軟鋼管杭１２は支持基盤３に着地せず、上部構
造物１の鉛直力を支持することなく、地震発生時の水平
力のみを分担するようにしてある。なお、この考案の地
震エネルギー吸収機構の原理は、上述した普通鋼杭に代
えて普通鋼鉄筋が配筋されたプレストレストコンクリー
ト杭を設置する場合においても、前記と同様に成立す
る。
【００１３】
【考案の効果】以上説明したように、この考案によれ
ば、普通鋼杭または普通鋼鉄筋を配筋したプレストレス
トコンクリート杭と、極軟鋼杭との降伏点の異なる鋼材
を素材とする２種の杭を並列に設置し、地震発生時に、
これらの杭のそれぞれの鋼材の特性を合成した履歴ルー
プによるエネルギーの吸収原理に基づいて振動を減衰す
る性能を付与しているため、大地震が発生した場合だけ
でなく、中小地震が発生した場合においても共振現象を
誘発することなく、確実な減衰性能を発現する制振杭が
得られる。
ば、普通鋼杭または普通鋼鉄筋を配筋したプレストレス
トコンクリート杭と、極軟鋼杭との降伏点の異なる鋼材
を素材とする２種の杭を並列に設置し、地震発生時に、
これらの杭のそれぞれの鋼材の特性を合成した履歴ルー
プによるエネルギーの吸収原理に基づいて振動を減衰す
る性能を付与しているため、大地震が発生した場合だけ
でなく、中小地震が発生した場合においても共振現象を
誘発することなく、確実な減衰性能を発現する制振杭が
得られる。
【００１４】また、この考案によれば、降伏点の異なる
鋼材を素材とする２種の杭を用いるという極めて簡単な
構成によって所期の制振効果を得ることができるため、
特別な制振装置を設置する必要がなく、制振用機器類の
保守管理は全く不要になるという利点がある。
鋼材を素材とする２種の杭を用いるという極めて簡単な
構成によって所期の制振効果を得ることができるため、
特別な制振装置を設置する必要がなく、制振用機器類の
保守管理は全く不要になるという利点がある。
【図１】普通鋼杭と極軟鋼杭とのせん断降伏時における
力と変形との関係を示す線図である。
力と変形との関係を示す線図である。
【図２】図１の普通鋼杭と極軟鋼杭とを合成したせん断
力と変形との関係を示す線図である。
力と変形との関係を示す線図である。
【図３】普通鋼杭の弾性域内におけるせん断力と変形と
の関係を示す線図（Ａ）および極軟鋼杭がせん断降伏に
より塑性変形した後、力を零に戻すまでのせん断力と変
形との関係を示す履歴ループ図（Ｂ）である。
の関係を示す線図（Ａ）および極軟鋼杭がせん断降伏に
より塑性変形した後、力を零に戻すまでのせん断力と変
形との関係を示す履歴ループ図（Ｂ）である。
【図４】図３（Ａ）と図３（Ｂ）とを合成したせん断力
と変形との関係を示す履歴ループ図である。
と変形との関係を示す履歴ループ図である。
【図５】上部構造物とこれを支持する杭を示す側面概要
図である。
図である。
【図６】この考案の制振杭の実施例を示す平面断面図
（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
【図７】この考案の制振杭の他の実施例を示す平面断面
図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
図（Ａ）と側面図（Ｂ）である。
１ 上部構造物 １０ 杭 １１ 普通鋼杭 １２ 極軟鋼杭
Claims (1)
- 【請求項１】 上部構造物の杭基礎に使用する杭を、普
通鋼杭または普通鋼鉄筋が配筋されたプレストレストコ
ンクリート杭と極軟鋼杭とを並列に配して設置し、地震
発生時に、前記２種の杭のうち、極軟鋼杭がより早期に
降伏点に到達し、この鋼杭の塑性変形による減衰性能が
付与される構成としたことを特徴とする制振杭。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5546891U JP2534713Y2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 制振杭 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5546891U JP2534713Y2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 制振杭 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057737U JPH057737U (ja) | 1993-02-02 |
| JP2534713Y2 true JP2534713Y2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=12999438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5546891U Expired - Lifetime JP2534713Y2 (ja) | 1991-07-17 | 1991-07-17 | 制振杭 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2534713Y2 (ja) |
-
1991
- 1991-07-17 JP JP5546891U patent/JP2534713Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH057737U (ja) | 1993-02-02 |
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