JP7205824B2 - 二重鋼管付きコンクリート杭、その設計方法、その使用方法及びそれを備える杭基礎 - Google Patents
二重鋼管付きコンクリート杭、その設計方法、その使用方法及びそれを備える杭基礎 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7205824B2 JP7205824B2 JP2018231309A JP2018231309A JP7205824B2 JP 7205824 B2 JP7205824 B2 JP 7205824B2 JP 2018231309 A JP2018231309 A JP 2018231309A JP 2018231309 A JP2018231309 A JP 2018231309A JP 7205824 B2 JP7205824 B2 JP 7205824B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- steel pipe
- yield strength
- concrete
- axial force
- nlimit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Piles And Underground Anchors (AREA)
Description
非特許文献1及び2は、SC杭に軸力が作用している場合のSC杭の曲げ変形性能を報告している。非特許文献2の図1によれば、SC杭に軸力が作用している場合(No.2~No.7)、軸力が作用していない場合(No.1)に比べ、部材角の増大に伴って杭頭曲げモーメントが急激に小さくなっており、SC杭の変形性能(靭性)が低下する。これに対し、SC杭の中空部にセメントミルクやコンクリートを充填材として充填した場合(No.8、No.9)、充填していない場合(No.2~No.7)に比べ、SC杭の靱性が向上する。具体的には、セメントミルクやコンクリートが充填されたSC杭(No.8、No.9)は、塑性率(降伏時の曲率(部材角)に対する曲率(部材角)の比率)5倍まで最大曲げ耐力の約8割を保持する。
この点、特許文献2が開示するSC杭によれば、内鋼管を設けたことによって中空部を確保することができ、SC杭を埋め込み工法に容易に適用可能である。
上述の事情に鑑みて、本発明の目的は、軸力が作用している場合であっても、靭性が従来よりも改善される二重鋼管付きコンクリート杭を提供することにある。
また、本発明の目的は、軸力が作用している場合であっても、靭性が従来よりも改善される二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、軸力が作用している場合であっても、靭性が従来よりも改善される二重鋼管付きコンクリート杭の使用方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、軸力が作用している場合であっても、靭性が従来よりも改善される二重鋼管付きコンクリート杭を備える杭基礎を提供することにある。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている。
この点、特許文献2のSC杭においても、従来と同様、内鋼管の座屈については特に考慮されておらず、コンクリート片の移動さえ防止できればよいと考えられていたと思われる。
しかしながら、本発明者らが種々検討を重ねた結果、内鋼管が座屈した場合、コンクリート片の移動を十分に抑制できなくなり、当初期待した通りの靱性を得られない場合があることがわかった。
この点、上記構成(1)によれば、内鋼管の厚さを外径の0.02倍以上とすることで、内鋼管の局部座屈を抑制することができる。これにより、コンクリート部でコンクリート片が剥離、圧壊したとしても、二重鋼管付きコンクリート杭の中空部内へのコンクリート片の移動を抑制することができる。この結果として、上記構成(1)によれば、靭性が従来よりも改善される中空の二重鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
また、本発明者らが種々検討を更に重ねた結果、二重鋼管付きコンクリート杭には限界軸力があり、限界軸力を超える軸力の作用下では、靱性が低下することが判明した。そして、限界軸力を超える軸力の作用下では、内鋼管の座屈のみが靱性低下を引き起こしているのではなく、外鋼管の塑性変形、内鋼管の塑性変形及びコンクリート部の損傷のうち1つ又は2つ以上が要因となって靱性低下を引き起こしていることが判明してきた。
そこで、上記構成(1)では、靱性低下と関連のある、外鋼管の降伏耐力、内鋼管の降伏耐力及びコンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて限界軸力を設定している。このようにして設定された限界軸力以下で使用すれば、二重鋼管付きコンクリート杭は良好な靱性を発揮する。
次式: Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.32
で満たされる関係を満たしている。
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/Pso≦2.65
で示される関係を満たしている。
次式: Nlimit/Pso≦1.92
で示される関係を満たしている。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi)≦1.15
で示される関係を満たしている。
次式: Nlimit/(Pso+Psi)≦1.02
で示される関係を満たしている。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Pc)≦0.53
で示される関係を満たしている。
次式: Nlimit/(Pso+Pc)≦0.38
で示される関係を満たしている。
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとしたとき、次式:
Nlimit/Psi≦2.45
で示される関係を満たしている。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記内鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPsi’とし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso’+Psi’+Pc)≦0.43
で満たされる関係を満たしている。
次式: Nlimit/(Pso’+Psi’+Pc)≦0.34
で満たされる関係を満たしている。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/Pso’≦3.10
で示される関係を満たしている。
次式: Nlimit/Pso’≦2.24
で示される関係を満たしている。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記内鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPsi’とし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso’+Psi’)≦1.23
で示される関係を満たしている。
次式: Nlimit/(Pso’+Psi’)≦1.14
で示される関係を満たしている。
前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso’+Pc)≦0.54
で示される関係を満たしている。
次式: Nlimit/(Pso’+Pc)≦0.40
で示される関係を満たしている。
前記内鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPsi’としたとき、次式:
Nlimit/Psi’≦2.63
で示される関係を満たしている。
塑性率が6以上であり限界変形角が20/1000rad以上である。
塑性率が6以上であり限界変形角が40/1000rad以上である。
前記コンクリート部と前記内鋼管の間に円筒形状のグラウトからなる充填部を有する。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備える二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法において、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たすようにし、
前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて、前記二重鋼管付きコンクリート杭の限界軸力を設定し、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている。
この点、特許文献2のSC杭においても、従来と同様、内鋼管の座屈については特に考慮されておらず、コンクリート片の移動さえ防止できればよいと考えられていたと思われる。
しかしながら、本発明者らが種々検討を重ねた結果、内鋼管が座屈した場合、コンクリート片の移動を十分に抑制できなくなり、当初期待した通りの靱性を得られない場合があることがわかった。
この点、上記構成(22)によれば、内鋼管の厚さを外径の0.02倍以上とすることで、内鋼管の局部座屈を抑制することができる。これにより、コンクリート部でコンクリート片が剥離、圧壊したとしても、二重鋼管付きコンクリート杭の中空部内へのコンクリート片の移動を抑制することができる。この結果として、上記構成(24)によれば、靭性が従来よりも改善される中空の二重鋼管付きコンクリート杭を提供することができる。
また、本発明者らが種々検討を更に重ねた結果、二重鋼管付きコンクリート杭には限界軸力があり、限界軸力を超える軸力の作用下では、靱性が低下することが判明した。そして、限界軸力を超える軸力の作用下では、内鋼管の座屈のみが靱性低下を引き起こしているのではなく、外鋼管の塑性変形、内鋼管の塑性変形及びコンクリート部の損傷のうち1つ又は2つ以上が要因となって靱性低下を引き起こしていることが判明してきた。
そこで、上記構成(22)では、靱性低下と関連のある、外鋼管の降伏耐力、内鋼管の降伏耐力及びコンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて限界軸力を設定している。このようにして設定された限界軸力以下で使用すれば、二重鋼管付きコンクリート杭は良好な靱性を発揮する。
また、上記構成(22)によれば、外鋼管の降伏耐力Pso、内鋼管の降伏耐力Psi、及びコンクリート部の降伏耐力Pcの和に対する限界軸力Nlimitの比が0.42以下に制限されており、外鋼管、内鋼管及びコンクリート部の3つの構成要素が全体として二重鋼管付きコンクリート杭に作用する軸力を負担可能である。このため、当該構成(22)で設計された二重鋼管付きコンクリート杭は、限界軸力以下で良好な靱性を発揮する。
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備える二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法において、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たすようにし、
前記二重鋼管付きコンクリート杭の限界軸力が所定の値となるように、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上を選択し、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている。
また、上記構成(23)によれば、外鋼管の降伏耐力Pso、内鋼管の降伏耐力Psi、及びコンクリート部の降伏耐力Pcの和に対する限界軸力Nlimitの比が0.42以下に制限されており、外鋼管、内鋼管及びコンクリート部の3つの構成要素が全体として二重鋼管付きコンクリート杭に作用する軸力を負担可能である。このため、当該構成(23)で設計された二重鋼管付きコンクリート杭は、限界軸力以下で良好な靱性を発揮する。
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たす、二重鋼管付きコンクリート杭の使用方法であって、
前記二重鋼管付きコンクリート杭に対し地震時に作用する軸力が、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定される限界軸力以下になるようにし、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている。
また、上記構成(24)によれば、外鋼管の降伏耐力Pso、内鋼管の降伏耐力Psi、及びコンクリート部の降伏耐力Pcの和に対する限界軸力Nlimitの比が0.42以下に制限されており、外鋼管、内鋼管及びコンクリート部の3つの構成要素が全体として二重鋼管付きコンクリート杭に作用する軸力を負担可能である。このため、当該構成(24)で使用された二重鋼管付きコンクリート杭は、限界軸力以下で良好な靱性を発揮する。
二重鋼管付きコンクリート杭を備える杭基礎において、
前記二重鋼管付きコンクリート杭は、
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記二重鋼管付きコンクリート杭に対し地震時に作用する軸力が、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定される限界軸力以下であり、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている。
また、上記構成(25)によれば、外鋼管の降伏耐力Pso、内鋼管の降伏耐力Psi、及びコンクリート部の降伏耐力Pcの和に対する限界軸力Nlimitの比が0.42以下に制限されており、外鋼管、内鋼管及びコンクリート部の3つの構成要素が全体として二重鋼管付きコンクリート杭に作用する軸力を負担可能である。このため、当該構成(25)の杭基礎において、二重鋼管付きコンクリート杭は、限界軸力以下で良好な靱性を発揮する。
また、本発明によれば、軸力が作用している場合であっても、靭性が従来よりも改善される二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法が提供される。
また、本発明によれば、軸力が作用している場合であっても、靭性が従来よりも改善される二重鋼管付きコンクリート杭の使用方法が提供される。
また、本発明によれば、軸力が作用している場合であっても、靭性が従来よりも改善される二重鋼管付きコンクリート杭を備える杭基礎が提供される。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
図1及び図2に示したように、WSC杭1は、外鋼管3と、内鋼管4と、杭体5とを備える。
外鋼管3は、中空で円筒形状を有しており、例えば、SKK材によって構成されている。外鋼管3は、例えば、300mm以上1500mm以下の外径Dsoを有し、外鋼管3の外径Dsoは、WSC杭1の外径Dpに相当する。また、外鋼管3は、例えば、4.5mm以上25mm以下の厚さ(板厚)tsoを有する。外鋼管3は、例えば、325N/mm2の降伏強度Fsoyを有し、205000N/mm2の弾性係数Esoを有する。
このような応力分布に起因して、従来のSC杭に軸力が作用している場合、SC杭の地震時の破壊モードは、外鋼管が圧縮力により座屈し、外鋼管の内周面付近のコンクリートが圧壊し、そして、コンクリートの最内周面が圧壊して崩落するという順序をたどる。このようにコンクリートの最内周面が崩落し、コンクリート片が移動することで、コンクリートの体積が減少し、曲げ変形が繰り返されると靱性が低下してしまう。
また、外鋼管3及び内鋼管4の両方に端板7が溶接されていてもよいが、一方のみに溶接され、他方には溶接されていなくてもよい。例えば、外鋼管3にのみ端板7が溶接され、内鋼管4には端板7が溶接されていなくてもよい。なお、端板7が取り付けられている場合、WSC杭1の長さLは、端板7の外面間の長さである。WSC杭1は、例えば、2m以上の長さLを有する。
tsi≧0.02×Dsi ・・・(1)
で示される関係が満たされている。つまり内鋼管4の厚さtsiは外径Dsiの0.02倍以上(2%以上)である。
内鋼管4の降伏耐力(圧縮耐力)は、内鋼管4の座屈を考慮しない場合、内鋼管4の横断面積と内鋼管4の降伏強度(圧縮強度)Fsiyの積であるが、座屈を考慮にいれたものであってもよい。なお、内鋼管4の降伏強度Fsiyは、公称値であっても実測値であってもよい。
コンクリート部6の降伏耐力(圧縮耐力)は、コンクリート部6の横断面積とコンクリート部6の降伏強度(圧縮強度)Fcの積である。なお、コンクリート部6の降伏強度(圧縮強度)Fcは、公称値であっても実測値であってもよい。
そこで、本実施形態では、靱性低下と関連のある、外鋼管3の降伏耐力、内鋼管4の降伏耐力及びコンクリート部6の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて限界軸力Nlimitを設定している。このようにして設定された限界軸力Nlimit以下で使用すれば、二重鋼管付きコンクリート杭1は良好な靱性を発揮する。
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42 ・・・(2)
で満たされる関係を満たしている。
なお上記式(2)において、Nlimit/(Pso+Psi+Pc)は、好ましくは0.32以下であり、より好ましくは0.31以下である。
なお、図5中の軸力比1は、限界軸力Nlimitに対する、外鋼管3の降伏耐力Psoとコンクリート部6の降伏耐力Pcの和の比であり、WSC杭1のうち従来のSC杭に相当する部分に着目したときの軸力比である。
また、図5中の軸力比2は、限界軸力Nlimitに対する、外鋼管3の降伏耐力Pso、コンクリート部6の降伏耐力Pc及び内鋼管4の降伏耐力Psiの和の比であり、WSC杭1のうち従来のSC杭に相当する部分と内鋼管4に着目したときの軸力比である。
Nlimit/Pso≦2.65 ・・・(3)
で示される関係を満たしている。
なお上記式(3)において、Nlimit/Psoは、好ましくは1.92以下であり、より好ましくは1.83以下である。
また、図6に示したWSC杭1の限界軸力Nlimitは、上記式(3)で示される関係と同時に、上記式(2)で示される関係も満たしている。ただし、このときの式(2)の右辺は好ましい値(0.32)である。このように、WSC杭1の限界軸力Nlimitは、上記式(2)及び上記式(3)のうちいずれか一方を満たしていても、両方を満たしていてもよい。
Nlimit/(Pso+Psi)≦1.15 ・・・(4)
で示される関係を満たしている。
なお上記式(4)において、Nlimit/(Pso+Psi)は、好ましくは1.02以下であり、より好ましくは0.97以下である。
また、図7に示したWSC杭1の限界軸力Nlimitは、上記式(4)で示される関係と同時に、上記式(2)で示される関係も満たしている。このように、WSC杭1の限界軸力Nlimitは、上記式(2)及び上記式(4)のうちいずれか一方を満たしていても、両方を満たしていてもよい。
Nlimit/(Pso+Pc)≦0.53 ・・・(5)
で示される関係を満たしている。
なお上記式(5)において、Nlimit/(Pso+Pc)は、好ましくは0.38以下であり、より好ましくは0.37以下である。
また、図8に示したWSC杭1の限界軸力Nlimitは、上記式(5)で示される関係と同時に、上記式(2)で示される関係も満たしている。ただし、このときの式(2)の右辺は好ましい値(0.32)である。このように、WSC杭1の限界軸力Nlimitは、上記式(2)及び上記式(5)のうちいずれか一方を満たしていても、両方を満たしていてもよい。
また、図9及び図10は、上記実施形態のWSC杭1の仕様の例を示す表である。ただし、図10は、式(2)~(5)の右辺が好ましい値のときのものである。図9及び図10に示したように、WSC杭1の限界軸力Nlimitは、上記式(2)~(5)で示される関係のうち何れか1つ以上を満たしていればよく、何れか2つ以上を満たしていてもよい。
Nlimit/Psi≦2.45 ・・・(6)
で示される関係を満たしている。
F:鋼材の基準強度(=Fsoy又はFsiy)(N/mm2)
t:鋼管の厚さ(腐食しろを考慮)(mm)
r:鋼管の半径(mm)
A:鋼管の断面積(腐食しろを考慮)(mm2)
Nlimit/(Pso’+Psi’+Pc)≦0.43 ・・・(10)
で満たされる関係を満たしている。
なお上記式(10)において、Nlimit/(Pso’+Psi’+Pc)は、好ましくは0.34以下であり、より好ましくは0.32以下である。
Nlimit/Pso’≦3.10 ・・・(11)
で示される関係を満たしている。
なお上記式(11)において、Nlimit/Pso’は、好ましくは2.24以下であり、より好ましくは2.14以下である。
Nlimit/(Pso’+Psi’)≦1.23 ・・・(12)
で示される関係を満たしている。
なお上記式(12)において、Nlimit/(Pso’+Psi’)は、好ましくは1.14以下であり、より好ましくは1.09以下である。
Nlimit/(Pso’+Pc)≦0.54 ・・・(13)
で示される関係を満たしている。
なお上記式(13)において、Nlimit/(Pso’+Pc)は、好ましくは0.40以下であり、より好ましくは0.38以下である。
内鋼管4の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPsi’としたとき、次式:
Nlimit/Psi’≦2.63 ・・・(14)
で示される関係を満たしている。
なお、図5~図10中の外鋼管3の圧縮強度Fsoy、内鋼管4の圧縮強度Fsiy及びコンクリート部6の圧縮強度Fcは、いずれも公称値である。
上記実施形態によれば、塑性率が6以上であって限界変形角が20/1000rad以上である、良好な靱性を有する二重鋼管付きコンクリート杭1が提供される。
好ましくは、二重鋼管付きコンクリート杭1の塑性率が6以上であり限界変形角が40/1000rad以上(4%以上)である。
本明細書において、塑性率は、外鋼管3が降伏したときの部材角(変形角)に対する、曲げモーメントが最大曲げモーメントの80%まで低下したときの部材角(変形角)の比である。
限界変形角は、曲げモーメントが最大曲げモーメントの80%まで低下したときの部材角(変形角)である。
ただし、塑性率の定義としては、コンクリートの歪みが所定の歪み(例えば2625μ~5000μ)であるときの曲げモーメントにおける曲率(部材角)に対する、曲げモーメントが最大曲げモーメントの80%まで低下したときの部材角(変形角)の比を用いることもできる。
更に、塑性率の定義として、面積等値の方法で決定された曲率(部材角)に対する、曲げモーメントが最大曲げモーメントの80%まで低下したときの部材角(変形角)の比を用いることもできる。
また上記実施形態によれば、コンクリート部6の内周面に付着している円筒形状の充填部9を設けたことにより、内鋼管4の外径Dsiを小さくすることができる。これにより、内鋼管4の厚さtsiが比較的薄くても、厚さtsiを外径Dsiの0.02倍以上にすることができ、内鋼管4の局部座屈を抑制することができる。
設計方法は、中空で円筒形状の外鋼管3と、外鋼管3の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管4と、外鋼管3と内鋼管4との間に外鋼管3に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部6と、を備える二重鋼管付きコンクリート杭1の設計方法である。
本実施形態の設計方法では、内鋼管4の外径をDsiとし、内鋼管4の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たすようにする。
そして、本実施形態の設計方法では、外鋼管3の降伏耐力、内鋼管4の降伏耐力、及び、コンクリート部6の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて、二重鋼管付きコンクリート杭の限界軸力を設定する。
この点、特許文献2のSC杭においても、従来と同様、内鋼管4の座屈については特に考慮されておらず、コンクリート片の移動さえ防止できればよいと考えられていたと思われる。
しかしながら、本発明者らが種々検討を重ねた結果、内鋼管4が座屈した場合、コンクリート片の移動を十分に抑制できなくなり、当初期待した通りの靱性を得られない場合があることがわかった。
この点、上記実施形態によれば、内鋼管4の厚さを外径の0.02倍以上とすることで、内鋼管4の局部座屈を抑制することができる。これにより、コンクリート部6でコンクリート片が剥離、圧壊したとしても、二重鋼管付きコンクリート杭1の中空部内へのコンクリート片の移動を抑制することができる。この結果として、上記実施形態によれば、靭性が従来よりも改善される中空の二重鋼管付きコンクリート杭1を提供することができる。
そこで、上記実施形態では、靱性低下と関連のある、外鋼管3の降伏耐力、内鋼管4の降伏耐力及びコンクリート部6の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて限界軸力Nlimitを設定している。このようにして設定された限界軸力Nlimit以下で使用すれば、二重鋼管付きコンクリート杭1は良好な靱性を発揮する。
なお、靱性低下と関連のある、外鋼管3の降伏耐力、内鋼管4の降伏耐力及びコンクリート部6の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて限界軸力Nlimitを設定するということは、言い換えれば、所望の限界軸力Nlimitが得られるように、外鋼管3の降伏耐力、内鋼管4の降伏耐力及びコンクリート部6の降伏耐力のうち1つ以上を選択するということであり、外鋼管3、内鋼管4及びコンクリート部6の仕様を決定することでもある。
上述したWSC杭1の製造にあたっては、まず、原材料である外鋼管3、内鋼管4、コンクリート、グラウト、端板7を用意する。この際、所望の限界軸力Nlimitが得られるように、原材料が選択される。つまり、上述した二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法は、製造方法の一部でもある。
そして、端板7を溶接した外鋼管3内にコンクリートを充填してから遠心成形し、それを養生してコンクリート部6を形成する。
この後、コンクリート部6の内部に内鋼管4を配置してから内鋼管4を端板7に溶接する。それから、内鋼管4とコンクリート部6との隙間にグラウトを充填して固化させ、充填部9を形成する。これによりWSC杭1が製造される。
図11は、正負交番載荷試験に供される実施例1~9及び比較例1~2のWSC杭の仕様、及び、当該試験においてWSC杭に載荷される軸力(作用軸力Na)を示す表である。なお、コンクリート部と内鋼管の間にはグラウトが充填されている。
図12は、正負交番載荷試験装置により実施例1~9及び比較例1~2のWSC杭に加えられる水平力及び軸力を説明するための図である。WSC杭には、下端部(杭頭部)がスタブ13に埋設されて固定された状態で、水平力及び軸力が加えられる。
より詳しくは、スタブ13は鋼製スタブであり、内径432mmの鋼管を含んでいる。WSC杭の下端側は、鋼製スタブの鋼管に挿入され、隙間に高強度のグラウト材(圧縮強度100N/mm2、不図示)を充填した。WSC杭は、鋼製スタブの天端から反力床15に設置したPC鋼棒(不図示)にプレストレス力を導入することによって固定した。また、各WSC杭の外径を400mmとし、せん断スパンは地震力を受けるWSC杭の曲げモーメント分布において、地中部曲げモーメントがゼロとなる深さまでを模擬することを意図して1200mm(せん断スパン比3)とした。
なお、上述した変形角θは、平均水平変位をせん断スパンで除した値であり、WSC杭はスタブ13の天端で固定されているという条件下でのものであり、スタブ13からのWSC杭の抜け出しは考慮していない。
具体的には、図13は、実施例1のWSC杭における、正負交番載荷試験装置により得られた部材角(変形角)と杭頭発生曲げモーメント(曲げモーメント)との関係を示すグラフ(M-θ図)である。図14は、図13の横軸を変位量に基づいて曲率に変換したグラフ(M-φ図)である。
同様に、図15及び図16は、それぞれ比較例1のM-θ図及びM-φ図である。図17及び図18は、それぞれ比較例2のM-θ図及びM-φ図である。図19及び図20は、それぞれ実施例2のM-θ図及びM-φ図である。図21及び図22は、それぞれ実施例3のM-θ図及びM-φ図である。図23及び図24は、それぞれ実施例4のM-θ図及びM-φ図である。図25及び図26は、それぞれ実施例5のM-θ図及びM-φ図である。
図33は、実施例1~5及び比較例1~2における、正負交番載荷試験結果から求められたφyに対する各変形角θでの曲率の比を示している。なお、φyは、試験データより外鋼管の圧縮歪みが降伏に達したときの曲率である。
具体的には、図27(a)、図28(a)、図29(a)及び図30(a)に示したように、作用軸力Naを限界軸力Nlimitに当てはめたときに上記式(2)~(5)又は(10)~(13)で示される関係を満たしていれば、変形角θが20/1000radであっても、曲げモーメントの低下率を80%以上に維持できていることがわかる。つまり、実施例1~9のように上記式(2)~(5)又は(10)~(13)で示される関係を満たしていれば、塑性率を6以上とし、限界変形角を20/1000rad以上とすることができ、良好な靱性を有するWSC杭を得られることがわかる。
なお、実施例でも一部のデータで低下率が80%を下回っているが、これは、繰り返し荷重や交番荷重を加えたためである。
図34に示したように、実施例9では、終局曲げモーメントの実験値Meuと理論値Mcuの比Meu/Mcuが1を下回っており、コンクリート部6のコンクリートの終局歪みが当初仮定した5000μ未満となっている可能性がある。これは、実施例9では、実施例6~8に比べてコンクリート部6の壁厚tcが相対的に薄く、コンクリート部6の外周側の圧壊が内周面まで到達しやすく、内鋼管4の板厚tsiが薄いと、コンクリート部6の欠落を十分に抑制できないためと考えられる。つまり、実施例9では、実施例6~8に比べ、コンクリート部6に対する内鋼管4の拘束力が相対的に低下していると考えられる。
このため、コンクリート部6の外径Dcに対する厚さtcの比tc/Dcが0.125未満の場合、内鋼管4の外径Dsiに対する厚さtsiの比tsi/Dsiは2.5%以上であることが好ましいことがわかる。
なお、図34中の外鋼管3の圧縮強度Fsoy、内鋼管4の圧縮強度Fsiy、コンクリート部6の圧縮強度Fc及び弾性係数Ec、並びに、グラウトの圧縮強度Fg及び弾性係数Egは、いずれも実測値である。一方、図34中の外鋼管3の弾性係数Eso及び内鋼管3の弾性係数Esiは公称値である。
例えば、本発明によれば、WSC杭1を所定の限界軸力Nlimit以下で使用するWSC杭1の使用方法やWSC杭1を備える杭基礎も提供される。
また例えば、上述した実施形態では、杭体5が2つの円筒形状の部分によって構成されていたが、杭体5が1つの円筒部によって構成されていてもよい。杭体5が1つの円筒部によって構成されている場合、杭体5はコンクリートによって構成されている。あるいは、杭体が、3つ以上の円筒部によって構成されていてもよい。
また、外鋼管3としては、SKK材のみならず、STK材、SM材、SS材、国土交通大臣認定の材料を用いてもよい。同様に、内鋼管4としては、STK材のみならず、SKK材、SM材、SS材、国土交通大臣認定の材料を用いてもよい。
3 外鋼管
4 内鋼管
5 杭体
6 コンクリート部
7 端板
9 充填部
13 スタブ
15 反力床
Claims (25)
- 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.32
で満たされる関係を満たしている
ことを特徴とする請求項1に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/Pso≦2.65
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/Pso≦1.92
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項3に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi)≦1.15
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/(Pso+Psi)≦1.02
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項5に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Pc)≦0.53
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/(Pso+Pc)≦0.38
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項7に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとしたとき、次式:
Nlimit/Psi≦2.45
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記内鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPsi’とし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso’+Psi’+Pc)≦0.43
で満たされる関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/(Pso’+Psi’+Pc)≦0.34
で満たされる関係を満たしている
ことを特徴とする請求項10に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/Pso’≦3.10
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/Pso’≦2.24
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項12に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
限界軸力が設定されている、二重鋼管付きコンクリート杭であって、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記限界軸力は、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定され、
前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記内鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPsi’とし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso’+Psi’)≦1.23
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/(Pso’+Psi’)≦1.14
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項14に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 前記外鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPso’とし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso’+Pc)≦0.54
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項10乃至15の何れか1項に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 次式: Nlimit/(Pso’+Pc)≦0.40
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項16に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 前記内鋼管の座屈を考慮にいれた降伏耐力をPsi’としたとき、次式:
Nlimit/Psi’≦2.63
で示される関係を満たしている
ことを特徴とする請求項10乃至17の何れか1項に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。 - 塑性率が6以上であり限界変形角が20/1000rad以上であることを特徴とする請求項1乃至18の何れか1項に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。
- 塑性率が6以上であり限界変形角が40/1000rad以上であることを特徴とする請求項19に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。
- 前記コンクリート部と前記内鋼管の間に円筒形状のグラウトからなる充填部を有することを特徴とする請求項1乃至20の何れか1項に記載の二重鋼管付きコンクリート杭。
- 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備える二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法において、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たすようにし、
前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて、前記二重鋼管付きコンクリート杭の限界軸力を設定し、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備える二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法において、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たすようにし、
前記二重鋼管付きコンクリート杭の限界軸力が所定の値となるように、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上を選択し、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしている
ことを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭の設計方法。 - 中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たす、二重鋼管付きコンクリート杭の使用方法であって、
前記二重鋼管付きコンクリート杭に対し地震時に作用する軸力が、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定される限界軸力以下になるようにし、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしていることを特徴とする二重鋼管付きコンクリート杭の使用方法。 - 二重鋼管付きコンクリート杭を備える杭基礎において、
前記二重鋼管付きコンクリート杭は、
中空で円筒形状の外鋼管と、
前記外鋼管の内側に配置された中空で円筒形状の内鋼管と、
前記外鋼管と前記内鋼管との間に前記外鋼管に接して配置され、コンクリートによって構成された円筒形状のコンクリート部と、を備え、
前記内鋼管の外径をDsiとし、
前記内鋼管の厚さをtsiとしたとき、次式:
tsi≧0.02×Dsi
で示される関係を満たし、
前記二重鋼管付きコンクリート杭に対し地震時に作用する軸力が、前記外鋼管の降伏耐力、前記内鋼管の降伏耐力、及び、前記コンクリート部の降伏耐力のうち1つ以上に基づいて設定される限界軸力以下であり、
前記外鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsoとし、
前記内鋼管の座屈を考慮しない場合の降伏耐力をPsiとし、
前記コンクリート部の降伏耐力をPcとし、
前記限界軸力をNlimitとしたとき、次式:
Nlimit/(Pso+Psi+Pc)≦0.42
で満たされる関係を満たしていることを特徴とする杭基礎。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017238925 | 2017-12-13 | ||
JP2017238925 | 2017-12-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019105156A JP2019105156A (ja) | 2019-06-27 |
JP7205824B2 true JP7205824B2 (ja) | 2023-01-17 |
Family
ID=67062327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018231309A Active JP7205824B2 (ja) | 2017-12-13 | 2018-12-11 | 二重鋼管付きコンクリート杭、その設計方法、その使用方法及びそれを備える杭基礎 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7205824B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7157720B2 (ja) * | 2019-09-13 | 2022-10-20 | 日本コンクリート工業株式会社 | 二重鋼管コンクリート杭およびその製造方法 |
JP7348513B2 (ja) * | 2019-11-26 | 2023-09-21 | ジャパンパイル株式会社 | 中空杭とパイルキャップの杭頭接合構造 |
CN115506343B (zh) * | 2022-11-07 | 2023-07-21 | 滁州职业技术学院 | 一种预制预应力钢管混凝土柱及其施工方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016223207A (ja) | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 株式会社トーヨーアサノ | Sc杭 |
JP2017197975A (ja) | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 清水建設株式会社 | Sc杭と鉄骨柱の接合構造 |
JP2018184822A (ja) | 2017-04-27 | 2018-11-22 | ジャパンパイル株式会社 | コンクリート杭及びその設計方法 |
-
2018
- 2018-12-11 JP JP2018231309A patent/JP7205824B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016223207A (ja) | 2015-06-02 | 2016-12-28 | 株式会社トーヨーアサノ | Sc杭 |
JP2017197975A (ja) | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 清水建設株式会社 | Sc杭と鉄骨柱の接合構造 |
JP2018184822A (ja) | 2017-04-27 | 2018-11-22 | ジャパンパイル株式会社 | コンクリート杭及びその設計方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
岸田 英明、高野 昭信,鋼管ぐいの座屈と端部補強,日本建築学会論文報告集,日本,日本建築学会,1973年07月25日,第213号,第29頁-第38頁,http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2017.09.076 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019105156A (ja) | 2019-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7205824B2 (ja) | 二重鋼管付きコンクリート杭、その設計方法、その使用方法及びそれを備える杭基礎 | |
KR101415253B1 (ko) | Src 기둥용 중공 pc합성기둥 및 이를 이용한 src구조 | |
JP7024948B2 (ja) | コンクリート杭及びその設計方法 | |
JP4669321B2 (ja) | 座屈拘束型軸力負担部材 | |
KR101364922B1 (ko) | 약축보강형 비좌굴 가새 | |
US20060253057A1 (en) | Buckling restrained structural brace assembly | |
Elchalakani et al. | Behaviour and design of air-cured GFRP-reinforced geopolymer concrete square columns | |
KR20160109629A (ko) | 외부보강된 내부구속 중공 철근콘크리트 기둥-기초 접합부의 시공방법 | |
KR101166549B1 (ko) | 내부 구속 중공 철근 콘크리트 기둥의 접합 구조 | |
JP5935756B2 (ja) | 沈埋トンネルの継手部の耐震補強構造 | |
JP4826375B2 (ja) | コンクリート構造体の塑性ヒンジ構造及びプレキャスト型枠の製造方法 | |
JP6661495B2 (ja) | 杭 | |
JP5423185B2 (ja) | コンクリート充填形式の橋脚構造 | |
JP2015165074A (ja) | 直線形鋼矢板、該直線形鋼矢板を用いた構造物の補強構造及び補強方法 | |
KR101219938B1 (ko) | 커플러를 이용한 내부 구속 중공 철근콘크리트 기둥의 접합 구조 | |
JPS61216924A (ja) | 超高強度コンクリ−トパイル | |
JP6860381B2 (ja) | 複数微細ひび割れ型繊維補強セメント複合材料を用いた鋼管杭の補強方法および構造体 | |
US20200056364A1 (en) | Member-to-member laminar fuse connection | |
JP6936033B2 (ja) | 床構造の開口幅設定方法および床構造 | |
KR101914438B1 (ko) | 절곡형 하부플랜지를 갖춘 강박스 거더 | |
JP4708295B2 (ja) | 杭と柱の接合構造 | |
JP7348513B2 (ja) | 中空杭とパイルキャップの杭頭接合構造 | |
KR101687657B1 (ko) | 수평변위 저감형 분리형 강관말뚝 | |
JP6687860B2 (ja) | 外殻鋼管付きコンクリート杭 | |
KR100956518B1 (ko) | 슬래브-기둥 접합부의 하중전달을 위한 보강구조 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211119 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220823 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220920 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20221117 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221129 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221220 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7205824 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |