可伸縮鉄筋ケージ杭（S-PC杭）は、制限空間における従来の鉄筋コンクリート杭（RC杭）の鉄筋ケージ施工効率の低さや品質の不安定さの問題を効果的に克服できるが、この新型杭基礎の鉄筋ケージ構造は従来の杭基礎と明らかに異なり、その水平荷重および変形機構に関する研究成果は相対的に乏しく、合理的かつ信頼性の高い設計計算の指針が不足している。ABAQUS有限要素プラットフォームに基づき、S-PC杭の三次元数値モデルを構築し、既存の試験結果と比較してモデルの信頼性を検証した。S-PC杭とRC杭の圧曲性能の差異を体系的に分析し、縦筋配筋率、せん断筋間隔、縦筋予張力、コンクリート強度および軸力がS-PC杭の圧曲性能に与える影響規則を分析した。また、規範「コンクリート構造設計規範（GB 50010—2010）」中の関連式の予測偏差問題に対して、S-PC杭に適用可能なひび割れ曲げモーメントおよび極限曲げモーメントの補正計算式を提案した。結果は、当該有限要素モデルがS-PC杭の圧曲力学挙動を正確に模擬できることを示した。同じ強度の配筋条件下で、無予応力のS-PC杭はRC杭とほぼ同等のひび割れ抵抗性能および圧曲耐荷力を示すが、延性は約37％向上する。軸力、縦筋配筋率および予張力はS-PC杭の圧曲性能に影響を与える主要因であり、せん断筋間隔とコンクリート強度の影響は小さい。補正したひび割れ曲げモーメント計算式は規範式よりも精度が著しく向上し、補正した極限曲げモーメント計算式は超越方程式の解法を回避しつつ計算値の高い精度を維持する。

可伸縮鉄筋ケージ;杭;圧曲性能;曲げモーメント計算;有限要素解析