JP2004117025A

JP2004117025A - 線材の張力測定方法及びその装置並びに該装置を用いたガラス壁面構法

Info

Publication number: JP2004117025A
Application number: JP2002277168A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamawaki; 山脇　浩
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 2002-09-24
Filing date: 2002-09-24
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】構造がコンパクトで測定精度の高い線材の張力測定方法及びその装置並びに該装置を用いたガラス壁面構法を提供することを目的とする。
【解決手段】張力測定装置１０は、線材３に着脱自在に固定される一対の固定ブロック１２、１２、一対の固定ブロック１２、１２に端部が連結されたセンサ板１６とセンサ板１６に取り付けられた歪みゲージ１８とからなるセンサ部２０、歪みゲージ１８から出力される線材３の歪み値に対応した信号に基づいて線材３の張力を算出する演算回路２２、及び演算回路２２で算出された張力を表示するディスプレイ２４から構成されている。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケーブルやロッド等の線材を使用してガラス板を建築物の躯体に支持させる際における線材の張力測定方法及びその装置並びに該装置を用いたガラス壁面構法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カーテンウォール構法等のガラス壁面構法を用いて、ガラス板を建築物の躯体側に支持させることにより、建築物の外壁をガラス板で構築する例が増えている。このようなガラス壁面構法として、図８の如く隣接する４枚のガラス板１、１…の各辺部を突き合わせ、それらのガラス板１、１…の各々のコーナ部をジョイント部材２、２…によって点支持する点支持構法（ＤＰＧ構法）が知られており、その水平方向に配置された複数のジョイント部材２、２…が、図９に示す所定の張力で張り上げられた２本の線材３、３からなる支持体４を介して躯体側に支持されている。すなわち、ガラス板１、１…は、ジョイント部材２、２…及び線材３、３…を介して躯体側に支持されている。
【０００３】
ところで、ガラス板１、１…を風荷重等の外圧に抗する剛性をもって支持するためには、線材３、３…を所定の張力で張設する必要があり、これは線材３に連結されているターンバックル５を操作することにより行われている。
【０００４】
また、本願出願人は、線材３の張力を測定する張力測定装置を提案している。この張力測定装置によれば、張力が与えられた線材の一部を支持する３つの支点部材を有し、これらの支点部材のうちの中央の支点部材を、線材の軸方向と直交する方向に一定量変形させ、この時に中央の支点部材に作用する反力をロードセルにて測定し、この反力に基づいて線材の張力を測定する。（例えば、特許文献１参照）。また、張力測定装置による張力測定ポイントは、図９において線材３、３…の中央部に対する対称位置であるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに設定されていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１５２３６９号公報（第２頁〜第３頁、図１、図２）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記張力測定装置では、張力測定ポイントが同じであるにもかかわらず、出力されるデータの再現性が悪いという問題があった。これは、線材３に対する支点部材の当接位置が少しでもずれると、ロードセルにかかる荷重が変化することが原因であることが考えられる。
【０００７】
また、従来の張力測定装置は、３つの支点部材をある程度の間隔をもって配置する必要があるために大型になり、これによって、多点を同時に測定することが困難で測定に手間がかかるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、構造がコンパクトで測定精度の高い線材の張力測定方法及びその装置並びに該装置を用いたガラス壁面構法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、線材に着脱自在に固定される一対の固定部材、該一対の固定部材に端部が連結されたセンサ部材と該センサ部材に取り付けられた歪みゲージとからなる歪み測定手段、張力算出手段、及び表示手段を備えた張力測定装置によって線材の張力を測定する張力測定方法において、張力付与前の線材に前記一対の固定部材を固定することにより前記歪み測定手段を線材に取り付け、該線材に張力を付与することにより前記歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて前記張力算出手段が線材の張力を算出し、前記表示手段に出力することを特徴とする線材の張力測定方法（測定方法の発明）を提供する。
【００１０】
また、本発明は、前記目的を達成するために、線材に着脱自在に固定される一対の固定部材と、該一対の固定部材に端部が連結されたセンサ部材及び該センサ部材に取り付けられた歪みゲージを有する歪み測定手段と、該歪み測定手段の前記歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて線材の張力を算出する張力算出手段と、該張力算出手段で算出された張力を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする線材の張力測定装置（測定装置の発明）を提供する。
【００１１】
更に、本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板支持用線材に所定の張力を付与してガラス壁面を構築するガラス壁面構法において、測定装置の発明の前記張力測定装置の前記一対の固定部材を、張力付与前の線材に固定して、該張力測定装置の前記歪み測定手段を線材に取り付け、該線材に張力を付与することにより前記歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて前記張力算出手段が線材の張力を算出し、該算出された張力が前記所定の張力に到達するまで線材に張力を付与することを特徴とするガラス壁面構法（壁面構法の発明）を提供する。
【００１２】
測定方法の発明及び測定装置の発明によれば、まず、張力測定装置の一対の固定部材を、張力付与前の線材に固定することにより、一対の固定部材及びセンサ部材を介して歪みゲージを線材に取り付ける。次に、線材に張力を付与していくと、線材が伸びることによってセンサ部材に歪みが発生するので、このときに歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて、張力算出手段が線材の張力を算出し、表示手段に張力値を表示させる。
【００１３】
本発明によれば、一対の固定部材の間隔は、その間にセンサ部材が配置できる間隔があればよいので、間隔を可能な限り狭くでき、これによって全体構造をコンパクト化できる。また、線材の伸びに対応する歪み値に基づいて線材の張力を測定することを測定原理としているので、支点部材の当接位置によって出力データが変化する従来装置と比較して、測定精度が高くなる。
【００１４】
壁面構法の発明によれば、歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて張力算出手段が線材の張力を算出し、算出された張力が、ガラス板支持に適した所定の張力に到達するまで線材に張力を付与することを特徴とする。これにより、線材に張力を与えながら、すなわち、ガラス壁面を構築しながら線材の張力を得ることができるので、線材に張力を与え、この後に張力を測定するという段階的手順を繰り返して測定を実施する従来のガラス壁面構法と比較して、効率よくガラス壁面を構築できる。また、本発明の張力測定装置はコンパクト構造なので、線材の多点測定が可能になり、多数の出力データを一度に得ることができるので、ガラス壁面構法において、どの場所の線材にどの程度の張力を与えればよいか、一目で判断できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に係る線材の張力測定方法及びその装置並びに該装置を用いたガラス壁面構法の好ましい実施の形態を説明する。
【００１６】
図１〜３は、第１の実施の形態に係る線材の張力測定装置１０を示す図であり、これらの図に示す張力測定装置１０は、線材３に着脱自在に固定される一対の固定ブロック（固定部材）１２、１２、一対の固定ブロック１２、１２に端部が連結されたセンサ板（センサ部材）１６とセンサ板１６に取り付けられた歪みゲージ１８とからなるセンサ部（歪み測定手段）２０、歪みゲージ１８から出力される線材３の歪み値に対応した信号に基づいて線材３の張力を算出する演算回路（張力算出手段）２２、及び演算回路２２で算出された張力を表示するディスプレイ（表示手段）２４から構成されている。
【００１７】
固定ブロック１２は、線材３が嵌合される半円弧状溝１２Ａが形成された一対のクランプブロック１４、１４から構成され、これらのクランプブロック１４、１４は、ボルト２６、２６によって互いに締結されることにより、線材３に強固に固定される。
【００１８】
センサ板１６は普通鋼材、真鍮、リン青銅等の材料で作られており、線材３の伸びに追従して容易に歪むことができる。センサ板１６の中央部には、歪みゲージ１８が貼り付けられている。歪みゲージ１８は、センサ板１６の表裏に各々２枚貼られ、ホイートストンブリッジになるように配線されている。すなわち、ホイートストンブリッジの隣合う二辺がアクティブゲージとダミーゲージとで構成されている。
【００１９】
演算回路２２は、図４に示すように、センサ部２０によって得られる、センサ部歪値（μ）に対するケーブル（線材）の張力（ｔｏｎ）を示すテーブルが、その記憶部に予め記憶されている。この演算回路２２によれば、センサ部２０からセンサ部歪値が入力されると、そのセンサ部歪値に対応する張力を記憶部から読み出し、この張力を示す信号をディスプレイ２４に出力する。ディスプレイ２４は、この信号を受けて張力を数値表示する。なお、センサ部２０から演算回路２２への信号伝送方式は、有線でもよく無線でもよい。
【００２０】
次に、前記の如く構成された張力測定装置１０を使用したガラス壁面構法について説明する。
【００２１】
まず、張力測定装置１０の一対の固定ブロック１２、１２を、張力付与前の線材３の所定の位置に固定して、一対の固定ブロック１２、１２及びセンサ板１６を介して歪みゲージ１８を線材３に取り付ける。
【００２２】
次に、線材３に張力を付与していくと、線材３が伸びることによってセンサ板１６に歪みが発生する。このときに歪みゲージ１８から出力される線材３の歪値（図４参照）に対応した信号に基づいて、演算回路２２が線材３の張力を記憶部から読み出し（算出し）、ディスプレイ２４にその張力値を数値表示させる。
【００２３】
実施の形態の張力測定装置１０によれば、一対の固定ブロック１２、１２の間隔は、その間にセンサ板１６が配置できる間隔でよいので、間隔を可能な限り狭くでき、これによって全体構造をコンパクト化できる。また、線材３の伸びに対応する歪値に基づいて線材３の張力を測定することを測定原理としているので、支点部材の当接位置によって出力データが変化する従来装置と比較して、測定精度が高くなる。
【００２４】
更に、この張力測定装置１０を使用したガラス壁面構法によれば、線材３に張力を与えながら、すなわち、ガラス壁面を構築しながら線材３の張力を得ることができるので、線材３に張力を与え、この後に張力を測定するという段階的な手順を繰り返し実施する従来のガラス壁面構法と比較して、効率よくガラス壁面を構築できる。
【００２５】
また、張力測定装置１０は、前述の如くコンパクト構造なので、線材３の多点測定が可能になり、多数の出力データを一度に得ることができるので、ガラス壁面構法において、どの場所の線材にどの程度の張力を与えればよいか、一目で判断できる。
【００２６】
図５は、第２の実施の形態に係る張力測定装置３０の斜視図であり、図１〜図３に示した第１の実施の形態の張力測定装置１０と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２７】
図５に示す張力測定装置３０は、図１に示した張力測定装置１０と略同一構造の張力測定装置１０を覆うカバー３２が開閉自在に設けられたことを特徴としている。このカバー３２は、図５上で右側の固定ブロック１２のクランプブロック１４にピン３４を介して回動自在に支持され、張力測定装置１０を覆う場合には二点鎖線で示すように閉じられて、図５上で左側の固定ブロック１２のクランプブロック１４にねじ３６によって固定される。なお、符号３８は、センサ部２０の歪みゲージ（不図示）と、外部ケーブル（不図示）とを接続するためのコネクタであり、カバー３２に固定されている。
【００２８】
図６、図７は、第３の実施の形態に係る張力測定装置４０の斜視図であり、図１〜図３に示した第１の実施の形態の張力測定装置１０と同一又は類似の部材については同一の符号を付してその説明は省略する。
【００２９】
同図に示す張力測定装置４０の固定ブロック１２は、一つのクランプブロック１４と、このクランプブロック１４に挿通されたＵ字状ボルト４２とによって構成されている。Ｕ字状ボルト４２の両端部にナット４４、４４を螺合し、このナット４４、４４を締め込んでいくことにより、Ｕ字状ボルト４２とクランプブロック１４の半円弧状溝１２Ａとの間で線材３がクランプされ、固定ブロック１２、１２が線材３に固定される。
【００３０】
また、張力測定装置４０のセンサ部４６は、歪みゲージ１８が貼り付けられたリング状部材（本例では真鍮製リング状部材）４８と、このリング状部材４８を固定ブロック１２、１２に連結するためのバー部材５０、５０から構成されている。
【００３１】
かかる張力測定装置４０によれば、線材に張力を与え線材が伸びると、リング状部材４８がバー部材５０、５０に引っ張られることにより略楕円形状に歪み、その歪み量は、板状のセンサ板よりも大きいので、分解能が高くなる。
【００３２】
センサ部材として本例のような真鍮製リング状部材４８を採用することにより、図１に示した板状のセンサ板１６と比較して、センサ部材に加わる力は小さく張力計を取り付ける時のボルト締め付けを気にすることなく、線材３とセンサー間にずれが生じることもなくなり、取付治具を簡素化でき、取付作業効率がよくなる。なお、符号５２は、歪みゲージ１８に接続されたケーブルである。
【００３３】
【実施例】
センサ板として板厚：２．０ｍｍ、幅：５．０ｍｍ、断面積：１０．０ｍｍ^２の普通鋼材（許容応力：２３５．２Ｐａ）を適用した。
【００３４】
また、線材（ケーブル）に与える最大の引張荷重を、５８．８ｋＮとした場合、この引張荷重に対しセンサ板の引張荷重が、約１．９６ｋＮであれば、応力は約１９６Ｐａになる。よって、このセンサ板は、弾性範囲内でありセンサ板として使用可能である。
【００３５】
歪みゲージとしては、センサ板の表裏に各々２枚貼り、出力を大きくしたセンサとしての分解能を高め、配線はホイートストンブリッジになるように配線した。すなわち、ホイートストンブリッジの隣合う二辺をアクティブゲージとダミーゲージとで構成した。本例では、前記普通鋼材での出力は２．６倍で出力される。
【００３６】
よって、応力が１９６Ｐａ時の歪み値εは、ε＝σ／Ｅ（ただし、σは応力値、Ｅはヤング率）の式により、
ε＝９５２×１０^−６となるので、
実際の出力値は、９５２×１０^−６×２．６＝２４７５×１０^−６となる。
【００３７】
以上の歪みゲージからなるセンサーを校正し、図４に示したような荷重と歪みとの関係を測定することで、直線性及びヒステリシスを知ることができ、センサーの精度を知ることができる。
【００３８】
なお、センサ板として、リン青銅や熱伝導の低い黄銅（真鍮：許容応力：３１３．６Ｐａ）に変更することで、黄銅のＥ（ヤング率：１０５．４ＧＰａ）が普通鋼材（ヤング率：２０５．８ＧＰａ）の約１／２になるので、断面積を２０ｍｍ^２にすることができる。
【００３９】
カラス壁面構法として、図８に示す隣接する４枚のガラス板１、１…の各辺部を突き合わせ、それらのガラス板１、１…の各々のコーナー部をジョイント部材２、２…によって点支持する点支持構法（ＤＰＧ構法）において、上記のセンサ板を用いた本発明の張力測定装置を適用した。
【００４０】
具体的には、図９に示す線材３、３…の中央部に対する対称位置であるＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄの４箇所に、一対の固定ブロック１２、１２を線材３に着脱自在に固定し、一対の固定ブロック１２、１２に端部が連結されたセンサ板１６とセンサ板１６に取り付けられた歪みゲージ１８とからなるセンサ部２０を取り付けた。
【００４１】
センサ部２０から出力される信号は、１箇所に設置された演算回路２２へ有線で伝送して集中的に管理し、演算回路２２で算出された張力がディスプレイ２４に表示されるように構成した。
【００４２】
この構成によれば、各階層の線材３、３…に順次張力を付与しつつ、同時に、上記張力測定装置を取り付けた線材３、３…の張力を測定できるので、全体のバランスを見ながら各線材の張力を微調整できる。すなわち、所定値より張力が小さい線材３については、ターンバックル５を締める方向に操作して張力を高め、所定値より張力が大きい線材３については、ターンバックル５を緩める方向に操作して張力を低減できる。
【００４３】
なお、張力測定装置の取り付けは、上記の取り付け位置に限られない。本発明の張力測定装置はコンパクトな構造なので、例えば最下層から最上層までの全ての階層の線材３、３…に取り付けて多点の張力を同時に測定し、全体のバランスを見ながら、線材の張力を適宜調整して所定の張力を付与できる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る線材の張力測定方法及びその装置によれば、線材に着脱自在に固定される一対の固定部材の間隔を可能な限り狭くできるので、全体構造をコンパクト化できる。また、線材の伸びに対応する歪み値に基づいて線材の張力を測定する装置なので、支点部材の当接位置によって出力データが変化する従来装置と比較して、測定精度が高くなる。
【００４５】
更に、本発明に係る張力測定装置を用いたガラス壁面構法によれば、線材に張力を与えながら、すなわち、ガラス壁面を構築しながら線材の張力を得ることができるので、効率よくガラス壁面を構築できる。また、本発明の張力測定装置はコンパクト構造なので、線材の多点測定が可能になり、多数の出力データを一度に得ることができるので、ガラス壁面構法において、どの場所の線材にどの程度の張力を与えればよいか一目で判断できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る張力測定装置を示す斜視図
【図２】図１に示した張力測定装置の平面図
【図３】図１に示した張力測定装置のセンサ部の平面図
【図４】センサ部歪値に対するケーブル張力の関係を示す図
【図５】第２の実施の形態に係る張力測定装置を示す斜視図
【図６】第３の実施の形態に係る張力測定装置を示す斜視図
【図７】図６に示した張力測定装置の側面図
【図８】ガラス壁面構法の一実施例を示す斜視図
【図９】図８に示したガラス壁面のガラス板を支持する線材の配線構造を示す斜視図
【符号の説明】
１…ガラス板、２…ジョイント部、３…線材、４…支持体、５…ターンバックル、１０、３０、４０…張力測定装置、１２…固定ブロック（固定部材）、１４…クランプブロック、１６…センサ板（センサ部材）、１８…歪みゲージ、２０、４６…センサ部（歪み測定手段）、２２…演算回路（張力算出手段）、２４…ディスプレイ（表示手段）、３２…カバー、３４…ピン、３６…ねじ、４２…Ｕ字状ボルト、４４…ナット、４８…真鍮製リング状部材、５０…バー部材、５２…ケーブル

Claims

線材に着脱自在に固定される一対の固定部材、該一対の固定部材に端部が連結されたセンサ部材と該センサ部材に取り付けられた歪みゲージとからなる歪み測定手段、張力算出手段、及び表示手段を備えた張力測定装置によって線材の張力を測定する張力測定方法において、
張力付与前の線材に前記一対の固定部材を固定することにより前記歪み測定手段を線材に取り付け、
該線材に張力を付与することにより前記歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて前記張力算出手段が線材の張力を算出し、前記表示手段に出力することを特徴とする線材の張力測定方法。
線材に着脱自在に固定される一対の固定部材と、
該一対の固定部材に端部が連結されたセンサ部材及び該センサ部材に取り付けられた歪みゲージを有する歪み測定手段と、
該歪み測定手段の前記歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて線材の張力を算出する張力算出手段と、
該張力算出手段で算出された張力を表示する表示手段と、
を備えたことを特徴とする線材の張力測定装置。
ガラス板支持用線材に所定の張力を付与してガラス壁面を構築するガラス壁面構法において、
請求項２に記載の前記張力測定装置の前記一対の固定部材を、所定の張力付与前の線材に固定して、該張力測定装置の前記歪み測定手段を線材に取り付け、
該線材に張力を付与することにより前記歪みゲージから出力される線材の歪み値に対応した信号に基づいて前記張力算出手段が線材の張力を算出し、該算出された張力が前記所定の張力に到達するまで線材に張力を付与することを特徴とするガラス壁面構法。