JP2006242587A - 構造体の強度試験装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 加力用のジャッキ数が少なく、簡単かつ小型コンパクトな構造で、装置コストの安い装置であって、さらには任意の場所で強度試験が可能な装置で以って、軸荷重、せん断荷重、曲げ荷重等あらゆる荷重に対応する強度試験を実施可能な構造体の強度試験装置を提供する。
【解決手段】 支持フレームに支持された供試体に、ジャッキにより荷重を付与して強度試験を行なう構造体の強度試験装置において、前記支持フレームを四角形状支持フレームに構成し、内部の供試体設置空間には、内側に供試体の支持面が形成され外側にジャッキからの荷重が付与される互いに直角な２個の加力面が形成されたＬ字状断面の負荷治具を設置して、供試体を負荷治具の支持面と支持フレームの支持内面との間に挟持し、ジャッキにより負荷治具の加力面に荷重を付与し、該荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に伝達するように構成されたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、航空機用構造材の強度試験等に適用され、支持フレームに支持された供試体（構造体）に、加力用のジャッキにより荷重を付与して、該供試体の強度試験を行なう構造体の強度試験装置に関する。

航空機用構造材の強度試験装置として、四角形状の供試体（構造材）の隅部の複数箇所に加力用のジャッキを取付け、該ジャッキの軸荷重の方向及び大きさを変化させることにより、前記供試体に軸荷重による垂直変形あるいはせん断荷重によるせん断を発生させて、該供試体の強度を測定する強度試験装置装置（以下従来技術１という）が知られている。
また、試験構造物や地盤の変形に追従して、供試体に加える荷重を簡単に制御して作用させることができる強度試験装置として、特許文献１（特開２００３−２７９４５７号公報）の技術が提案されている。

特開２００３−２７９４５７号公報

前記従来技術１にあっては、多くの加力用のジャッキを供試体の周囲に取付けて該ジャッキの軸荷重の方向及び大きさを変化させるようになっているため、ジャッキの個数が多く、また該ジャッキの反力をうける反力壁を該ジャッキに対応して設ける必要があり、装置が複雑になるとともに大型化し、装置コストも高くなるという問題点を有している。
また、前記特許文献１（特開２００３−２７９４５７号公報）の技術は、地盤に固定した供試体に、複数の加力用のジャッキからの荷重を負荷しており、地盤という限定した場所での強度試験であり、任意の場所での強度試験は不可能であり、また多くの加力用のジャッキや反力支持部材を必要とし、装置が複雑、大型化し、装置コストも高くなる。

本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、加力用のジャッキ数が少なく、簡単かつ小型コンパクトな構造で、装置コストの安い装置であって、さらには任意の場所で強度試験が可能な装置で以って、軸荷重、せん断荷重、曲げ荷重等あらゆる荷重に対応する強度試験を実施可能な構造体の強度試験装置を提供することを目的とする。

本発明はかかる目的を達成するもので、支持フレームに支持された供試体に、加力用のジャッキにより荷重を付与して、該供試体の強度試験を行なう構造体の強度試験装置において、前記支持フレームを、内側に供試体設置空間が形成され外郭が四角形に形成された四角形状支持フレームに構成し、前記供試体設置空間内には、内側に前記供試体の支持面が形成され外側に前記ジャッキからの荷重が付与される互いに直角な２個の加力面が形成されたＬ字状断面の負荷治具を設置して、前記供試体を前記負荷治具の支持面と前記支持フレームの供試体設置空間に臨む支持内面との間に挟持し、前記ジャッキにより前記負荷治具の加力面に荷重を付与し、該荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に伝達するように構成されたことを特徴とする。

かかる発明によれば、四角形状支持フレームの内部に形成された供試体設置空間に供試体を設置するとともにＬ字状断面の負荷治具を設置し、該供試体をＬ字状断面の負荷治具の支持面と前記四角形状支持フレームの供試体設置空間に臨む支持内面との間に挟持し、ジャッキにより前記負荷治具の外側に形成された互いに直角な２個の加力面に１方向あるいは直交する２方向の垂直荷重を付与して、該荷重を前記負荷治具を介して供試体に伝達するように構成したので、Ｌ字状断面の負荷治具に形成された互いに直角な２個の加力面の一方あるいは双方を選択して前記垂直荷重を付与することにより、前記負荷治具の支持面と前記支持フレームの支持内面との間に挟持された供試体に、軸荷重（圧縮荷重あるいは引張荷重）、せん断荷重、及び曲げ荷重を単独に、あるいは前記３種類の荷重の２つまたは全部を組み合わせた荷重を加えた強度試験を行うことができる。

即ち、かかる発明によれば、四角形状支持フレームの供試体設置空間に設置したＬ字状断面の負荷治具に形成された互いに直角な２個の加力面を選択して、１個または複数個のジャッキにより垂直荷重を付与するのみで、前記負荷治具の支持面と前記支持フレームの支持内面との間に挟持された供試体に、加力方向が１軸方向あるいは直交する２軸方向のいずれの方向でも、軸荷重、せん断荷重、及び曲げ荷重を単独に、あるいはこれらを組み合わせた荷重状態で強度試験を行うことが可能となり、四角形状支持フレームの内部に形成された供試体設置空間に供試体、Ｌ字状断面の負荷治具、加力用のジャッキという、強度試験用の要具をすべて収納して強度試験を行うことができ、小型コンパクトであらゆる荷重形態の強度試験を実施可能な強度試験装置が得られる。

また、最低１個のジャッキで供試体に軸荷重あるいはせん断荷重を付与できるとともに、前記ジャッキの加力面への加力方向及び加力点の数を荷重形態によって選択することができるので、ジャッキの数を最少限にして強度試験を行うことができ、さらには供試体に加わる荷重はすべて四角形状支持フレームで受け持つので、従来技術のような格別な反力壁は不要となる。これにより、部品点数が少なく低コストの強度試験装置が得られる。
また、四角形状支持フレーム内部の供試体設置空間におけるＬ字状断面の負荷治具及びジャッキの向きを自在に変化できるので、様々な形態の供試体に対応した強度試験を行なうことができる。

またかかる発明によれば、四角形状支持フレームの内部に形成された供試体設置空間に、供試体、Ｌ字状断面の負荷治具、加力用のジャッキという、強度試験用の要具をすべて収納した強度試験装置で強度試験を行うことができるので、これらの強度試験装置は運搬容易であり、任意の場所で強度試験を行うことができる。

そして、かかる発明の強度試験装置は、具体的には次のように構成する。
（１）ジャッキによる加力方向が１軸の軸荷重（圧縮荷重あるいは引張荷重）については、
Ｌ字状断面の負荷治具の一つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、前記ジャッキから前記加力面に付与された垂直荷重を、前記負荷治具を介して供試体に軸荷重として作用せしめるように構成する。

（２）ジャッキによる加力方向が１軸の曲げ荷重については、
Ｌ字状断面の負荷治具の一つの加力面に垂直荷重を付与可能にジャッキを複数配置し、該ジャッキから前記加力面に付与される前記垂直荷重の方向を互いに逆方向にして、前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるように構成する。

（３）ジャッキによる加力方向が直交２軸で、軸荷重及びせん断荷重については、
Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能にジャッキを配置し、前記ジャッキの一方から一方の前記加力面に付与された垂直荷重を前記負荷治具を介して供試体に軸荷重として作用せしめ、前記ジャッキの他方から他方の加力面に付与された垂直荷重を前記負荷治具を介して供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成する。

（４）ジャッキによる加力方向が直交２軸で、曲げ荷重及びせん断荷重については、
Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能にジャッキを配置し、該２つの加力面のうちの一方側に前記ジャッキを複数配置し該ジャッキから前記一方側の加力面に付与される垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して供試体に曲げ荷重として作用せしめ、前記ジャッキにより前記加力面のうちの他方側の加力面に付与された垂直荷重を前記負荷治具を介して供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成する。

（５）ジャッキによる加力方向が直交２軸で、直交する２方向の曲げ荷重については、
前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、該２つの加力面のそれぞれについて前記ジャッキを複数設け、各ジャッキから前記それぞれの加力面に付与される前記垂直荷重の方向を互いに逆方向にして、前記負荷治具を介して前記供試体に直交する２方向の曲げ荷重として作用せしめるように構成する。

（６）ジャッキによる加力方向が直交２軸で、軸荷重、及び曲げ荷重とせん断荷重については、
前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、前記ジャッキの一方から前記加力面の一方側に付与された前記垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめ、前記加力面の他方側の前記ジャッキを３個以上配置して少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめ、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成する。

（７）ジャッキによる加力方向が直交２軸で、軸荷重と曲げ荷重、及びせん断荷重については、
前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、該２つの加力面のうちの一方側に前記ジャッキを３個以上配置して、少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるとともに、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめ、前記加力面のうちの他方側の加力面にジャッキから付与された前記垂直荷重を、前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成する。

（８）ジャッキによる加力方向が直交２軸で、軸荷重と曲げ荷重、及び曲げ荷重とせん断荷重については、
前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、該２つの加力面のうちの一方側に前記ジャッキを３個以上配置して少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるとともに、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめ、前記加力面の他方側の前記ジャッキを３個以上配置して少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるとともに、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成する。

（９）ジャッキによる加力方向が１軸あるいは直交２軸で、傾斜した加力面及び支持内面に付与される軸荷重、曲げ荷重、せん断荷重については、
前記Ｌ字状断面の負荷治具の前記加力面、並びに前記供試体を挟持する前記負荷治具の支持面及び前記支持フレームの支持内面を、前記支持フレームの外面に対して一定角度傾斜せしめて形成して、前記軸荷重、曲げ荷重、せん断荷重を付与する。

本発明によれば、四角形状支持フレームの供試体設置空間に設置したＬ字状断面の負荷治具の互いに直角な２個の加力面を選択して、１個または複数個のジャッキにより垂直荷重を付与するのみで、負荷治具と支持フレームとの間に挟持された供試体に、加力方向が１軸方向あるいは直交する２軸方向のいずれの方向でも、軸荷重、せん断荷重、及び曲げ荷重を単独に、あるいはこれらを組み合わせた荷重状態で強度試験を行うことが可能となり、四角形状支持フレームの内部に形成された供試体設置空間に供試体、Ｌ字状断面の負荷治具、加力用のジャッキという、強度試験用の要具をすべて収納して強度試験を行うことができ、小型コンパクトであらゆる荷重形態の強度試験を実施可能な強度試験装置が得られる。

また本発明によれば、、ジャッキの加力面への加力方向及び加力点の数を荷重形態によって選択することができるので、ジャッキの数を最少限にして強度試験を行うことができ、さらには供試体に加わる荷重はすべて四角形状支持フレームで受け持つので、格別な反力壁は不要となり、部品点数が少なく低コストの強度試験装置が得られる。
さらには、四角形状支持フレーム内部の供試体設置空間におけるＬ字状断面の負荷治具及びジャッキの向きを自在に変化できるので、様々な形態の供試体に対応した強度試験を行なうことができる。

また本発明によれば、四角形状支持フレーム内部の供試体設置空間に、供試体、Ｌ字状断面の負荷治具、加力用のジャッキという、強度試験用の要具をすべて収納した強度試験装置で強度試験を行うことができるので、これらの強度試験装置は運搬容易であり、任意の場所で強度試験を行うことができる。

以下、本発明を図に示した実施例を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。

図１〜図３は本発明の基本実施形態に係る強度試験装置の構成図である。
図１に示す基本実施形態（その１）においては、直交２軸方向に軸荷重及びせん断荷重を付与している。
図１において、４は構造体等の供試体、５ａ，５ｂは該供試体４に試験用の荷重を付与するジャッキである。１は四角形状支持フレームで、内側に四角形状の供試体設置空間３が形成され外郭が四角形に形成されている。２はＬ字状断面に形成された負荷治具で、内側に前記供試体４を挟持するための支持面２ｂが形成され、外側に前記ジャッキ５ａ，５ｂからの荷重が付与される互いに直角な２個の加力面２ａが形成されている。

本発明の基本実施形態では、以下に示す全ての基本実施形態において、かかるＬ字状断面の負荷治具２を前記供試体設置空間３内に設置し、該負荷治具２の支持面２ｂと前記四角形状支持フレーム１の支持内面１ａとの間に前記供試体４を挟持するとともに、前記四角形状支持フレーム１の支持内面１ａとＬ字状断面の負荷治具２の加力面２ａとの間に１個または複数個のジャッキ（５ａ，５ｂ）を設け、該ジャッキ（５ａ，５ｂ）によって前記負荷治具２の加力面２ａに垂直荷重を付与するようになっている。

図１に示される基本実施形態（その１）においては、前記負荷治具２の直交する加力面２ａに、ジャッキ５ａにより供試体４に軸荷重を付与し、ジャッキ５ｂにより供試体４にせん断荷重を付与することにより、供試体４の直交２軸方向に軸荷重及びせん断荷重を同時にあるいは時間差をおいて付与することができる。
また、かかる基本実施形態（その１）において、前記ジャッキ５ｂを除去してジャッキ５ａによる１軸方向の軸荷重のみを付与し、あるいは前記ジャッキ５ａを除去してジャッキ５ｂによる１軸方向のせん断荷重のみを付与することもできる。

図２に示される基本実施形態（その２）においては、前記負荷治具２の直交する加力面２ａに、２個のジャッキ５ｃ，５ｄにより供試体４に軸荷重を付与し、ジャッキ５ｂにより供試体４にせん断荷重を付与することにより、供試体４の直交２軸方向に軸荷重及びせん断荷重を同時にあるいは時間差をおいて付与することができる。
また、かかる基本実施形態（その１）において、前記２個のジャッキ５ｃ，５ｄの作用方向を互いに逆方向、たとえばジャッキ５ｃを供試体４の圧縮方向、ジャッキ５ｄを供試体４の引張方向にすれば、前記ジャッキ５ｃ，５ｄにより該供試体４に曲げ荷重を付与でき、かかる曲げ荷重と前記ジャッキ５ｂによるせん断荷重とを組み合わせて供試体４に付与することが可能となる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１）（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図３に示される基本実施形態（その３）においては、前記負荷治具２を前記四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置し、前記負荷治具２の支持面２ｂと前記四角形状支持フレーム１の支持斜面７との間に前記供試体４を挟持するとともに、直交する負荷治具２の加力面２ａの一方と前記四角形状支持フレーム１の加力斜面６との間に３個のジャッキ５ｆ，５ｇ，５ｈを設け、前記負荷治具２の加力面２ａの他方との間にせん断荷重付与用のジャッキ５ｅを設けている。
かかる基本実施形態（その３）においては、前記３個のジャッキ中、２個のジャッキたとえば５ｆ，５ｈの作用方向を互いに逆方向（たとえばジャッキ５ｆを供試体４の圧縮方向、ジャッキ５ｈを供試体４の引張方向）にすれば、前記ジャッキ５ｆ，５ｈにより該供試体４に曲げ荷重、残りのジャッキ５ｇにより供試体４に軸荷重を付与でき、ジャッキ５ｅにより供試体４にせん断荷重を付与することが可能となる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１）（図１）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

かかる基本実施形態（その１〜３）によれば、四角形状支持フレーム１の内部に形成された供試体設置空間３に供試体４を設置するとともに、Ｌ字状断面の負荷治具２を設置し、該供試体４をＬ字状断面の負荷治具２の支持面２ｂと前記四角形状支持フレーム１の供試体設置空間３に臨む支持内面１ａとの間に挟持し、１個または複数個のジャッキ５により前記負荷治具２の外側に形成された互いに直角な２個の加力面２ａ，２ａに１方向あるいは直交する２方向の垂直荷重を付与して、該荷重を前記負荷治具２を介して供試体４に伝達するように構成したので、Ｌ字状断面の負荷治具２に形成された互いに直角な２個の加力面２ａ，２ａの一方あるいは双方を選択して前記垂直荷重を付与することにより、前記負荷治具２の支持面２ｂと前記支持フレーム１の支持内面１ａとの間に挟持された供試体４に、軸荷重（圧縮荷重あるいは引張荷重）、せん断荷重、及び曲げ荷重を単独に、あるいは前記３種類の荷重の２つまたは全部を組み合わせた荷重を加えた強度試験を行うことが可能となる。

即ち、かかる基本実施形態（その１〜３）によれば、四角形状支持フレーム１の供試体設置空間３に設置したＬ字状断面の負荷治具２に形成された互いに直角な２個の加力面２ａ，２ａを選択して、１個または複数個のジャッキ５により垂直荷重を付与するのみで、前記負荷治具２の支持面２ｂと前記支持フレーム１の支持内面１ａとの間に挟持された供試体４に、加力方向が１軸方向あるいは直交する２軸方向のいずれの方向でも、軸荷重、せん断荷重、及び曲げ荷重を単独に、あるいはこれらを組み合わせた荷重状態で強度試験を行うことが可能となり、四角形状支持フレーム１の内部に形成された供試体設置空間３に供試体４、Ｌ字状断面の負荷治具２、加力用のジャッキ５という、強度試験用の要具をすべて収納して強度試験を行うことができ、小型コンパクトであらゆる荷重形態の強度試験を実施可能な強度試験装置が得られる。

また、最低１個のジャッキ５で供試体４に軸荷重あるいはせん断荷重を付与できるとともに、前記ジャッキ５の加力面２ａへの加力方向及び加力点の数を荷重形態によって選択することができるので、ジャッキ５の数を最少限にして強度試験を行うことができ、さらには供試体４に加わる荷重はすべて四角形状支持フレーム１で受け持つので、従来技術のような格別な反力壁は不要となる。これにより、部品点数が少なく低コストの強度試験装置が得られる。
また、四角形状支持フレーム１内部の供試体設置空間３におけるＬ字状断面の負荷治具２及びジャッキ５の向きを自在に変化できるので、様々な形態の供試体４に対応した強度試験を行なうことができる。

図４〜図１０は、図１〜図３に示す前記基本実施形態（その１〜３）に基づく、供試体への荷重付与形態の具体的実施例である。

図４（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の第１実施例で、ジャッキ５による加力方向が１軸の軸荷重（圧縮荷重あるいは引張荷重）の例である。
図４（Ａ）においては、供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）に１個のジャッキ５ｂにより垂直荷重を付与する。
図４（Ｂ）においては、供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に配置した２個のジャッキ５ｃ，５ｄにより同一方向の垂直荷重を供試体４に付与する。
図４（Ｃ）においては、前記基本実施形態（その３）（図３）と同様な、負荷治具２を四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置した、傾斜配置の負荷治具２に、供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）上及び該中心線８に対称に配置した３個のジャッキ５ｆ，５ｇ，５ｈにより、同一方向の垂直荷重を供試体４に付与する。
以上のように、この第１実施例での荷重付与形態では、前記供試体４に１軸方向の軸荷重（圧縮荷重あるいは引張荷重）を付与できる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１〜３）（図１〜３）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の第２実施例で、ジャッキ５による加力方向が１軸のせん断荷重の例である。
図５（Ａ）においては、供試体４の挟持面である負荷治具２の支持面２ｂ及び支持フレーム１の支持内面１ａに平行で該供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）に沿って、ジャッキ５ａにより縦方向の垂直荷重を付与する。
図５（Ｂ）においては、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）に沿って、ジャッキ５ｂにより横方向の垂直荷重を付与する。

図５（Ｃ）においては、前記基本実施形態（その３）（図３）と同様な、負荷治具２を四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置した傾斜配置の負荷治具２に、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）に沿って、ジャッキ５ｂにより横方向の垂直荷重を付与する。
以上のように、この第２実施例での荷重付与形態では、前記供試体４に１軸方向のせん断荷重を付与できる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１〜３）（図１〜３）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図６（Ａ），（Ｂ）は本発明の第３実施例で、ジャッキ５による加力方向が１軸の曲げ荷重の例である。
図６（Ａ）においては、Ｌ字状断面の負荷治具２の一つの加力面２ａに、該供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に２個のジャッキ５ｃ，５ｄを配置し、該ジャッキ５ｃ，５ｄから前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与する。
図６（Ｂ）においては、前記基本実施形態（その３）（図３）と同様な、負荷治具２を四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置した、傾斜配置の負荷治具２に、該供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に２個のジャッキ５ｆ，５ｈを配置し、該ジャッキ５ｆ，５ｈから前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与する。
以上のように、この第３実施例での荷重付与形態では、前記負荷治具２を介して前記供試体４に曲げ荷重を付与できる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１〜３）（図１〜３）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の第４実施例で、ジャッキ５による加力方向が直交２軸で、軸荷重及びせん断荷重の例である。
図７（Ａ）においては、供試体４の中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に沿って、ジャッキ５ｂにより横方向の垂直荷重を前記加力面２ａに付与するとともに、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って、ジャッキ５ａにより前記ジャッキ５ｂと直角な縦方向の垂直荷重を付与する。
図７（Ｂ）においては、供試体４の中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に配置した２個のジャッキ５ｃ，５ｄにより横方向でかつ同一方向の垂直荷重を供試体４に付与するとともに、該供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って、ジャッキ５ｂにより前記ジャッキ５ｃ，５ｄと直角な横方向の垂直荷重を付与する。

図７（Ｃ）においては、前記基本実施形態（その３）（図３）と同様な、負荷治具２を四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置した傾斜配置の負荷治具２に、供試体４の中心線８（該供試体４の幅２ａの中心）上及び該中心線８に対称に配置した３個のジャッキ５ｆ，５ｇ，５ｈにより、同一方向の垂直荷重を供試体４に付与するとともに、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び傾斜面７）に平行に、ジャッキ５ｅにより前記３個のジャッキ５ｆ，５ｇ，５ｈとは直角方向の垂直荷重を付与する。
以上のように、この第４実施例での荷重付与形態では、前記負荷治具２を介して直交する２軸方向に、軸荷重及びせん断荷重を前記供試体４に付与できる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１〜３）（図１〜３）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図８（Ａ），（Ｂ）は本発明の第５実施例で、ジャッキ５による加力方向が直交２軸で、曲げ荷重及びせん断荷重の例である。
図８（Ａ）においては、Ｌ字状断面の負荷治具２の一つの加力面２ａに、該供試体４の中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に２個のジャッキ５ｃ，５ｄを配置し、該ジャッキ５ｃ，５ｄから前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与するとともに、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って、ジャッキ５ｂにより前記ジャッキ５ｃ，５ｄに対して直角方向の垂直荷重を付与する。

図８（Ｂ）においては、前記基本実施形態（その３）（図３）と同様な、負荷治具２を四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置した傾斜配置の負荷治具２に、該供試体４の中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に２個のジャッキ５ｆ，５ｈを配置し、該ジャッキ５ｆ，５ｈから前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与するとともに、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って、ジャッキ５ｅにより前記２個のジャッキ５ｆ，５ｈと直角方向の垂直荷重を付与する。
以上のように、この第５実施例での荷重付与形態では、前記負荷治具２を介して直交する２軸方向に、曲げ荷重及びせん断荷重を前記供試体４に付与できる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１〜３）（図１〜３）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図９（Ａ），（Ｂ）は本発明の第６実施例で、ジャッキ５による加力方向が直交２軸で、軸荷重と曲げ荷重、及びせん断荷重の例である。
図９（Ａ）においては、Ｌ字状断面の負荷治具２の一つの加力面２ａに、該供試体４の中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に３個のジャッキ５ｃ，５ｄ，５ｓを配置し、該ジャッキ５ｓから供試体４の中心線８ａ方向の垂直荷重を付与し残りの２個のジャッキ５ｃ，５ｄにより前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与するとともに、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って、ジャッキ５ｂにより前記３個のジャッキ５ｃ，５ｄ，５ｓと直角方向の垂直荷重を付与する。

図９（Ｂ）においては、前記基本実施形態（その３）（図３）と同様な、負荷治具２を四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置した傾斜配置の負荷治具２に、該供試体４の中心線８ａ上及び該中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に３個のジャッキ５ｆ，５ｈ，５ｇを配置し、該ジャッキ５ｇから供試体４の中心線８ａ方向の垂直荷重を付与し残りのジャッキ５ｆ，５ｈから前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与するとともに、供試体４の挟持面（前記支持面２ｂ及び支持内面１ａ）に平行で該供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って、ジャッキ５ｅにより前記２個のジャッキ５ｆ，５ｈと直角方向の垂直荷重を付与する。
以上のように、この第６実施例での荷重付与形態では、前記負荷治具２を介して直交する２軸方向に、軸荷重と曲げ荷重、及びせん断荷重を前記供試体４に付与できる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１〜３）（図１〜３）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

図１０（Ａ），（Ｂ）は本発明の第７実施例で、ジャッキ５による加力方向が直交２軸で、軸荷重と曲げ荷重、及びせん断荷重と曲げ荷重の例である。
図１０（Ａ）においては、Ｌ字状断面の負荷治具２の一つの加力面２ａに、該供試体４の中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に２個のジャッキ５ｃ，５ｄを配置し、該２個のジャッキ５ｃ，５ｄにより前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与するとともに、前記２個のジャッキ５ｃ，５ｄと直角方向に供試体４に加力する３個のジャッキ５ｂ，５ｉ，５ｊを配置しジャッキ５ｂにより供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って前記加力面２ａに垂直荷重を付与しジャッキ５ｉ，５ｊにより前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与する。

図１０（Ｂ）においては、前記基本実施形態（その３）（図３）と同様な、負荷治具２を四角形状支持フレーム１の支持内面１ａに対して傾斜角θ傾斜させて設置した傾斜配置の負荷治具２に、該供試体４の中心線８ａ上及び該中心線８ａ（該供試体４の幅２ａの中心）に対称に垂直荷重を付与可能に３個のジャッキ５ｆ，５ｈ，５ｇを配置し、該ジャッキ５ｇから供試体４の中心線８ａ方向の垂直荷重を付与し残りのジャッキ５ｆ，５ｈから前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与するとともに、前記３個のジャッキ５ｆ，５ｈ，５ｇと直角方向に供試体４に加力する３個のジャッキ５ｅ，５ｋ，５ｌを配置しジャッキ５ｅにより供試体４の中心線８ｂ（該供試体４の幅２ｂの中心）に沿って前記加力面２ａに垂直荷重を付与しジャッキ５ｋ，５ｌにより前記加力面２ａに垂直荷重を互いに逆方向に付与する。
以上のように、この第７実施例での荷重付与形態では、前記負荷治具２を介して直交する２軸方向に、軸荷重と曲げ荷重、及び曲げ荷重とせん断荷重を前記供試体４に付与できる。
その他の構成は前記基本実施形態（その１〜３）（図１〜３）と同様であり、これと同一の部材は同一の符号で示す。

本発明によれば、加力用のジャッキ数が少なく、簡単かつ小型コンパクトな構造で、装置コストの安い装置であって、さらには任意の場所で強度試験が可能な装置で以って、軸荷重、せん断荷重、曲げ荷重等あらゆる荷重に対応する強度試験を実施可能な構造体の強度試験装置を提供できる。

本発明の基本実施形態（その１）に係る強度試験装置の構成図で、直交２軸方向に軸荷重及びせん断荷重を付与する場合を示す。 本発明の基本実施形態（その２）に係る強度試験装置の構成図で、直交２軸方向に軸荷重あるいは曲げ荷重、及びせん断荷重を付与する場合を示す。 本発明の基本実施形態（その３）に係る強度試験装置の構成図で、傾斜した加力面及び支持面について、直交２軸方向に軸荷重あるいは曲げ荷重、及びせん断荷重を付与する場合を示す。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の第１実施例の荷重付与形態を示す強度試験装置の構成図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の第２実施例の荷重付与形態を示す強度試験装置の構成図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明の第３実施例の荷重付与形態を示す強度試験装置の構成図である。 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の第４実施例の荷重付与形態を示す強度試験装置の構成図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明の第５実施例の荷重付与形態を示す強度試験装置の構成図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明の第６実施例の荷重付与形態を示す強度試験装置の構成図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明の第７実施例の荷重付与形態を示す強度試験装置の構成図である。

符号の説明

１ 四角形状支持フレーム
１ａ 支持内面
２ 負荷治具
２ａ 加力面
２ｂ 支持面
３ 供試体設置空間
４ 供試体
５（５ａ〜５ｌ） ジャッキ
６ 加力斜面
７ 支持斜面

Claims (10)

1. 支持フレームに支持された供試体に、加力用のジャッキにより荷重を付与して、該供試体の強度試験を行なう構造体の強度試験装置において、前記支持フレームを、内側に供試体設置空間が形成され外郭が四角形に形成された四角形状支持フレームに構成し、前記供試体設置空間内には、内側に前記供試体の支持面が形成され外側に前記ジャッキからの荷重が付与される互いに直角な２個の加力面が形成されたＬ字状断面の負荷治具を設置して、前記供試体を前記負荷治具の支持面と前記支持フレームの供試体設置空間に臨む支持内面との間に挟持し、前記ジャッキにより前記負荷治具の加力面に荷重を付与し、該荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に伝達するように構成されたことを特徴とする構造体の強度試験装置。
2. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の一つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、前記ジャッキから前記加力面に付与された前記垂直荷重を、前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
3. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の一つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを複数配置し、該ジャッキから前記加力面に付与される前記垂直荷重の方向を互いに逆方向にして、前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
4. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、前記ジャッキの一方から一方の前記加力面に付与された前記垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめ、前記ジャッキの他方から他方の前記加力面に付与された前記垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
5. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、該２つの加力面のうちの一方側に前記ジャッキを複数配置し該ジャッキから前記一方側の加力面に付与される前記垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめ、前記ジャッキにより前記加力面のうちの他方側の加力面に付与された前記垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
6. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、該２つの加力面のそれぞれについて前記ジャッキを複数設け、各ジャッキから前記それぞれの加力面に付与される前記垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に直交する２方向の曲げ荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
7. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、前記ジャッキの一方から前記加力面の一方側に付与された前記垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめ、前記加力面の他方側の前記ジャッキを３個以上配置して少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめ、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
8. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、該２つの加力面のうちの一方側に前記ジャッキを３個以上配置して少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるとともに、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめ、前記加力面のうちの他方側の加力面にジャッキから付与された前記垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
9. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の互いに直角な２つの加力面に垂直荷重を付与可能に前記ジャッキを配置し、該２つの加力面のうちの一方側に前記ジャッキを３個以上配置して少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるとともに、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体に軸荷重として作用せしめ、前記加力面の他方側の前記ジャッキを３個以上配置して少なくとも２個の垂直荷重の方向を互いに逆方向にして前記負荷治具を介して前記供試体に曲げ荷重として作用せしめるとともに、少なくとも１個の垂直荷重を前記負荷治具を介して前記供試体にせん断荷重として作用せしめるように構成したことを特徴とする請求項１記載の構造体の強度試験装置。
10. 前記Ｌ字状断面の負荷治具の前記加力面、並びに前記供試体を挟持する前記負荷治具の支持面及び前記支持フレームの支持内面を、前記支持フレームの外面に対して一定角度傾斜せしめて形成したことを特徴とする請求項２ないし９のいずれかの項に記載の構造体の強度試験装置。

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