JP2019128216A - Method for measuring deformation amount of architectural structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、たとえば、カーテンウォールや開口部装置などの矩形枠状の建築構造体の耐風圧試験や層間変位試験などの際に、建築構造体の縦部材や横部材、パネルの変形量を測定するための、建築構造体の変形量測定方法に関する。 The present invention measures deformations of vertical members, horizontal members, and panels of a building structure, for example, in a wind pressure test or an interlayer displacement test of a rectangular frame-shaped building structure such as a curtain wall or an opening device. The present invention relates to a method for measuring the amount of deformation of a building structure.
鉄骨建造物を造る場合、鉄骨(躯体)を組み立てた後、この鉄骨の外側に外壁を構成する複数枚のカーテンウォールを取り付ける。このようなカーテンウォールは、現場での設置前に、建物の形状や設置条件、設計条件などに応じて、耐風圧試験や層間変位試験などの各種性能試験を行う必要がある。耐風圧試験や層間変位試験では、カーテンウォールに対し外力を加え、このカーテンウォールの方立や無目、パネルの変形量を測定する。カーテンウォールの方立や無目、パネルの変形量を測定するためのセンサとしては、たとえば、特開2004−233194号公報などに記載された、接触式変位計を使用することができる。 When building a steel frame structure, after assembling the steel frame (frame), a plurality of curtain walls constituting the outer wall are attached to the outside of the steel frame. Such a curtain wall needs to be subjected to various performance tests such as a wind pressure test and an inter-layer displacement test according to the shape of the building, installation conditions, design conditions, and the like before installation on the site. In the wind pressure test and the inter-layer displacement test, external force is applied to the curtain wall, and the direction of the curtain wall and the amount of deformation of the panel are measured. For example, a contact displacement meter described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-233194 can be used as a sensor for measuring the orientation of the curtain wall, the texture, and the amount of deformation of the panel.
図3および図4は、性能試験の際に、カーテンウォール1の方立6の変形量を、接触式変位計2a、2bにより測定する方法の従来例を示している。試験装置の仮想躯体(図示省略)に対し支持されたカーテンウォール1に対向するようにして、接触式変位計2a、2bを支持するための支持用躯体3を設ける。支持用躯体3の支持枠4に対して支持した接触式変位計2a、2bのプローブ5a、5bの先端部を、カーテンウォール1の方立6の側面に接触させることにより、方立6の面内方向(図4(A)および図4(C)の左右方向)および面外方向(図4(B)の左右方向、図4(C)の上下方向)の変位を測定可能としている。すなわち、接触式変位計2aを、プローブ5aの軸方向が面内方向に一致するように、本体部7aを支持枠4に対し、面外方向に伸長する補助アーム8を介して支持し、軸方向の弾力が付与されたプローブ5aの先端部を方立6の面内方向に関する片側面に接触させている。一方、接触式変位計2bを、プローブ5bの軸方向が面外方向に一致するように、本体部7bを支持枠4に対し支持し、その軸方向の弾力が付与されたプローブ5bの先端部を方立6の面外方向に関する片側面に接触させている。性能試験では、カーテンウォール1に送風機から発生させた風圧を加えたり、カーテンウォール1を支持する仮想躯体を変位させたりすることで、カーテンウォール1に外力を加える。この外力によってカーテンウォール1の方立6が変形すると、接触式変位計2a、2bのプローブ5a、5bがそれぞれの軸方向に変位する。それぞれのプローブ5a、5bの変位量をデータロガーにより記録することで、カーテンウォール1の方立6の面内方向および面外方向に関する変形量を測定することができる。
FIG. 3 and FIG. 4 show a conventional example of a method of measuring the amount of deformation of the
上述のような、カーテンウォールの変形量測定方法は、コストおよび工数の低減を図る面からは改良の余地がある。すなわち、図3および図4に示した従来方法では、高価な接触式変位計2a、2bが、測定位置P(図4(A)参照)1箇所ごとに、カーテンウォール1の面内方向に関する変位を測定するものと、面外方向に関する変位を測定するものとの2個必要になる。装置全体における接触式変位計2a、2bの個数は、試験体であるカーテンウォール1の大きさや試験条件などにもよるが、最大で200個程度必要になることもある。
The method of measuring the amount of deformation of the curtain wall as described above has room for improvement in terms of cost and man-hour reduction. That is, in the conventional method shown in FIGS. 3 and 4, the expensive
また、接触式変位計2a、2bは、カーテンウォール1に対し対向するようにして設置された支持用躯体3に、精度よく取り付ける必要がある。すなわち、本体部7a、7bに対するプローブ5a、5bの軸方向位置(プローブ5a、5bの本体部7a、7bからの突出量)を適正に規制し、かつ、プローブ5a、5bの中心軸が方立6の側面に対し垂直となるように、プローブ5a、5bの先端部を方立6の側面に接触させた状態で、接触式変位計2a、2bを支持用躯体3に取り付ける必要がある。要するに、接触式変位計2a、2bの支持用躯体3への取付作業は熟練を要し、かつ、煩雑で、工数が嵩む。支持用躯体3の設置作業および接触式変位計2a、2bの取付作業を含め、カーテンウォール1の試験を行うための準備には、多くの時間と人手がかかる。
The
本発明は、上述のような事情を鑑みて、コストおよび工数の低減を図るとともに、取付作業者の熟練度によるばらつきを低減することができる、建築構造体の変形量測定方法を実現することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described circumstances, the present invention realizes a method of measuring the amount of deformation of a building structure that can reduce cost and man-hours and reduce variations due to the degree of skill of the installation worker. The purpose is.
本発明の建築構造体の変形量測定方法の対象となる建築構造体は、上下方向に配置された縦部材と、水平方向に配置された横部材と、前記縦部材と前記横部材とに取り付けられるパネルとを備える。すなわち、本発明の建築構造体の変形量測定方法は、たとえば、カーテンウォール、または、サッシやドアなどの開口部装置などを対象とすることができる。 The building structure which is the object of the method for measuring the deformation amount of the building structure of the present invention is attached to the vertical member arranged in the vertical direction, the horizontal member arranged in the horizontal direction, and the vertical member and the horizontal member. And a panel. That is, the method for measuring the amount of deformation of a building structure according to the present invention can be applied to, for example, a curtain wall or an opening device such as a sash or a door.
本発明の建築構造体の変形量測定方法は、前記縦部材、前記横部材および前記パネルのうち、少なくとも1つの部材に位置センサを支持し、該位置センサが無線通信により取得した情報に基づいて、前記位置センサの位置を表す2次元座標値を算出し、該2次元座標値の基準値からのずれ(変位量)を求めることにより、前記位置センサを支持した部材の変形量(弾性変形量や残留変形量など)を求める。 In the method for measuring a deformation amount of a building structure according to the present invention, a position sensor is supported by at least one member among the vertical member, the horizontal member, and the panel, and the position sensor is based on information acquired by wireless communication. Then, a two-dimensional coordinate value representing the position of the position sensor is calculated, and a deviation (displacement amount) from the reference value of the two-dimensional coordinate value is obtained, whereby a deformation amount (elastic deformation amount) of the member supporting the position sensor. And residual deformation etc.).
前記位置センサを、GPSセンサとすることが好ましい。 The position sensor is preferably a GPS sensor.
本発明の建築構造体の変形量測定方法によれば、コストおよび工数の低減を図るとともに、取付作業者の熟練度によるばらつきを低減することができる。 According to the method for measuring a deformation amount of a building structure according to the present invention, it is possible to reduce costs and man-hours, and to reduce variations due to the skill level of an installation worker.
図1および図2は、本発明の実施の形態の1例を示している。本例を含め、本発明の建築構造体の変形量測定方法の対象となるカーテンウォール1は、それぞれが上下方向に配置された縦部材である、複数本の方立6と、隣り合う左右の方立6同士の間にそれぞれ水平方向に配置された横部材である、複数本の無目9と、方立6と無目9とにより四辺を囲まれた開口部に取り付けられたパネル10とを備える。
1 and 2 show an example of an embodiment of the present invention. The curtain wall 1 which is the object of the method for measuring the amount of deformation of a building structure according to the present invention, including the present example, is a vertical member arranged in the vertical direction, and a plurality of
次に、耐風圧試験や層間変位試験などの性能試験の際に、カーテンウォール1の変形量を測定するための、本例のカーテンウォールの変形量測定方法について説明する。性能試験は、カーテンウォール1の方立6の上下方向複数箇所を、ブラケットを介して、試験装置の仮想躯体(図示省略)に対し支持固定した状態で行う。
Next, a method for measuring the amount of deformation of the curtain wall for measuring the amount of deformation of the curtain wall 1 during performance tests such as a wind pressure test and an interlayer displacement test will be described. The performance test is performed in a state where a plurality of vertical positions of the
本例の特徴は、位置センサ11として、衛星からの無線信号に基づいて自身の位置情報を、2次元座標値(本例では、緯度および経度)として出力する、GPS(Global Positioning System)センサを使用して、カーテンウォール1の方立6、無目9およびパネル10のうちの少なくとも1種の部材の変形を測定する点にある。なお、図1および図2は、位置センサ11により、方立6の変形を測定する構造を示している。
The feature of this example is a GPS (Global Positioning System) sensor that outputs its own position information as a two-dimensional coordinate value (latitude and longitude in this example) based on a radio signal from a satellite. It is used to measure the deformation of at least one member of the
本例では、位置センサ11に接続した、USBケーブルなどの信号ケーブルにより、位置センサ11への給電、および、この位置センサ11が出力する2次元座標値を、計算機によりリアルタイムに取得することが可能となっている。
In this example, a power cable to the
ただし、位置センサ11への給電方法や、位置センサ11が出力する2次元座標値の取得方法については、特に限定されない。たとえば、センサホルダ内に内蔵した電池により位置センサ11に給電するようにしたり、位置センサ11が試験中に出力した2次元座標値を、センサホルダ内に内蔵したメモリに記録しておき、後でメモリから読み取るようにしたりすることもできる。
However, the method of supplying power to the
また、本例では、2次元座標値は、位置センサ11内の演算器により、衛星からの無線信号に基づいて算出し、位置センサ11から計算機に送信しているが、位置センサ11により受信した、衛星からの無線信号の情報を、そのまま計算機に送信し、該計算機により、位置センサ11の2次元座標値を算出するようにすることもできる。
In this example, the two-dimensional coordinate value is calculated based on the radio signal from the satellite by the arithmetic unit in the
本例では、カーテンウォール1を構成する方立6の面外方向(図2(B)の左右方向、図2(C)の上下方向)に関する片側面(建造物に取り付けた状態での屋内側の側面)のうち、試験条件などに応じて決定された、複数の測定位置P(図示の例では、3箇所位置)に、位置センサ11を、磁石や貼着テープなどを用いた貼付などにより、1つずつ取り付けている。なお、位置センサ11は、方立6の面外方向に関する片側面に限らず、方立6の面外方向に関する他側面(建造物に取り付けた状態での屋外側の側面)や、方立6の面内方向(図2(A)および図2(C)の左右方向)に関する側面に取り付けることもできる。
In this example, one side (indoor side in a state attached to a building) with respect to the out-of-plane direction (left-right direction in FIG. 2B, up-down direction in FIG. 2C) of the
性能試験中のカーテンウォール1の変形量を測定するためには、まず、試験を実施する前に、外力が加わっていない状態でのそれぞれの位置センサ11の2次元座標値(基準値)を取得しておく。
In order to measure the deformation amount of the curtain wall 1 during the performance test, first, before carrying out the test, the two-dimensional coordinate values (reference values) of the
次いで、カーテンウォール1に、試験条件に応じた外力を加える。すなわち、耐風圧試験を行う場合には、送風機から発生させた風圧をカーテンウォール1に加え、層間変位試験を行う場合には、カーテンウォール1を支持した仮想躯体を面外方向や面内方向に変位させる。 Next, an external force according to the test conditions is applied to the curtain wall 1. That is, when the wind pressure test is performed, the wind pressure generated from the blower is applied to the curtain wall 1, and when the interlayer displacement test is performed, the virtual housing supporting the curtain wall 1 is moved in the out-of-plane direction or in-plane direction. Displace.
本例では、試験中に取得した位置センサ11の2次元座標値に基づいて、計算機上のプログラムにより、位置センサ11の基準値からのずれ(変位量)に変換する。具体的には、試験中に取得した位置センサ11の2次元座標値に基づいて、計算機により、位置センサ11の基準位置からの面内方向に関する変位量、および、同じく面外方向に関する変位量を算出する。これにより、カーテンウォール1の方立6の変形を測定することができる。
In this example, based on the two-dimensional coordinate value of the
上述のような本例のカーテンウォールの変形量測定方法によれば、コストおよび工数の低減を図るとともに、取付作業者の熟練度によるばらつきを低減することができる。 According to the curtain wall deformation measuring method of this example as described above, it is possible to reduce costs and man-hours, and to reduce variations due to the skill level of the installation worker.
すなわち、本例では、位置センサ11として、図3および図4に示した従来方法で使用した接触式変位計2a、2bよりも安価なGPSセンサを使用している。また、1個の位置センサ11により、面内方向に関する変位量および面外方向に関する変位量の両方を求めることができる。したがって、位置センサ11は、測定位置1箇所につき、1個で済むため、装置全体における位置センサ11の個数は、図3および図4に示した従来方法で使用した接触式変位計2a、2bの個数よりも少なく(半数程度に)抑えることができる。これらの理由により、コストの低減を図ることができる。
That is, in this example, a GPS sensor that is less expensive than the
本例では、位置センサ11が無線通信により取得した情報に基づいて、該位置センサ11の位置を表す2次元座標値を算出し、該2次元座標値の基準値からのずれを求めることにより、方立6の面内方向および面外方向に関する変位量を求めるようにしている。さらに、本例では、位置センサ11を、方立6の面外方向に関する片側面に、貼付により支持している。したがって、本例によれば、位置センサ11の取付作業は熟練を要することなく、容易に行え、かつ、図3および図4に示した従来方法のように、接触式変位計2a、2bを支持するための支持用躯体3を設置する必要もない。これらの理由により、工数の低減を図るとともに、取付作業者の熟練度によるばらつきを低減することができる。
In this example, based on the information acquired by the
上述のように、本例では、従来方法のように、カーテンウォール1に対向する位置に支持用躯体3を設置していない。このため、耐風圧試験や層間変位試験などの試験中や試験直後に、カーテンウォール1を、至近距離から容易に観察することができる。また、位置センサ11を、カーテンウォール1に対し取り付けたまま、このカーテンウォール1の気密性を確認するための気密試験や水密性を確認するための水密試験などの別の性能試験を行うこともできる。
As described above, in this example, unlike the conventional method, the supporting housing 3 is not installed at a position facing the curtain wall 1. For this reason, the curtain wall 1 can be easily observed from a close distance during a test such as a wind pressure test and an interlayer displacement test or immediately after the test. In addition, while the
本例では、カーテンウォール1の方立6に位置センサ11を取り付けて、方立6の変形量を測定する場合について説明したが、本発明のカーテンウォールの変形量測定方法では、方立6に加え、あるいは、方立6に代えて、無目9やパネル10の変形量を測定することもできる。
In this example, the case where the
また、本発明の建築構造体の測定方法は、本例のカーテンウォール1に限らず、サッシやドアなどの開口部装置など、各種の矩形枠状の建築構造体を対象とすることができる。具体的には、たとえば、引き違い窓を対象とする場合には、位置センサ11を、召合せ框に取り付けることが好ましい。
Moreover, the measuring method of the building structure of this invention can target not only the curtain wall 1 of this example but various rectangular frame-like building structures, such as opening part apparatuses, such as a sash and a door. Specifically, for example, when the target is a sliding window, it is preferable to attach the
本例では、耐風圧試験や層間変位試験の際に、カーテンウォール1の変形量を測定する場合について説明したが、本発明の建築構造体の変形量測定方法によれば、様々な場面において、建築構造体の変形量を測定することができる。具体的には、たとえば、建造物の鉄骨(躯体)に支持したカーテンウォール1に位置センサ11を取り付けることにより、実際の施工現場において、カーテンウォール1の変形量を測定することもできる。
In this example, the case of measuring the amount of deformation of the curtain wall 1 in the wind pressure test and the interlayer displacement test has been described, but according to the method of measuring the amount of deformation of the building structure of the present invention, The amount of deformation of the building structure can be measured. Specifically, for example, by attaching the
また、位置センサ11として、GPSセンサを使用する場合であって、屋内など、衛星からの無線信号の電波強度が十分ではない環境において、本発明の建築構造体の変形量測定方法を実施する場合には、中継装置を設置することができる。すなわち、屋外に設置したアンテナにより、衛星からの無線信号を受信し、屋内に設置され、かつ、アンテナと信号ケーブルで接続された放射器から、増幅された無線信号を再放射することができる。
Further, when a GPS sensor is used as the
本例のように、位置センサ11として、GPSセンサを使用する場合には、計算機に、位置センサ11の出力信号に重畳した誤差を除去するためのノイズ除去手段を設けても良い。具体的には、耐風圧試験や層間変位試験などの性能試験の際にも変位しない不動位置に、GPSセンサを1個設置し、この不動位置に設置したGPSセンサの出力信号に基づいて、計算機により、カーテンウォール1に支持した位置センサ11の出力信号に重畳した誤差を除去することができる。
When a GPS sensor is used as the
本例では、位置センサ11として、衛星からの無線信号に基づいて自身の位置を表す2次元座標値を出力する、GPSセンサを使用したが、本発明では、他のセンサを使用することもできる。具体的には、たとえば、耐風圧試験や層間変位試験などの性能試験の際にも変位しない不動位置に発信器を設置し、この発信器から無線により発信された基準信号を、カーテンウォールに支持した位置センサにより受信し、該位置センサまたは計算機により、三点測位法に基づいて、位置センサの位置を表す2次元座標値を算出するようにすることができる。この場合、発信器と位置センサとの間の通信には、たとえば、Bluetooth(登録商標)やWi−Fiなどの無線通信手段を使用することができる。
In this example, a GPS sensor that outputs a two-dimensional coordinate value representing its own position based on a radio signal from a satellite is used as the
1 カーテンウォール
2a、2b 接触式変位計
3 支持用躯体
4 支持枠
5a、5b プローブ
6 方立
7a、7b 本体部
8 補助アーム
9 無目
10 パネル
11 位置センサ
Reference Signs List 1
Claims (2)
前記縦部材、前記横部材および前記パネルのうち、少なくとも1つの部材に位置センサを支持し、該位置センサが無線通信により取得した情報に基づいて、前記位置センサの位置を表す2次元座標値を算出し、該2次元座標値の基準値からのずれを求めることにより、前記位置センサを支持した部材の変形量を求める、
建築構造体の変形量測定方法。 A method of measuring the amount of deformation of an architectural structure, comprising: vertical members arranged in the vertical direction, horizontal members arranged in the horizontal direction, and panels attached to the vertical members and the horizontal members,
A position sensor is supported by at least one member of the vertical member, the horizontal member, and the panel, and the two-dimensional coordinate value representing the position of the position sensor based on the information acquired by the position sensor by wireless communication Calculating the amount of deformation of the member supporting the position sensor by calculating the deviation from the reference value of the two-dimensional coordinate value;
How to measure the amount of deformation of a building structure.
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