JP2549482B2 - 構造物の健全度判定装置 - Google Patents
構造物の健全度判定装置Info
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- JP2549482B2 JP2549482B2 JP4105866A JP10586692A JP2549482B2 JP 2549482 B2 JP2549482 B2 JP 2549482B2 JP 4105866 A JP4105866 A JP 4105866A JP 10586692 A JP10586692 A JP 10586692A JP 2549482 B2 JP2549482 B2 JP 2549482B2
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は盛土、建物、橋梁等の構
造物の健全度の判定およびトンネル覆工裏の空洞、土留
壁、擁壁裏の空洞、建物のタイルの浮き等の判定を常時
微動を利用して容易に行うことができる構造物の健全度
判定装置に関するものである。
造物の健全度の判定およびトンネル覆工裏の空洞、土留
壁、擁壁裏の空洞、建物のタイルの浮き等の判定を常時
微動を利用して容易に行うことができる構造物の健全度
判定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】盛土や建物や橋梁等の各種被害は、地盤
条件の急変箇所で発生しやすいことが分かっている。ま
た、トンネルは覆工の裏込めに空洞があるときや、土留
壁や擁壁は裏に空洞があるときに変状しやすいし、建物
のタイルは躯体とタイルの間に浮き等のあるところでは
がれ落ちやすい。従来は、このような構造物の健全度の
判定のために地盤でボーリングを行ったり、常時微動を
測定したり、ハンマーで叩いたり、振動発生機を用いて
地盤や構造物を振動させたりして調査していた。
条件の急変箇所で発生しやすいことが分かっている。ま
た、トンネルは覆工の裏込めに空洞があるときや、土留
壁や擁壁は裏に空洞があるときに変状しやすいし、建物
のタイルは躯体とタイルの間に浮き等のあるところでは
がれ落ちやすい。従来は、このような構造物の健全度の
判定のために地盤でボーリングを行ったり、常時微動を
測定したり、ハンマーで叩いたり、振動発生機を用いて
地盤や構造物を振動させたりして調査していた。
【０００３】しかし、上記の方法で構造物の健全度を判
定できるのは熟練した専門家に限られるし、費用や時間
もかかって多くの構造物を迅速かつ経済的に行うことが
できない。しかも、上記の方法では測点毎に判定を行っ
ており、構造的に不連続な点を探すと言う観点から判定
を行っていないなどの問題点があった。
定できるのは熟練した専門家に限られるし、費用や時間
もかかって多くの構造物を迅速かつ経済的に行うことが
できない。しかも、上記の方法では測点毎に判定を行っ
ており、構造的に不連続な点を探すと言う観点から判定
を行っていないなどの問題点があった。
【０００４】この改善策として振動発生器と振動受信器
を用いて、測定した振動スペクトルそのものをみる方法
がある。図６は従来技術の説明図であって、建物に適用
した例である。１は振動受信器PU1 ，２は振動受信器PU
2 ，３はコード，４は構造物の健全度判定装置，５は増
幅器，６は周波数分析回路，８は表示部，９は建物，１
０は軟弱地盤，１１は固い地盤，１５は振動発生器であ
る。図７は従来技術による振動受信器PU1 と振動受信器
PU2 の振動の時刻歴波形出力である。振動受信器PU1 の
時刻歴波形出力は軟弱地盤のもので長周期成分が卓越
し、振動受信器PU2 の時刻歴波形出力は固い地盤のもの
で短周期成分が卓越する。図８は、従来装置による振動
受信器PU1 と振動受信器PU2 の振動波形のフーリエスペ
クトルの曲線である。この場合は、求めた１つずつのス
ペクトルを経験者が直接判定する場合と、予め構造物の
色々な場合を想定して求めた標準パターンと比べて判定
する方法がある。しかしこの方法でも、前者の場合には
図８のように振動のスペクトルにピーク値が一つあるい
は数が少ない場合は稀であって、ピーク値が沢山ある場
合の評価や、振動数や振幅を解釈するのに相当の熟練と
時間を要する場合の方が多い。また、後者の場合にも標
準パターンは限られたものしか作れず、標準パターンか
らはずれたものの解釈は困難な場合が多い。なお、ここ
には振動発生器による振動を用いる方法を示したが、常
時微動を用いる方法もある。しかし、この常時微動を用
いる方法でも、振動発生器による振動を用いる方法と同
様の判定法を用いているので、これと同様の問題点が存
在する。
を用いて、測定した振動スペクトルそのものをみる方法
がある。図６は従来技術の説明図であって、建物に適用
した例である。１は振動受信器PU1 ，２は振動受信器PU
2 ，３はコード，４は構造物の健全度判定装置，５は増
幅器，６は周波数分析回路，８は表示部，９は建物，１
０は軟弱地盤，１１は固い地盤，１５は振動発生器であ
る。図７は従来技術による振動受信器PU1 と振動受信器
PU2 の振動の時刻歴波形出力である。振動受信器PU1 の
時刻歴波形出力は軟弱地盤のもので長周期成分が卓越
し、振動受信器PU2 の時刻歴波形出力は固い地盤のもの
で短周期成分が卓越する。図８は、従来装置による振動
受信器PU1 と振動受信器PU2 の振動波形のフーリエスペ
クトルの曲線である。この場合は、求めた１つずつのス
ペクトルを経験者が直接判定する場合と、予め構造物の
色々な場合を想定して求めた標準パターンと比べて判定
する方法がある。しかしこの方法でも、前者の場合には
図８のように振動のスペクトルにピーク値が一つあるい
は数が少ない場合は稀であって、ピーク値が沢山ある場
合の評価や、振動数や振幅を解釈するのに相当の熟練と
時間を要する場合の方が多い。また、後者の場合にも標
準パターンは限られたものしか作れず、標準パターンか
らはずれたものの解釈は困難な場合が多い。なお、ここ
には振動発生器による振動を用いる方法を示したが、常
時微動を用いる方法もある。しかし、この常時微動を用
いる方法でも、振動発生器による振動を用いる方法と同
様の判定法を用いているので、これと同様の問題点が存
在する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来技術の人工発生振動や常時微動等のスペクト
ルそのもので評価する方法では熟練を要し、かつ人工的
に振動を発生させる場合にはそのための装置が必要で費
用もかかり、誰でも簡単にそれを用いて構造物の健全度
の判定を行うことができない点である。
点は、従来技術の人工発生振動や常時微動等のスペクト
ルそのもので評価する方法では熟練を要し、かつ人工的
に振動を発生させる場合にはそのための装置が必要で費
用もかかり、誰でも簡単にそれを用いて構造物の健全度
の判定を行うことができない点である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明では構造物の健全
度判定を容易にするために、自然に存在する常時微動を
ある距離をおいた複数の点で測定して、測定した常時微
動の時間領域の振動波形データをフーリエ変換して、周
波数領域の振動波形データであるフーリエスペクトルを
求め、さらに各測定箇所のフーリエスペクトル比の曲線
をグラフ表示することによって判定する。
度判定を容易にするために、自然に存在する常時微動を
ある距離をおいた複数の点で測定して、測定した常時微
動の時間領域の振動波形データをフーリエ変換して、周
波数領域の振動波形データであるフーリエスペクトルを
求め、さらに各測定箇所のフーリエスペクトル比の曲線
をグラフ表示することによって判定する。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の１実施例であって、建物に適
用した例である。１は振動受信器PU1 ，２は振動受信器
PU2 ，３はコード，４は構造物の健全度判定装置，５は
増幅器，６は周波数分析回路，７はフーリエスペクトル
比の演算回路，８は表示部，９は建物，１０は軟弱地
盤，１１は固い地盤である。図２は本発明による振動受
信器PU1 と振動受信器PU2 の振動の時刻歴波形出力であ
る。振動受信器PU1 の時刻歴波形出力は軟弱地盤のもの
で長周期成分が卓越し、振動受信器PU2 の時刻歴波形出
力は固い地盤のもので短周期成分が卓越する。図３は本
発明による振動受信器PU1 と振動受信器PU2 の振動波形
のフーリエスペクトル曲線である。図４は本発明による
振動受信器PU1 の振動受信器PU2 に対する振動波形のフ
ーリエスペクトル比の曲線である。このフーリエスペク
トル比の曲線は振動受信器PU1 の振動波形のフーリエス
ペクトルを分子に、振動受信器PU2 の振動波形のフーリ
エスペクトルを分母にとって比を求めているので、一定
値（1.0 の時が多い）の平坦な直線ではなく、図4 のよ
うに長周期側にピーク値を生じる。
用した例である。１は振動受信器PU1 ，２は振動受信器
PU2 ，３はコード，４は構造物の健全度判定装置，５は
増幅器，６は周波数分析回路，７はフーリエスペクトル
比の演算回路，８は表示部，９は建物，１０は軟弱地
盤，１１は固い地盤である。図２は本発明による振動受
信器PU1 と振動受信器PU2 の振動の時刻歴波形出力であ
る。振動受信器PU1 の時刻歴波形出力は軟弱地盤のもの
で長周期成分が卓越し、振動受信器PU2 の時刻歴波形出
力は固い地盤のもので短周期成分が卓越する。図３は本
発明による振動受信器PU1 と振動受信器PU2 の振動波形
のフーリエスペクトル曲線である。図４は本発明による
振動受信器PU1 の振動受信器PU2 に対する振動波形のフ
ーリエスペクトル比の曲線である。このフーリエスペク
トル比の曲線は振動受信器PU1 の振動波形のフーリエス
ペクトルを分子に、振動受信器PU2 の振動波形のフーリ
エスペクトルを分母にとって比を求めているので、一定
値（1.0 の時が多い）の平坦な直線ではなく、図4 のよ
うに長周期側にピーク値を生じる。
【０００８】図５は本発明の１実施例であって、トンネ
ル覆工裏の空洞に適用した例である。１は振動受信器PU
1 ，２は振動受信器PU2 ，３はコード，４は構造物の健
全度判定装置，５は増幅器，６は周波数分析回路，７は
フーリエスペクトル比の演算回路，８は表示部，１２は
トンネル覆工，１３は覆工裏の空洞，１４は覆工裏に密
着した地盤である。図２は本発明による振動受信器PU1
と振動受信器PU2 の振動の時刻歴波形出力である。振動
受信器PU1 の時刻歴波形出力は覆工裏の空洞のもので長
周期成分が卓越し、振動受信器PU2 の時刻歴波形出力は
覆工裏に密着した地盤のもので短周期成分が卓越する。
図３は本発明による振動受信器PU1 と振動受信器PU2 の
振動波形のフーリエスペクトル曲線である。図４は本発
明による振動受信器PU1 の振動受信器PU2 に対する振動
波形のフーリエスペクトル比の曲線である。このフーリ
エスペクトル比の曲線は振動受信器PU1 の振動波形のフ
ーリエスペクトルを分子に、振動受信器PU2 の振動波形
のフーリエスペクトルを分母にとって比を求めているの
で、一定値（1.0 の時が多い）の平坦な直線ではなく、
図4 のように長周期側にピーク値を生じる。
ル覆工裏の空洞に適用した例である。１は振動受信器PU
1 ，２は振動受信器PU2 ，３はコード，４は構造物の健
全度判定装置，５は増幅器，６は周波数分析回路，７は
フーリエスペクトル比の演算回路，８は表示部，１２は
トンネル覆工，１３は覆工裏の空洞，１４は覆工裏に密
着した地盤である。図２は本発明による振動受信器PU1
と振動受信器PU2 の振動の時刻歴波形出力である。振動
受信器PU1 の時刻歴波形出力は覆工裏の空洞のもので長
周期成分が卓越し、振動受信器PU2 の時刻歴波形出力は
覆工裏に密着した地盤のもので短周期成分が卓越する。
図３は本発明による振動受信器PU1 と振動受信器PU2 の
振動波形のフーリエスペクトル曲線である。図４は本発
明による振動受信器PU1 の振動受信器PU2 に対する振動
波形のフーリエスペクトル比の曲線である。このフーリ
エスペクトル比の曲線は振動受信器PU1 の振動波形のフ
ーリエスペクトルを分子に、振動受信器PU2 の振動波形
のフーリエスペクトルを分母にとって比を求めているの
で、一定値（1.0 の時が多い）の平坦な直線ではなく、
図4 のように長周期側にピーク値を生じる。
【０００９】構造物の健全度の判定に、このようなフー
リエスペクトル比曲線の形状を採用している。従って、
このフーリエスペクトル比曲線の形状の違いは、誰でも
熟練を要することなく簡単に区別でき、構造物の健全度
の判定が容易になる。さらに迅速に経済的にできるし、
さらに対策実施後にその効果をみるには、再度上記のよ
うに振動を測定してフーリエスペクトル比曲線を求め、
そのフーリエスペクトル比曲線が平坦な直線になってい
るかどうかみればよいことも分かる。
リエスペクトル比曲線の形状を採用している。従って、
このフーリエスペクトル比曲線の形状の違いは、誰でも
熟練を要することなく簡単に区別でき、構造物の健全度
の判定が容易になる。さらに迅速に経済的にできるし、
さらに対策実施後にその効果をみるには、再度上記のよ
うに振動を測定してフーリエスペクトル比曲線を求め、
そのフーリエスペクトル比曲線が平坦な直線になってい
るかどうかみればよいことも分かる。
【００１０】
【発明の効果】以上に説明したように本発明の構造物の
健全度判定装置は、常時微動のフーリエスペクトル比を
求めて表示するようになっているため、熟練を要するフ
ーリエスペクトルそのものを用いて健全度を判定する場
合と異なって、それを用いれば未熟練者でもその図形を
みればすぐ健全度を判定できるという利点がある。構造
物の健全度の判定という目的を、未熟練者でもかなり簡
便に経費も安く確実にできることを実現した。しかも、
地盤の構造力学的な性質の不連続点の境界を、振動波形
のフーリエスペクトル比を用いて簡単に求めることが可
能になった。
健全度判定装置は、常時微動のフーリエスペクトル比を
求めて表示するようになっているため、熟練を要するフ
ーリエスペクトルそのものを用いて健全度を判定する場
合と異なって、それを用いれば未熟練者でもその図形を
みればすぐ健全度を判定できるという利点がある。構造
物の健全度の判定という目的を、未熟練者でもかなり簡
便に経費も安く確実にできることを実現した。しかも、
地盤の構造力学的な性質の不連続点の境界を、振動波形
のフーリエスペクトル比を用いて簡単に求めることが可
能になった。
【図１】本発明の構造物の健全度判定装置の建物への実
施例を示した説明図である。
施例を示した説明図である。
【図２】振動受信器PU1 と振動受信器PU2 で測定した時
間領域の振動波形データである。
間領域の振動波形データである。
【図３】振動受信器PU1 と振動受信器PU2 の周波数領域
の振動波形データである。
の振動波形データである。
【図４】振動受信器PU1 と振動受信器PU2 の振動波形の
フーリエスペクトル比の曲線である。
フーリエスペクトル比の曲線である。
【図５】本発明の構造物の健全度判定装置をトンネル覆
工裏の空洞に適用した例を示す図である。
工裏の空洞に適用した例を示す図である。
【図６】本発明を使用しない従来の振動波形のフーリエ
スペクトルそのものを求めて構造物の健全度の判定を行
う方法についての説明図である。
スペクトルそのものを求めて構造物の健全度の判定を行
う方法についての説明図である。
【図７】振動受信器PU1 と振動受信器PU2 で測定した時
間領域の振動波形データである。
間領域の振動波形データである。
【図８】振動受信器PU1 と振動受信器PU2 の周波数領域
の振動波形データである。
の振動波形データである。
１ 振動受信器PU1 ２ 振動受信器PU2 ３ コード ４ 構造物の健全度判定装置 ５ 増幅器 ６ 周波数分析回路 ７ フーリエスペクトル比の演算回路 ８ 表示部 ９ 建物 10 軟弱地盤 11 固い地盤 12 トンネルの覆工 13 覆工裏の空洞 14 覆工裏に密着した地盤 15 振動発生器
Claims (1)
- 【請求項１】 健全度を判定しようとする構造物におい
て、複数の振動受振器とその増幅器から構成される振動
測定部と、時間領域の振動波形データを周波数分析して
フーリエスペクトルを演算する回路とフーリエスペクト
ル比を演算する回路からなるデータ処理部と、時間領域
の振動波形データ，周波数領域の振動波形データ，フー
リエスペクトル比の曲線をグラフ化する表示部からな
り、常時微動をある距離おいた複数の点で測定して、測
定した常時微動の時間領域の振動波形データをフーリエ
変換し、周波数領域の振動波形データであるフーリエス
ペクトルを求め、さらに各測定箇所のフーリエスペクト
ル比の曲線をグラフ表示することを特徴とする構造物の
健全度判定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4105866A JP2549482B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 構造物の健全度判定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4105866A JP2549482B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 構造物の健全度判定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05281082A JPH05281082A (ja) | 1993-10-29 |
| JP2549482B2 true JP2549482B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=14418889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4105866A Expired - Fee Related JP2549482B2 (ja) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | 構造物の健全度判定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549482B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3510616B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2004-03-29 | 構造品質保証研究所株式会社 | 微動観測による構造物の診断方法及び診断システム |
| JP3876247B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2007-01-31 | 構造品質保証研究所株式会社 | 微動観測による構造物の診断方法及び診断システム |
| JP3925910B2 (ja) * | 2002-04-26 | 2007-06-06 | 財団法人電力中央研究所 | 常時微動計測に基づく建物の健全性診断法 |
| JP3974858B2 (ja) * | 2002-04-30 | 2007-09-12 | ビイック株式会社 | 動的耐震性能診断方法 |
| TWI449883B (zh) * | 2011-02-10 | 2014-08-21 | Univ Nat Taiwan Science Tech | 結構體安全性之分析方法 |
| JP5709794B2 (ja) * | 2012-05-10 | 2015-04-30 | 九州電力株式会社 | 鉄塔健全性評価装置及び鉄塔健全性評価方法 |
| JP6236413B2 (ja) * | 2015-06-22 | 2017-11-22 | 東電設計株式会社 | 道路橋床版の変状監視方法 |
| ES2955160T3 (es) | 2016-06-21 | 2023-11-29 | Winant Thomas Arthur | Sistema y método para determinar el riesgo de fallo de una estructura |
| US11761847B2 (en) | 2016-06-21 | 2023-09-19 | Thomas Arthur Winant | System and method for determining the risk of failure of a structure |
| WO2020075296A1 (ja) * | 2018-10-12 | 2020-04-16 | 三菱電機株式会社 | 状態監視装置 |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP4105866A patent/JP2549482B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05281082A (ja) | 1993-10-29 |
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Legal Events
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