JP2673236B2 - Concrete shear strength measuring method and measuring instrument - Google Patents
Concrete shear strength measuring method and measuring instrumentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、コンクリートのせん断強度を非破壊で測
定するコンクリートせん断強度の測定方法及びそのため
の測定器に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a concrete shear strength measuring method for non-destructively measuring concrete shear strength and a measuring instrument therefor.
（従来の技術） コンクリートの強度は、引張強度、圧縮強度及びせん
断強度が問題になる。これらの値は一般にテストピース
を作って各々の方向の力を加えることによって測定して
いるが、いずれの場合もコンクリートを実際に破壊して
しまうものである。(Prior Art) Regarding the strength of concrete, tensile strength, compressive strength and shear strength are problems. These values are generally measured by making a test piece and applying a force in each direction, but in either case, concrete is actually destroyed.
従って、建築、土木の現場で実際に構築した建造物を
破壊することはできないのでテストピースでの測定は可
能であっても実際の建造物におけるコンクリートを直接
測定することは出来ず、あくまでも間接的な測定に留ど
まっていた。Therefore, it is not possible to directly measure the concrete in the actual building, although it is possible to measure with the test piece because the building actually built at the site of construction and civil engineering cannot be destroyed. It was just a measurement.
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、従来コンクリートを実際に破壊しなければ
知ることができなかったコンクリートのせん断強度をテ
ストピースを用いることなく、実際の建造物において正
確に測定することを目的にしている。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention accurately measures the shear strength of concrete, which could not be known until now by actually breaking concrete, without using a test piece in an actual building. Is intended for that.
（問題点を解決するための手段） 本発明は、コンクリートのせん断強度を実際の建造物
において非破壊で測定するために、コンクリート面に穿
った孔中に接着性樹脂で固着した棒体を植設し、この棒
体に引張力を加えると共に棒体もしくはコンクリート面
に設置した聴音器で核亀裂の破壊音を検知し、音が発生
した時の引張力を知る様にしたコンクリートせん断強度
測定方法及びその測定器である。(Means for Solving Problems) In order to measure the shear strength of concrete in an actual building in a nondestructive manner, the present invention implants a rod body fixed with an adhesive resin in a hole formed in a concrete surface. A method for measuring concrete shear strength, in which a tensile force is applied to this rod and the sound of destruction of a nuclear crack is detected by a hearing aid installed on the rod or concrete surface, and the tensile force when the sound is generated is known. And its measuring instrument.
（実施例） 本発明者は、樹脂アンコーボルトの研究を続けている
過程において、樹脂アンカーボルトが引張力に抗し切れ
ずにコンクリートから抜け出す破壊現象に特別の状態が
あることを知った。(Examples) The present inventor has found that, in the course of continuing research on resin anchor bolts, there is a special condition in the fracture phenomenon in which the resin anchor bolt does not withstand the tensile force and comes out of the concrete.
即ち、樹脂アンカーボルトが抜け出す時はコンクリー
トの浅部のコーン破壊（亀裂破壊）が必ず発生し（第３
図（ａ）参照）、これに次いでコンクリートと接着性樹
脂の間のすべり破壊が継続して起こり、コンクリートの
抜け出し現象（第３図（ｂ）参照）に進むことである。
この現象を解析したところ、アンカーボルトに引張力が
加えられると、コンクリートに穿った下孔の側壁面上の
荷重応力が増大してコンクリートの一軸せん断強度に達
してコンクリートのせん断破壊が生じて側壁面上に凹凸
のある荒れた滑り面が形成されると同時に下孔直径の約
1.8倍の深さのところに浅部コーン破壊の核になる亀裂
（以下“核亀裂”という）が発生することが判った。That is, when the resin anchor bolt comes out, the cone fracture (crack fracture) in the shallow part of the concrete always occurs (3rd
(See FIG. 3 (a)), and subsequently, slip failure between the concrete and the adhesive resin continues to occur, and the phenomenon of concrete escape (see FIG. 3 (b)) proceeds.
Analysis of this phenomenon revealed that when tensile force was applied to the anchor bolt, the load stress on the side wall surface of the pilot hole drilled in the concrete increased and reached the uniaxial shear strength of the concrete, causing shear failure of the concrete. Rough and rough sliding surface is formed on the wall surface, and at the same time,
It was found that cracks (hereinafter referred to as "nuclear cracks") that become nuclei for shallow cone destruction occur at a depth of 1.8 times.
この後、更に荷重を増大させると、凹凸のある荒れた
滑面に沿って微小な滑り変位が現れる。After that, when the load is further increased, a minute sliding displacement appears along the rough and rough smooth surface.
この変位により滑面の凹凸が相互に乗り上げる様な形
態を生じ、結果的に滑り面に垂直な方向にアンカーボル
トが体積膨張を生じたと同じになり、そこに強い圧縮応
力を発生させ、即ちそこに大きい摩擦力を発生させるこ
とになり、これが樹脂アンカーの終局的耐力を決定す
る。この終局的耐力は、上記核亀裂発生点における引張
力の４〜６倍に相当する大きさとなる。しかがって、樹
脂アンカーに引張力を加え、核亀裂を発生させても、樹
脂アンカーの破壊を来すことはない。すなわち、核亀裂
発生点における引張力を測定することにより、コンクリ
ートのせん断強度を非破壊的に測定することができる。Due to this displacement, the unevenness of the smooth surface rides on top of each other, and as a result, it becomes the same as the volume expansion of the anchor bolt in the direction perpendicular to the smooth surface, generating a strong compressive stress there. This will generate a large frictional force, which determines the ultimate yield strength of the resin anchor. This ultimate yield strength is 4 to 6 times the tensile force at the nuclear crack initiation point. Therefore, even if a tensile force is applied to the resin anchor to generate a nuclear crack, the resin anchor is not destroyed. That is, the shear strength of concrete can be measured nondestructively by measuring the tensile force at the nuclear crack initiation point.
下孔側壁部においてコンクリートのせん断破壊が生
じ、そして核亀裂の生じる点における引張力をPsとする
と、それは次の式で表される。Letting Ps be the tensile force at the point where shear failure of concrete occurs at the side wall of the pilot hole and a nuclear crack occurs, it is expressed by the following equation.
Ps＝τπDL （１） Ps:核亀裂発生時の引張力（Kg） τ：コンクリートせん断強度（Kg/cm2） D:下孔直径（cm） L:下孔深さ（cm） 発明者らは、アンカーボルトとその近辺のコンクリー
ト表面に聴音器を設置してアンカーボルトに引張力を加
えて行く過程での変化を観測した。Ps ＝ τπ DL (1) Ps: Tensile force at the time of nuclear crack generation (Kg) τ: Concrete shear strength (Kg / cm 2 ) D: Pilot hole diameter (cm) L: Pilot hole depth (cm) The inventors have found that the anchor bolt and its vicinity We installed a hearing aid on the concrete surface and observed changes in the process of applying tensile force to the anchor bolt.
その結果、引張力が一定値に達する段階で騒音器に
“物体の分離する音”が入ってくるのを検知したが、発
生音が検知される際の引張力の大きさを記録し、“核亀
裂”の発生に対すると考えられる初期音響信号が観測さ
れたときの引張力の値を前述の計算式（２）を用いて換
算するとその得られた値が、他の方法によって推定され
るコンクリートせん断強度を若干下廻るものであること
を知った。他の方法による測定値は、ダイラタンシー効
果（摩擦効果）の影響を多少とも含み、その値は真の値
より若干大きく現れるものと推定される。そのような影
響をより少なく受けると考えられる本発明の方法によっ
て求められる若干低い値が、真の値に近い値を与えてく
れると言える。As a result, when the tensile force reached a certain value, it was detected that the "noise that separates the object" entered the noise detector, but the amount of the tensile force at the time when the generated sound was detected was recorded. The value obtained by converting the value of the tensile force when an initial acoustic signal, which is considered to be due to the occurrence of a "nuclear crack", is calculated using the above calculation formula (2), and the obtained value is estimated by another method. I found that it was slightly lower than the shear strength. It is presumed that the measured values by other methods include some influence of the dilatancy effect (friction effect), and that the value appears slightly larger than the true value. It can be said that the slightly lower value obtained by the method of the present invention, which is considered to be less affected by this, gives a value closer to the true value.
本発明は、以上の知見に基づいて考え出されたもの
で、基本的にはコンクリート面に穿った孔中に接着性樹
脂で固着した棒体を植設し、この棒体に引張力を加えな
がら棒体や近辺のコンクリート表面に設置した聴音器で
“音”を観測し、音が検出された時の引張力を知ること
で、上掲第２式によりコンクリートのせん断強度を算出
するものである。The present invention was devised on the basis of the above findings, and basically, a rod body fixed with an adhesive resin was planted in a hole drilled in a concrete surface, and a tensile force was applied to this rod body. However, by observing the "sound" with a rod or a sounding device installed on the concrete surface in the vicinity and knowing the tensile force when the sound is detected, the shear strength of concrete can be calculated by the above-mentioned formula 2. is there.
次に、第1,2図によって、本発明の実施例を説明す
る。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
第１図は上述の基本原理を具現化した測定器の斜視図
であり、第２図は部分拡大図である。FIG. 1 is a perspective view of a measuring instrument embodying the above-mentioned basic principle, and FIG. 2 is a partially enlarged view.
コンクリート１に穿った下孔２に接着性樹脂３を使っ
て鋼棒４を固着し植設する。The steel rod 4 is fixed to the prepared hole 2 formed in the concrete 1 by using the adhesive resin 3 and is planted.
鋼棒４の先端５は引張軸６の下端に設けたチャック７
で把持する。チャック７は複数の軸方向スリットを円周
上に有するテーパー状のねじ部８とねじ部８と噛合する
袋ナット９から構成されており、鋼棒４の先端５を挟み
込んだねじ部８は袋ナット９をねじ込むことでテーパー
作用によって内側に曲がり先端５を強く把持できる。The tip 5 of the steel rod 4 is a chuck 7 provided at the lower end of the tension shaft 6.
Hold with. The chuck 7 is composed of a tapered screw portion 8 having a plurality of axial slits on the circumference and a cap nut 9 that meshes with the screw portion 8. The screw portion 8 with the tip 5 of the steel rod 4 sandwiched therebetween is a bag. When the nut 9 is screwed in, it bends inward by the taper action and the tip 5 can be strongly gripped.
引張軸６の上方には巻上げねじ10が切ってあり、これ
と直交する歯車11を駆動するハンドル12の操作によって
引張軸６を上下に移送できる。A winding screw 10 is cut above the pulling shaft 6, and the pulling shaft 6 can be moved up and down by operating a handle 12 that drives a gear 11 orthogonal to the winding screw 10.
引張軸６は測定器20の二段の軸受板13,13′に支えら
れている。軸受板は両側に脚板14,14′を備えており、
下端の支持板15,15′には圧力計16が取り付けられ引張
軸６の動きを引張力として検出している。The tension shaft 6 is supported by the two bearing plates 13, 13 ′ of the measuring device 20. The bearing plate has leg plates 14 and 14 'on both sides,
A pressure gauge 16 is attached to the lower support plates 15 and 15 'to detect the movement of the tension shaft 6 as a tension force.
鋼棒４には聴音器17が貼付けられていてコンクリート
の核亀裂によって発生する破壊音を検出できる。A hearing aid 17 is attached to the steel rod 4 so that a destructive sound generated by a nuclear crack in concrete can be detected.
二つの検出データは脚板14に付設されたデータボック
ス18に伝達され、前記音の検出によって圧力計16からの
引張力をせん断力に換算してデジタル表示盤19に示すこ
とができる。The two detection data are transmitted to a data box 18 attached to the leg plate 14, and the tensile force from the pressure gauge 16 can be converted into a shear force by the detection of the sound, and can be shown on the digital display panel 19.
（作 用） コンクリート中に接着性樹脂で植設された鋼棒４を引
張軸６で把持し、ハンドル12を回転して引張軸を引上げ
る。(Operation) A steel rod 4 planted in concrete with an adhesive resin is gripped by a tensile shaft 6, and a handle 12 is rotated to pull up the tensile shaft.
引張力は圧力計16によって随時データボックス18に送
られ、所定の引張力に達するとコンクリート中では接着
性樹脂３と下孔２の側壁面との間でコンクリートのせん
断現象が発生する。これと同時に下孔直径の約1.8倍の
深さlcの部分に“核亀裂"21が現れて“破壊音”を発生
する。発生音は聴音器17で検知され、直ちにデータボッ
クス18に伝達される。The tensile force is sent to the data box 18 by the pressure gauge 16 at any time, and when the predetermined tensile force is reached, the shearing phenomenon of the concrete occurs between the adhesive resin 3 and the side wall surface of the pilot hole 2 in the concrete. At the same time, a "nuclear crack" 21 appears at a depth lc that is about 1.8 times the prepared hole diameter, and a "breaking sound" is generated. The generated sound is detected by the hearing aid 17 and immediately transmitted to the data box 18.
データボックス18では発生音のデータをトリガーに圧
力計から引張力をせん断強度に換算した数値をデジタル
表示盤19に表示する。In the data box 18, the generated sound data is used as a trigger to display a numerical value obtained by converting the tensile force from the pressure gauge into shear strength on the digital display panel 19.
第４図は本発明によって実施した引張力を加えた際の
鋼棒の引張過程におけるアコースチックエミッション
（音響発生）の状況を示したものである。本実施例で
は、下孔径4cm、下孔長さ21cm、コンクリート強度120kg
/cm2の状態で引張力を加えたものであるが、図に示すP1
s、P2s,P3sの初期の信号が記録されたあと、その頻度が
多くなっており、Psmの20.2kgの引張力において引抜け
ている。FIG. 4 shows a state of acoustic emission (sound generation) in a tensile process of a steel rod when a tensile force is applied according to the present invention. In this example, the pilot hole diameter is 4 cm, the pilot hole length is 21 cm, and the concrete strength is 120 kg.
The tensile force was applied in the condition of / cm 2 , but P 1 shown in the figure
After the initial signals of s, P 2 s, and P 3 s were recorded, the frequency increased, and the Psm pulled out at a tensile force of 20.2 kg.
初期の３つのデータを平均してコンクリートのせん断
強度を算出する。The shear strength of concrete is calculated by averaging the initial three data.
その初期信号に対応する引張力は、P1s＝5.5kg,P2s＝
6.6kg,P3s＝7.2kgであり、その平均値はｓ＝6.4kgに
なる。The tensile force corresponding to the initial signal is P 1 s = 5.5 kg, P 2 s =
6.6 kg, P 3 s = 7.2 kg, and the average value is s = 6.4 kg.
この値を前述の（２）式にそれぞれ代入して計算する
とτ＝24.3kg/cm2となり、圧縮強度の1/3〜1/4と一般に
いわれているコンクリートのせん断強度を若干下廻り、
真の値により近いと考えられる数値が得られる。Calculating by substituting this value into the above equation (2), τ = 24.3 kg / cm 2 , which is slightly below the shear strength of concrete, which is generally said to be 1/3 to 1/4 of the compressive strength,
You get a number that is considered closer to the true value.
（発明の効果） 以上詳細に説明した様に本発明によりコンクリートせ
ん断強度測定法は、コンクリート中に接着性樹脂で植設
された鋼棒に引張力を与えると下孔径の約1.8倍の位置
で“核亀裂”を発生させて破壊音を生じさせることに立
脚し、極めて簡単な測定器によってテストピースではな
く実際の建造物に対して非破壊的に、かつ容易にコンク
リート躯体内部のせん断強度を測定できる効果を奏する
ものである。(Effect of the invention) As described in detail above, the concrete shear strength measuring method according to the present invention is applied at a position of about 1.8 times the prepared hole diameter when a tensile force is applied to a steel rod planted with an adhesive resin in concrete. Based on the fact that "nuclear cracks" are generated to generate destructive sound, the shear strength inside the concrete frame can be easily and non-destructively applied to the actual building, not to the test piece, using an extremely simple measuring instrument. It has a measurable effect.
第１図は本発明によるコンクリートせん断強度測定器の
斜視図、第２図は作用を説明するための部分拡大図、第
３図（ａ）はコンクリートの浅部に発生するコーン破壊
の状態図、第３図（ｂ）はコンクリートが破壊して引き
抜けた頚部にコンクリートコーンを付着するアンカーボ
ルトの斜視図、第４図は、鋼棒の引張過程におけるアコ
ースチックエミッション（音響発生）の状況を示すもの
である。 １……コンクリート、２……下孔 ３……接着性樹脂、４……鋼棒 ６……引張軸、16……圧力計 17……聴音器、19……デジタル表示盤 20……測定器、21……核亀裂 P1s,P2s,P3s……３つの初期の信号に対応する引張力に
おける音響発生個数 Psm……引抜荷重FIG. 1 is a perspective view of a concrete shear strength measuring device according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged view for explaining the action, and FIG. 3 (a) is a state diagram of cone breakage occurring in a shallow part of concrete, FIG. 3 (b) is a perspective view of an anchor bolt that attaches a concrete cone to a neck portion where concrete is destroyed and pulled out, and FIG. 4 shows a state of acoustic emission (sound generation) in a pulling process of a steel rod. It is a thing. 1 ... Concrete, 2 ... Prepared hole 3 ... Adhesive resin, 4 ... Steel bar, 6 ... Tensile shaft, 16 ... Pressure gauge, 17 ... Hearing device, 19 ... Digital display panel, 20 ... Measuring instrument , 21 …… Nuclear crack P 1 s, P 2 s, P 3 s …… Number of sound generation Psm …… pulling load in tensile force corresponding to three initial signals
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 清水建設研究報告、48（昭63−10− １） 沢出、Ｐ．11〜20 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References Shimizu Construction Research Report, 48 (SHO 63-10-1) Sawaide, P. 11 ~ 20
Claims (2)
で固着した棒体を植設し、該棒体に引張力を加えると共
に棒体もしくはコンクリート面に設置した聴音器で核亀
裂の破壊音を検知し、該音発生時の引張力で知るコンク
リートせん断強度測定方法。1. A rod body fixed with an adhesive resin is implanted in a hole drilled in a concrete surface, a tensile force is applied to the rod body, and a nuclear crack is destroyed by a sounding device installed on the rod body or the concrete surface. A method for measuring concrete shear strength by detecting sound and knowing the tensile force when the sound is generated.
で固着し植設した棒体、該棒体を把持し引張力を与える
引張軸、コンクリートの核亀裂の破壊音を検知する聴音
器及び該音の検知で同時における引張力をせん断力に換
算して示す表示装置を備えるコンクリートせん断強度測
定器。2. A rod body fixed and implanted with an adhesive resin in a hole drilled in a concrete surface, a pulling shaft for gripping the rod body and applying a tensile force, and a sounding device for detecting a breaking sound of a nuclear crack of concrete. And a concrete shear strength measuring instrument comprising a display device for converting the tensile force at the same time into the shear force by detecting the sound.
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Applications Claiming Priority (1)
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| JP15926788A JP2673236B2 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Concrete shear strength measuring method and measuring instrument |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0210130A JPH0210130A (en) | 1990-01-12 |
| JP2673236B2 true JP2673236B2 (en) | 1997-11-05 |
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ID=15690040
Family Applications (1)
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| JP15926788A Expired - Fee Related JP2673236B2 (en) | 1988-06-29 | 1988-06-29 | Concrete shear strength measuring method and measuring instrument |
Country Status (1)
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-
1988
- 1988-06-29 JP JP15926788A patent/JP2673236B2/en not_active Expired - Fee Related
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| 清水建設研究報告、４８（昭６３−１０−１） 沢出、Ｐ．１１〜２０ |
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| JPH0210130A (en) | 1990-01-12 |
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