JP2876007B1 - コンクリート構造物の応力履歴測定方法 - Google Patents
コンクリート構造物の応力履歴測定方法Info
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- JP2876007B1 JP2876007B1 JP10117875A JP11787598A JP2876007B1 JP 2876007 B1 JP2876007 B1 JP 2876007B1 JP 10117875 A JP10117875 A JP 10117875A JP 11787598 A JP11787598 A JP 11787598A JP 2876007 B1 JP2876007 B1 JP 2876007B1
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- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】 コンクリート構造物の応力履歴の測定におい
て、アコーステイックエミッションのカイザー効果の利
用が提案されているが、実構造物を対象とした場合、供
試体からの応力発生状況の再現が困難であるため、精度
良く検出されにくい。 【解決手段】 内面に供試体の曲面に沿う弧状の曲面を
形成した一対の加圧板間に供試体を位置させ、推定され
る過去の応力履歴を超える荷重を載荷し、この時点での
カイザー効果を確認し、新たにもう一度過去の履歴を超
える荷重をさらに超えるまでの荷重を載荷し、先に載荷
した過去の応力履歴を超える荷重に対するカイザー効果
を検出することにより、当初の応力履歴を補正する。
て、アコーステイックエミッションのカイザー効果の利
用が提案されているが、実構造物を対象とした場合、供
試体からの応力発生状況の再現が困難であるため、精度
良く検出されにくい。 【解決手段】 内面に供試体の曲面に沿う弧状の曲面を
形成した一対の加圧板間に供試体を位置させ、推定され
る過去の応力履歴を超える荷重を載荷し、この時点での
カイザー効果を確認し、新たにもう一度過去の履歴を超
える荷重をさらに超えるまでの荷重を載荷し、先に載荷
した過去の応力履歴を超える荷重に対するカイザー効果
を検出することにより、当初の応力履歴を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物の応力履歴測定方法に関するものである。
物の応力履歴測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンクリート構造物には、変動荷重や施
工時荷重によって、応力が発生している。従来は、建設
当時の設計資料や外観寸法からの復元計算によって応力
状態を推定している。しかしながら、建設当時の施工誤
差や損傷の程度により実際の応力状態が計算値と異なる
こともある。この応力履歴の検出精度が高ければ、既設
コンクリート構造物についてかなりの利点をもたらす。
工時荷重によって、応力が発生している。従来は、建設
当時の設計資料や外観寸法からの復元計算によって応力
状態を推定している。しかしながら、建設当時の施工誤
差や損傷の程度により実際の応力状態が計算値と異なる
こともある。この応力履歴の検出精度が高ければ、既設
コンクリート構造物についてかなりの利点をもたらす。
【０００３】たとえば、ＲＣ構造のコンクリート構造物
にあっては、圧縮側コンクリートの応力履歴により、過
去に受けた変動荷重の最大値が把握できるので、損傷状
況に対して的確な対策が立案でき、また、ＰＣ構造のコ
ンクリート構造物にあっては、架設時のプレストレス量
が把握できるので、外ケーブル補強等で的確なプレスト
レス量の管理が可能となる。
にあっては、圧縮側コンクリートの応力履歴により、過
去に受けた変動荷重の最大値が把握できるので、損傷状
況に対して的確な対策が立案でき、また、ＰＣ構造のコ
ンクリート構造物にあっては、架設時のプレストレス量
が把握できるので、外ケーブル補強等で的確なプレスト
レス量の管理が可能となる。
【０００４】したがって、既設構造物の維持管理に特に
有効であり、また、他に構造によっては新設時の施工管
理にも適用できることから、品質向上にも寄与する。
有効であり、また、他に構造によっては新設時の施工管
理にも適用できることから、品質向上にも寄与する。
【０００５】応力履歴の測定には、これまでにもアコー
ステイックエミッション（以下ＡＥという。）における
カイザー効果を利用することが試みられている。
ステイックエミッション（以下ＡＥという。）における
カイザー効果を利用することが試みられている。
【０００６】カイザー効果とは、過去に発生した応力ま
ではＡＥが発生せず、それを超えてからＡＥの発生が急
増するという性質をいう。また、ＡＥとは、外部からの
作用によって構造体が変形し、それに伴う微少破壊時に
発生する弾性波のことである。
ではＡＥが発生せず、それを超えてからＡＥの発生が急
増するという性質をいう。また、ＡＥとは、外部からの
作用によって構造体が変形し、それに伴う微少破壊時に
発生する弾性波のことである。
【０００７】このカイザー効果は、コンクリートにも認
められている。そこで、このカイザー効果を利用してコ
ンクリート構造物の応力履歴を検出することができれば
大変便利である。
められている。そこで、このカイザー効果を利用してコ
ンクリート構造物の応力履歴を検出することができれば
大変便利である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで、まず考えつい
た一つの方法は、たとえば、プレストレスコンクリート
主桁のようなコンクリート構造物からコアボーリングマ
シンによってコア抜きして得られた供試体５を、図７に
示すような一対の平板状の加圧板１，１間に位置させ、
プレストレス方向に加圧し、加圧することにより生ずる
ＡＥにより応力履歴を検出しようとするものである。し
かしながら、かかる方法は、荷重が点であるため、ＪＩ
Ｓ（Ａ１１１３）に見られる引張強度試験方法と同じ
で、結局は、供試体は割裂してしまう。そこで、供試体
５を角状に加工して供試体全体に平均に荷重がかかるよ
うにすることも考えたが、コア抜きした供試体を角状に
加工することは作業が大変である。
た一つの方法は、たとえば、プレストレスコンクリート
主桁のようなコンクリート構造物からコアボーリングマ
シンによってコア抜きして得られた供試体５を、図７に
示すような一対の平板状の加圧板１，１間に位置させ、
プレストレス方向に加圧し、加圧することにより生ずる
ＡＥにより応力履歴を検出しようとするものである。し
かしながら、かかる方法は、荷重が点であるため、ＪＩ
Ｓ（Ａ１１１３）に見られる引張強度試験方法と同じ
で、結局は、供試体は割裂してしまう。そこで、供試体
５を角状に加工して供試体全体に平均に荷重がかかるよ
うにすることも考えたが、コア抜きした供試体を角状に
加工することは作業が大変である。
【０００９】また、供試体は、過去に受けた応力履歴を
有するが故に、その応力履歴以前の小さな応力でもカイ
ザー効果が生ずるという課題を有する。
有するが故に、その応力履歴以前の小さな応力でもカイ
ザー効果が生ずるという課題を有する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、既
設コンクリート構造物より採取した円柱状の供試体を、
内面に供試体の円柱面の曲面に沿う弧状の曲面を形成し
た対向する一対の加圧板間に、曲面を沿わせて位置させ
た後、加圧板で加圧することにより、この供試体に推定
することのできる過去の応力履歴を超える荷重までの載
荷をしてカイザー効果を検出し、つぎにもう一度、先に
載荷した過去の応力履歴を超える荷重をさらに超えるま
での荷重を載荷することで、先に載荷した過去の応力履
歴を超える荷重に対するカイザー効果を検出した後、一
回目に載荷した荷重の最大応力を二回目に載荷した荷重
によるカイザー効果発生応力で除し、これに一回目に発
生したカイザー効果発生応力を乗じることにより算出す
ることを特徴とするコンクリート構造物の応力履歴測定
方法を提供することにより、上記課題を解決した。
設コンクリート構造物より採取した円柱状の供試体を、
内面に供試体の円柱面の曲面に沿う弧状の曲面を形成し
た対向する一対の加圧板間に、曲面を沿わせて位置させ
た後、加圧板で加圧することにより、この供試体に推定
することのできる過去の応力履歴を超える荷重までの載
荷をしてカイザー効果を検出し、つぎにもう一度、先に
載荷した過去の応力履歴を超える荷重をさらに超えるま
での荷重を載荷することで、先に載荷した過去の応力履
歴を超える荷重に対するカイザー効果を検出した後、一
回目に載荷した荷重の最大応力を二回目に載荷した荷重
によるカイザー効果発生応力で除し、これに一回目に発
生したカイザー効果発生応力を乗じることにより算出す
ることを特徴とするコンクリート構造物の応力履歴測定
方法を提供することにより、上記課題を解決した。
【００１１】
【実施の形態】つぎに、本発明の実施の形態を図面に基
き説明する。
き説明する。
【００１２】まず、図１に、応力履歴の測定に用いる一
対の加圧板を示す。加圧板１，１は、上下一対の鋼板か
らなり、それぞれ対向する面に後述する既設コンクリー
ト構造物より採取した円柱状の供試体の円柱面の曲面に
沿う弧状の曲面２，２が形成されてなっている。ここ
で、加圧板１，１のそれぞれの対向する面に形成される
曲面２，２は、それぞれ採取される供試体の円柱面の半
分より僅かに少ない曲面を覆い、加圧板１，１間に供試
体を位置せしめたとき、加圧板１，１間に加圧可能な間
隙３が残る深さに形成される。曲面２，２を形成するの
は供試体の加工をコア採取のみの最小限にするためであ
る。なお、後述するカイザー効果を検出するためには、
加圧板１，１と供試体との各接触面の摩擦を無くすこと
が好ましいので、ここでは加圧板１，１にはテフロンフ
ィルムを接着してある。
対の加圧板を示す。加圧板１，１は、上下一対の鋼板か
らなり、それぞれ対向する面に後述する既設コンクリー
ト構造物より採取した円柱状の供試体の円柱面の曲面に
沿う弧状の曲面２，２が形成されてなっている。ここ
で、加圧板１，１のそれぞれの対向する面に形成される
曲面２，２は、それぞれ採取される供試体の円柱面の半
分より僅かに少ない曲面を覆い、加圧板１，１間に供試
体を位置せしめたとき、加圧板１，１間に加圧可能な間
隙３が残る深さに形成される。曲面２，２を形成するの
は供試体の加工をコア採取のみの最小限にするためであ
る。なお、後述するカイザー効果を検出するためには、
加圧板１，１と供試体との各接触面の摩擦を無くすこと
が好ましいので、ここでは加圧板１，１にはテフロンフ
ィルムを接着してある。
【００１３】このようにしてなる一対の加圧板１，１を
用いて、後述するように既設構造物から採取した供試体
を加圧する。この加圧板１，１を用いることにより、供
試体のほぼ全域にわたって同じ方向への荷重を載荷する
ことができる。
用いて、後述するように既設構造物から採取した供試体
を加圧する。この加圧板１，１を用いることにより、供
試体のほぼ全域にわたって同じ方向への荷重を載荷する
ことができる。
【００１４】供試体５は図２に示すように、既設構造
物、この例ではプレストレスコンクリート主桁４の所定
の箇所からコアボーリングマシンによって円柱状にして
採取される。図において、矢方向はプレストレス方向を
示す。
物、この例ではプレストレスコンクリート主桁４の所定
の箇所からコアボーリングマシンによって円柱状にして
採取される。図において、矢方向はプレストレス方向を
示す。
【００１５】このようにして採取された供試体５は、図
３に示すように、一対の加圧板１，１間に、加圧板１，
１の対向する弧状の曲面２，２に円柱面を沿わせて位置
せしめられ、カイザー効果検出の準備がなされる。ここ
で、供試体５は加圧板１，１との接触面の摩擦を無くす
ためにテフロンシート６が巻かれている。なお必要に応
じて、供試体５とテフロンシート６の隙間は速硬化型エ
ポキシ樹脂によって不陸調整をして接触面を確保する。
また、荷重の載荷前には、必要に応じて既述した加圧板
１，１に接着したテフロンフィルムとテフロンシート６
との接触面にテフロンクロス７を挿入して摩擦を低減す
る。
３に示すように、一対の加圧板１，１間に、加圧板１，
１の対向する弧状の曲面２，２に円柱面を沿わせて位置
せしめられ、カイザー効果検出の準備がなされる。ここ
で、供試体５は加圧板１，１との接触面の摩擦を無くす
ためにテフロンシート６が巻かれている。なお必要に応
じて、供試体５とテフロンシート６の隙間は速硬化型エ
ポキシ樹脂によって不陸調整をして接触面を確保する。
また、荷重の載荷前には、必要に応じて既述した加圧板
１，１に接着したテフロンフィルムとテフロンシート６
との接触面にテフロンクロス７を挿入して摩擦を低減す
る。
【００１６】つぎに、本発明に用いるカイザー効果検出
の一例を図６に基いて説明する。
の一例を図６に基いて説明する。
【００１７】加圧版１，１は、基台１０にロードセル１
１を介して載置される。供試体５は加圧版１，１間に挟
持され、端部にセンサ１２、１３が接続される。載荷板
１４により荷重が載荷されると荷重とＡＥはプリアンプ
１５、１６でそれぞれ増幅されてＡＥ装置１７に伝達さ
れる。これをパソコン１８で読み取る。
１を介して載置される。供試体５は加圧版１，１間に挟
持され、端部にセンサ１２、１３が接続される。載荷板
１４により荷重が載荷されると荷重とＡＥはプリアンプ
１５、１６でそれぞれ増幅されてＡＥ装置１７に伝達さ
れる。これをパソコン１８で読み取る。
【００１８】つぎに、具体的な応力履歴の測定手順を以
下に示す。
下に示す。
【００１９】まず、供試体についての応力履歴をその構
造物の過去の状況を勘案して理論計算を行って推定し
た。推定では、１００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の応力を受け
ていた可能性のあることが分った。
造物の過去の状況を勘案して理論計算を行って推定し
た。推定では、１００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の応力を受け
ていた可能性のあることが分った。
【００２０】この推定値に基き、供試体に過去の応力履
歴である１００ｋｇｆ／ｃｍ2 を超える荷重である１２
０ｋｇｆ／ｃｍ2 までの荷重を載荷した。供試体への荷
重の載荷は、図３において矢印方向に加圧板で加圧する
ことにより行う。カイザー効果は、図４に示すとおり、
９０ｋｇｆ／ｃｍ2 で検出された。
歴である１００ｋｇｆ／ｃｍ2 を超える荷重である１２
０ｋｇｆ／ｃｍ2 までの荷重を載荷した。供試体への荷
重の載荷は、図３において矢印方向に加圧板で加圧する
ことにより行う。カイザー効果は、図４に示すとおり、
９０ｋｇｆ／ｃｍ2 で検出された。
【００２１】ついで、もう一度先に載荷した荷重１２０
ｋｇｆ／ｃｍ2 を超える１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 までの荷
重の載荷をした。カイザー効果は図５に示すとおり、１
１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で検出された。
ｋｇｆ／ｃｍ2 を超える１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 までの荷
重の載荷をした。カイザー効果は図５に示すとおり、１
１０ｋｇｆ／ｃｍ2 で検出された。
【００２２】この二回のカイザー効果の検出結果から、
数１の計算式が成立する。この計算式を利用して補正値
を算出し、これを供試体の応力履歴とする。
数１の計算式が成立する。この計算式を利用して補正値
を算出し、これを供試体の応力履歴とする。
【００２３】
【数１】
【００２４】したがって、９８．２＝１２０／１１０×
９０となり、この供試体の応力履歴は９８．２ｋｇｆ／
ｃｍ2 となる。
９０となり、この供試体の応力履歴は９８．２ｋｇｆ／
ｃｍ2 となる。
【００２５】以上の結果から、コンクリートのカイザー
効果は、実際の最大発生応力より小さな応力で検出され
ることが多いが、供試体に２回の載荷を行うことで、そ
れぞれのカイザー効果を検出し、成立する計算式によっ
て、精度の高い応力履歴を算出することができる。
効果は、実際の最大発生応力より小さな応力で検出され
ることが多いが、供試体に２回の載荷を行うことで、そ
れぞれのカイザー効果を検出し、成立する計算式によっ
て、精度の高い応力履歴を算出することができる。
【００２６】
【発明の効果】本発明は上述のようにしてなるので、つ
ぎの効果を有する。
ぎの効果を有する。
【００２７】円柱状の供試体を内面に供試体の円柱面に
沿う弧状の曲面を形成した対向する一対の加圧板間に曲
面を沿わせて位置させ、この供試体を加圧板で加圧する
ので、供試体への荷重の載荷は、全体にほぼ同一方向と
なる。また、供試体の加工をコア採取のみの最小限とす
ることができる。
沿う弧状の曲面を形成した対向する一対の加圧板間に曲
面を沿わせて位置させ、この供試体を加圧板で加圧する
ので、供試体への荷重の載荷は、全体にほぼ同一方向と
なる。また、供試体の加工をコア採取のみの最小限とす
ることができる。
【００２８】供試体に、過去の応力履歴を超える荷重を
載荷し、カイザー効果を検出し、さらに、先に載荷した
荷重を超える荷重を載荷し、先に載荷した荷重に対する
カイザー効果を検出することにより、計算式のもとで、
先のカイザー効果により得られた応力履歴を補正するこ
とができ、より精度の高い応力履歴を知ることが可能と
なる。
載荷し、カイザー効果を検出し、さらに、先に載荷した
荷重を超える荷重を載荷し、先に載荷した荷重に対する
カイザー効果を検出することにより、計算式のもとで、
先のカイザー効果により得られた応力履歴を補正するこ
とができ、より精度の高い応力履歴を知ることが可能と
なる。
【図１】一対の加圧板の斜視図である。
【図２】プレストレスコンクリートの主桁から供試体を
採取した状態を示す斜視図である。
採取した状態を示す斜視図である。
【図３】一対の加圧板に供試体を位置させた状態を示す
正面図である。
正面図である。
【図４】第一回目の載荷によるカイザー効果発生状況を
示す線図である。
示す線図である。
【図５】第二回目の載荷によるカイザー効果発生状況を
示す線図である。
示す線図である。
【図６】カイザー効果検出システムを示すブロック図で
ある。
ある。
【図７】従来の一対の加圧板の正面図である。
１ 加圧板 ２ 曲面 ３ 空隙 ５ 供試体
Claims (1)
- 【請求項１】 既設コンクリート構造物より採取した円
柱状の供試体を、内面に供試体の円柱面の曲面に沿う弧
状の曲面を形成した対向する一対の加圧板間に、曲面を
沿わせて位置させた後、加圧板で加圧することにより、
この供試体に推定することのできる過去の応力履歴を超
える荷重までの載荷をしてカイザー効果を検出し、つぎ
にもう一度、先に載荷した過去の応力履歴を超える荷重
をさらに超えるまでの荷重を載荷することで、先に載荷
した過去の応力履歴を超える荷重に対するカイザー効果
を検出した後、一回目に載荷した荷重の最大応力を二回
目に載荷した荷重によるカイザー効果発生応力で除し、
これに一回目に発生したカイザー効果発生応力を乗じる
ことにより算出することを特徴とするコンクリート構造
物の応力履歴測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117875A JP2876007B1 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | コンクリート構造物の応力履歴測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10117875A JP2876007B1 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | コンクリート構造物の応力履歴測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2876007B1 true JP2876007B1 (ja) | 1999-03-31 |
| JPH11295198A JPH11295198A (ja) | 1999-10-29 |
Family
ID=14722431
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10117875A Expired - Fee Related JP2876007B1 (ja) | 1998-04-14 | 1998-04-14 | コンクリート構造物の応力履歴測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2876007B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114577593A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 郑州大学 | 基于声发射的预应力混凝土梁消压弯矩的确定方法和装置 |
| CN117571164A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-02-20 | 福建省交通建设试验检测中心有限公司 | 一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置 |
| CN114577593B (zh) * | 2022-03-02 | 2024-05-31 | 郑州大学 | 基于声发射的预应力混凝土梁消压弯矩的确定方法和装置 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010055584A1 (ja) | 2008-11-17 | 2010-05-20 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | 応力履歴測定方法およびセメントを主体とした複合材 |
| JP6083604B2 (ja) * | 2013-05-27 | 2017-02-22 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 | 応力履歴測定方法および応力センサー |
-
1998
- 1998-04-14 JP JP10117875A patent/JP2876007B1/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114577593A (zh) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 郑州大学 | 基于声发射的预应力混凝土梁消压弯矩的确定方法和装置 |
| CN114577593B (zh) * | 2022-03-02 | 2024-05-31 | 郑州大学 | 基于声发射的预应力混凝土梁消压弯矩的确定方法和装置 |
| CN117571164A (zh) * | 2024-01-16 | 2024-02-20 | 福建省交通建设试验检测中心有限公司 | 一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置 |
| CN117571164B (zh) * | 2024-01-16 | 2024-03-12 | 福建省交通建设试验检测中心有限公司 | 一种多功能混凝土试样表面应力自动化采集装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11295198A (ja) | 1999-10-29 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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