JP4952033B2 - 応答変形検出装置及び応答変形検出方法 - Google Patents
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Description
すなわち、請求項1に係る発明は、相対的に変位可能な一方の部材と他方の部材との間に設けられ、両部材の相対変位を検出するための応答変形検出装置であって、前記一方の部材又は前記他方の部材の一方に追従して変位するとともに、複数の移動体を一列に並べてなる収納部が前記両部材の変位方向に複数列に設けられ、かつ各収納部からそれぞれ移動体を一つずつ落とし可能な移動体収納手段と、前記一方の部材又は前記他方の部材の他方に追従して変位するとともに、両部材の相対変位量に応じて、前記何れかの収納部から落とされる一つの移動体のみを通過させる第1仕切り板と、該第1仕切り板が一つの移動体を通過させる際に、他の移動体が第1仕切り板を通過するのを規制する第2仕切り板とを有する移動体制御手段とを備え、前記各収納部の各移動体には、それぞれICタグが設けられるとともに、各移動体の各ICタグには、各移動体が属する各収納部を識別するための識別情報が格納されていることを特徴とする。
従って、第1仕切り板を通過した移動体を回収し、移動体に付されたICタグの情報を読み取り、その読み取った情報を処理することにより、一方の部材と他方の部材との間に生じた応答変形(累積変形、最大変形、及び残留変形)を検出することができる。
i≦Na−1のとき、No(i)=i
i≧Naかつi=Na+2×mのとき、No(i)=Na
i≧Naかつi=Na+2×m+1のとき、No(i)=Na+1
(ここで、m=0、1、2……)
従って、第1仕切り板を通過した移動体を回収し、移動体に付されたICタグの情報を読み取り手段によって読み取り、その読み取った情報をパーソナルコンピュータ等によって処理することにより、一方の部材と他方の部材との間に生じた応答変形(累積変形、最大変形、及び残留変形)を検出することができる。
従って、一方の部材と他方の部材との間の応答変形を検出する場合に、高価な装置を必要とすることはなく、検出に要する費用を安く抑えることができる。また、第1仕切り板を通過した移動体を再び収納部に供給することにより、連続して繰り返し使用することができるので、定期的に部品を交換する必要はなく、メンテナンスフリーの状態で長期的に応答変形を検出でき、維持管理費を安く抑えることができる。
さらに、常時モニタリングする必要がなく、地震や強風等を経験した後に回収した移動体のICタグの情報を読み取ればよいので、それによっても維持管理費を安く抑えることができる。
さらに、変位計や歪ゲージ等を用いた場合のように、変位計や歪ゲージ等と計測器とを配線を介して接続し、常時モニタリングする必要もなくなり、作業を容易にすることができる。
図1〜図12には、本発明による応答変形検出装置の第1の実施の形態が示されていて、図1は全体を示す概略正面図、図2は図1の側面図、図3は構造物に取り付けた一例を示す概略図、図4は構造物に取り付けた他の例を示す概略図、図5は構造物の変形と時間との関係を示す説明図、図6は第2移動体収納部の入口部の説明図、図7〜図12は動作を示す説明図である。
なお、応答変形検出装置10は、露出した状態で構造物1の上階2と下階4との間に設けてもよいし、図1〜図3に示すように、上階2と下階4との間に設けた間仕切り壁等の壁7によって遮蔽するように構成してもよい。
なお、遮蔽板25は、第2移動体収納部23内に収納される各移動体20に設けられたICタグ21の情報を読み取る際に、第1移動体収納部12側の移動体20に設けられたICタグ21の情報を誤って読み取る虞がない場合には、設ける必要はないものである。
なお、応答変形検出装置10の移動体制御手段30と移動体手段11とを、図4に示すように、構造物1の上階2と下階4との間にダンパー6が介装されている箇所に設けてもよい。
まず、静止状態においては、図1に示すように、移動体制御手段30のケーシング31の中央部に移動体収納手段11の第1ケーシング13が位置し、第1仕切り板32の第1貫通孔33が第1収納部17よりも図中左側に位置していることにより、第1収納部17、第2収納部18、第3収納部19の下端開口部は第1仕切り板32によって閉塞され、第1収納部17の移動体20、第2収納部18の移動体20、第3収納部19の移動体20が第1仕切り板32の第1貫通孔33を通過することはなく、移動体受け部22側への各収納部17、18、19から移動体20の移動は生じない。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第1収納部17の下方に移動し、第1収納部17の開口部が閉塞され、第1収納部17の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35は第2収納部18の下方に移動し、第3貫通孔37は第0収納部16の下方に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第2収納部18の下方に移動し、第2収納部18の開口部が閉塞され、第2収納部18の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35が第3収納部19の下方に移動し、第3貫通孔37が第1収納部17の下方に移動し、第1収納部17の移動体20が第3貫通孔37を通過し、第1仕切り板32の上部に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第3収納部19の下方に移動し、第3収納部19の開口部が閉塞され、第3収納部19の移動体20の第2仕切り板34側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35が第3収納部19よりも図中右側に移動し、第3貫通孔37が第2収納部18の下方に移動し、第2収納部18の移動体20が第3貫通孔37を通過し、第1仕切り板32の上部に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第2収納部18の下方に移動し、第2収納部18の開口部が閉塞され、第2収納部18の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35が第3収納部19の下方に移動することにより、第3収納部19の移動体20が第2貫通孔35を通過し、第1仕切り板32の上部に移動し、第3貫通孔37が第1収納部17の下方に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第3収納部19の下方に移動し、第3収納部19の開口部が閉塞され、第3収納部19の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35が第3収納部19の図中右側に移動し、第3貫通孔37が第2収納部18の下方に移動し、第2収納部18の移動体20が第3貫通孔37を通過し、第1仕切り板32の上部に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第2収納部18の下方に移動し、第2収納部18の開口部が閉塞され、第2収納部18の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35が第3収納部19の下方に移動し、第3収納部19の移動体20が第2貫通孔35を通過し、第1仕切り板32の上部に移動する。さらに、第3貫通孔37が第1収納部17の下方に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第1収納部17の下方に移動し、第1収納部17の開口部が閉塞され、第1収納部17の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35が第2収納部18の下方に移動し、第2収納部18の移動体20が第2貫通孔35を通過し、第1仕切り板32の上部に移動する。さらに、第2仕切り板34の第3貫通孔37が第1収納部17の図中左側に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第0収納部16の下方に移動し、第0収納部16の開口部が閉塞され、第0収納部16の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35が第1収納部17の下方に移動し、第1収納部17の移動体20が第2貫通孔35を通過し、第1仕切り板32の上部に移動する。さらに、第2仕切り板34の第3貫通孔37が第0収納部16の図中左側に移動する。
この場合、第1仕切り板32と一緒に第2仕切り板34が水平方向へ移動することにより、第2仕切り板34の閉塞部36が第1収納部17の下方に移動し、第1収納部17の開口部が閉塞され、第1収納部17の移動体20の第1仕切り板32側への移動が規制される。また、第2仕切り板34の第2貫通孔35は第2収納部18の下方に移動し、第3貫通孔37は第0収納部16の下方に移動する。
ここで、累積変形(Dc)は、第1移動体収納部12から第2移動体収納部23へ移動した移動体20の総数(n)を読み取ることによって求められ、以下の(1)式によって求められる。ここで、dは基準変形量であり、図1中のdに対応する。
累積変形:Dc=n×d ……(1)
この場合、列番号(0、1、2、3……)の区別は特に必要はない。
最大変形:Dm=Nm×d ……(2)
残留変形:Dr=Nr×d ……(3)
図13は、図5の変形−時間の関係を荷重−変形の関係に直したものである。この図13の記載から、算出された累積変形(Dc)に荷重(P0)を乗ずることにより吸収したエネルギー量を検出することができるので、構造物1の上階2と下階4との間に介装されたダンパー6の状態を管理するのに有効となる。
例えば、図7において、欠けている移動体の列番号(Nr)をNr=1、基準変形量をd=2とすると、
残留変形(Dr)は、Dr=Nr×d=1×2=2
となる。
なお、上記の場合、必要に応じて、第1ケーシング13の周面(第2仕切り板34の上部に位置している部分の周面)、及び第2仕切り板34の上面又は下面に遮蔽板を設けてもよい。
従って、構造物1に生じた応答変形を検出するのに高価な装置が不要になるので、検出に要する費用を安く抑えることができる。また、第1仕切り板32を通過した移動体20を再び各収納部16〜19に供給することにより、連続して繰り返し使用することができるので、定期的に部品を交換するようなことはなく、メンテナンスフリーの状態で長期的に応答変形を検出でき、維持管理費を安く抑えることができる。さらに、常時モニタリングする必要がなく、地震や強風等を経験した後に回収した移動体20のICタグ21の情報を読み取ればよいので、それによっても維持管理費を安く抑えることができる。さらに、変位計や歪ゲージ等を用いた場合のように、変位計や歪ゲージ等と計測器とを配線を介して接続し、常時モニタリングする必要もなくなるので、作業を容易にすることができる。さらに、壁(間仕切り壁等)で遮蔽されていても、非接触の状態で応答変形を検出することができるので、構造物1の美観を損なうようなことはない。
すなわち、移動体収納手段11の第1移動体収納部12の右側部分を、第1に示す応答変形検出装置10と同様に、第0収納部16、第1収納部17、第2収納部18、第3収納部19によって構成し、左側部分を、第−1収納部17a、第−2収納部18a、第−3収納部19aによって構成し、第0収納部16〜第3収納部19内の移動体20のICタグ21と同様に、第−1収納部17a〜第−3収納部19a内の移動体のICタグ21にも、第−1収納部17a〜第−3収納部19aの移動体20を識別するための情報(例えば、列番号「−1」〜「−3」)を格納し、移動体制御手段30の第1仕切り板32を、静止状態で移動体収納手段11の第0収納部16の下方に対応する部分に第1貫通孔33が位置するように構成し、第2仕切り板34を、静止状態で移動体収納手段11の第1収納部17に対応する部分に第2貫通孔35が位置し、第−1収納部17aに対応する部分に第3貫通孔37が位置し、第0収納部16に対応する部分に閉塞部36が位置するように構成する。
そして、このような構成の応答変形検出装置10によっても、左右両方向への変位を検出することができるものである。
従って、第2仕切り板34、第3仕切り板50及び第4仕切り板56が負担する移動体20の重量を軽減させることができるので、移動体制御手段30の水平方向への動きを円滑にすることができ、速度の大きい応答変形にも十分に追従することが可能となる。
従って、第2仕切り板34、第3仕切り板50及び第4仕切り板56が負担する移動体20の重量を軽減させることができるので、移動体制御手段30の水平方向への動きを円滑にすることができ、速度の大きい応答変形にも十分に追従することが可能となる。
i=1〜Ndにおいて、
i≦Na−1のとき、 No(i)=i
i≧Naかつi=Na+2×mのとき、 No(i)=Na
i≧Naかつi=Na+2×m+1のとき、 No(i)=Na+1
(ここで、m=0、1、2……)
となる。
i=1〜Nd(=4)において、
i=1 No(1)=1
i=2 No(2)=2
i=3 No(3)=3(=Na)
i=4 No(4)=4(=Na+1)
となる。
i=1〜Nd(=6)において、
i=1 No(1)=1
i=2 No(2)=2
i=3 No(3)=3(=Na)
i=4 No(4)=4(=Na+1)
i=5 No(5)=3(=Na)
i=6 No(6)=4(=Na+1)
となる。
従って、上記の関係式を用いることにより、仕切り板に設ける貫通孔の数を容易に算出することができる。
7 壁、10 応答変形検出装置、11 移動体収納手段、12 第1移動体収納部、
13 第1ケーシング、14 第1スライド孔、15 第2スライド孔、
16 第0収納部、17 第1収納部、17a 第−1収納部、
18 第2収納部、18a 第−2収納部、
19 第3収納部、19a 第−3収納部、
20 移動体、21 ICタグ、22 移動体受け部、23 第2移動体収納部、
24 第2ケーシング、25 遮蔽板、26 入口部、27 開閉蓋、
28 ヒンジ機構、30 移動体制御手段、31 ケーシング、32 第1仕切り板、
33 第1貫通孔、34 第2仕切り板、35 第2貫通孔、
36 閉塞部(第1閉塞部)、37 第3貫通孔、40 読み取り手段、
45 パーソナルコンピュータ、50 第3仕切り板、51 第4貫通孔、
52 第5貫通孔、53 第6貫通孔、54 第2閉塞部、55 第3閉塞部、
56 第4仕切り板、57 第7貫通孔、58 第8貫通孔、59 第9貫通孔、
60 第10貫通孔、61 第4閉塞部、62 第5閉塞部、63 第6閉塞部、
Claims (8)
- 相対的に変位可能な一方の部材と他方の部材との間に設けられ、両部材の相対変位を検出するための応答変形検出装置であって、
前記一方の部材又は前記他方の部材の一方に追従して変位するとともに、複数の移動体を一列に並べてなる収納部が前記両部材の変位方向に複数列に設けられ、かつ各収納部からそれぞれ移動体を一つずつ落とし可能な移動体収納手段と、
前記一方の部材又は前記他方の部材の他方に追従して変位するとともに、両部材の相対変位量に応じて、前記何れかの収納部から落とされる一つの移動体のみを通過させる第1仕切り板と、該第1仕切り板が一つの移動体を通過させる際に、他の移動体が第1仕切り板を通過するのを規制する第2仕切り板とを有する移動体制御手段とを備え、
前記各収納部の各移動体には、それぞれICタグが設けられるとともに、各移動体の各ICタグには、各移動体が属する各収納部を識別するための識別情報が格納されていることを特徴とする応答変形検出装置。 - 前記移動体収納手段は、前記複数の収納部からなる第1移動体収納部と、該第1移動体収納部の各収納部から落とされる移動体を受け取り、ランダムに配列した状態で収納する第2移動体収納部とからなり、前記第1移動体収納部と前記第2移動体収納部との間に、上下方向に一つの移動体を収納させ得る間隔をおいて前記第1仕切り板と第2仕切り板とが設けられていることを特徴とする請求項1に記載の応答変形検出装置。
- 前記第1仕切り板には、一つの移動体を通過させ得る大きさの第1貫通孔が設けられ、前記第2仕切り板には、前記第1貫通孔に対応する部分に該第1貫通孔の上方の部分を閉塞する閉塞部が設けられるとともに、該閉塞部の変位方向の両側に一つの移動体を通過させ得る大きさの第2貫通孔及び第3貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の応答変形検出装置。
- 前記第2移動体収納部の入口部には、前記移動体の一つの重量で該入口部を閉塞し、前記移動体の二つ以上の重量で該入口部を開放させる開閉蓋が設けられていることを特徴とする請求項2又は3に記載の応答変形検出装置。
- 前記第2移動体収納部の近傍には、該第2移動体収納部内に収納される各移動体のICタグに格納されている情報を読み取るための読み取り手段が設けられていることを特徴とする請求項2から4の何れかに記載の応答変形検出装置。
- 前記第2仕切り板の上方には、一つの移動体を収納させ得る間隔をおいて第3仕切り板が設けられ、該第3仕切り板には、前記第2仕切り板の閉塞部の上方に対応する部分に第4貫通孔が設けられ、該第4貫通孔の両側に前記第2仕切り板の第2貫通孔及び第3貫通孔の上方の部分を閉塞する閉塞部が設けられ、該閉塞部の外側に第5貫通孔及び第6貫通孔が設けられていることを特徴とする請求項2から5の何れかに記載の応答変形検出装置。
- 前記第1移動体収納部の収納部の列番号の最大値の絶対値をNa、仕切り板の数をNd、第i仕切り板の貫通孔の数をNo(i)、Nd≧2とすると、i=1〜Ndにおいて、第i仕切り板の貫通孔の数No(i)は、以下の式で求められることを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の応答変形検出装置。
i≦Na−1のとき、No(i)=i
i≧Naかつi=Na+2×mのとき、No(i)=Na
i≧Naかつi=Na+2×m+1のとき、No(i)=Na+1
(ここで、m=0、1、2……) - 相対的に変位可能な一方の部材と他方の部材との間に生じる相対変位を検出するための応答変形検出方法であって、
前記一方の部材又は前記他方の部材の一方に追従して変位するとともに、複数の移動体を一列に並べてなる収納部が前記両部材の変位方向に複数列に設けられ、かつ各収納部からそれぞれ移動体を一つずつ落とし可能な移動体収納手段と、
前記一方の部材又は前記他方の部材の他方に追従して変位するとともに、両部材の相対変位量に応じて、前記何れかの収納部から落とされる一つの移動体のみを通過させる第1仕切り板と、該第1仕切り板が一つの移動体を通過させる際に、他の移動体が第1仕切り板を通過するのを規制する第2仕切り板とを有する移動体制御手段とを備え、
前記各収納部の各移動体には、それぞれICタグが設けられるとともに、各移動体の各ICタグには、各移動体が属する各収納部を識別するための識別情報が格納されている応答変形検出装置を用い、
前記移動体収納手段から落とされた移動体に設けられているICタグに格納されている情報を読み取り手段によって読み取ることにより、前記両部材の累積変形、最大変形、又は残留変形を検出することを特徴とする応答変形検出方法。
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