JP6366588B2 - 基準に対する構造物の動的変位をリアルタイムで測定するためのシステム、及びその使用方法 - Google Patents
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qi=φ・hi
により得られる。
ui=qi+si=φ・hi+si
により得られる。
η1=v1・η1,0
v1は構造物(2)の第1のモードを表す正規化ベクトルを示す。このベクトルは例えば構造物(2)の数値シミュレーションあるいはパラメトリックまたはノンパラメトリックな構造同定の手順により推定され得る。第2のモードのリアルタイムの離散的な変位のフォームが
η2=u−η1
により計算され得る。
(項目1)
軸方向要素(1)(ケーブル、ロープ、シートなど)であって、構造物(2)の2つのポイントの間に設置されて初期応力を有し、前記2つのポイントの間でリアルタイムの変位を得るために、軸方向要素(1)のクランプ内で前記構造物の間の回転φを測定し、地震、風、機械、人、車両または別の原因によって生じる自然のまたは人工的な構造振動の場合に、リアルタイムで得られる前記変位が対象となり得る、軸方向要素(1)。
(項目2)
前記軸方向要素(1)と前記構造物(2)との間で異なる変位センサ(3)を介した相対構造変位の測定方法であって、軸方向要素(1)が取り付けられるところの離散的なポイントにおいて、構造物(2)の変位フォームをリアルタイムで得るために、前記構造物(2)の双方向の変位が大きいと予想される場合、非接触のセンサ(3)を前記構造物内に設置する代わりに前記軸方向要素(1)内に設置すべきである、測定方法。
(項目3)
項目1または2に記載の構造物(2)内の2つのポイントの間で初期応力を有して設置される軸方向要素(4)であって、基本モードの変位を測定するためにおよび高次モードの関与のフィルタリングするために高次モードがゼロ点を通過する、軸方向要素(4)。
(項目4)
独立モード変位をリアルタイムで特定するために、項目1乃至3のいずれかに示されるような構造物(2)の同じ場所に設置される、(1)および(4)などの、異なる長さの初期応力を有するいくつかの軸方向要素。
(項目5)
構造物(2)に沿う異なる場所に設置される、前記構造物のねじれ運動に関する情報および前記構造物の異なるポイントまたは異なる方向の変位に関する情報を得るための2つ以上の軸方向要素(1)または(4)。
(項目6)
回転φを測定するときおよび任意選択で同じ軸方向要素の1つまたは2つの垂直方向の変位siをさらに測定するときに用いられる、設置されて初期応力を有する1つまたは複数の軸方向要素(1)または(4)であって、項目1乃至5のいずれかに記載の前記同じ軸方向要素が構造物(2)の2つの垂直方向の変位に関する情報を提供し、この場合、前記軸方向要素(1、4)の材料およびその接続部品(5)および(6)に応じて、双方向ジョイントまたは球形ジョイントを介して前記軸方向要素(1、4)を前記構造物(2)に接続することが必要となる可能性がある、1つまたは複数の軸方向要素(1)または(4)。
(項目7)
項目1で言及したように自然にまたは人工的に誘発される構造振動の間に、構造振動の能動および準能動モニタデバイスのためのリアルタイムのダイレクトフィードバック信号として2つ以上のポイントで相対構造変位またはモード全構造変位を使用する、項目1乃至6のいずれかに記載の初期応力を有する軸方向要素。
(項目8)
項目1乃至7のいずれかに記載の初期応力を有する軸方向要素であって、前記軸方向要素(1、4)と前記構造物(2)との間の相対関係が、例えば、図2に示されるようなレーザセンサなどの変位センサ、あるいは、電位差計、傾斜計、傾斜計として使用される加速度計、ジャイロコンパス、ジャイロスコープ、または、回転を測定するのに使用される別のセンサなどの、任意の種類のセンサにより、測定される、軸方向要素。
(項目9)
ケーブルの固有振動を介して測定値に介入する阻害を低減するために、高い剛性と、低い質量と、固有振動の高い振動数とを得ることができる、カーボンファイバシートとして具体化されるまたは同様の振動特性を有する別の材料で具体化される項目1乃至8のいずれかに記載のケーブル。
(項目10)
図2に示されるようなカーボンファイバなどの薄板状のケーブルあるいは任意の別の種類の軸方向要素(任意の材料のケーブル、ワイヤ、ロープ、テンドン、バンドおよびブレースなど)の場合に項目1乃至9のいずれかに記載のケーブルに軸方向の初期応力を与えるのを可能にする、構造物に対するケーブル(1、4)の固定される継手(5)および可撓性継手(6)。
(項目11)
その目的が項目1乃至10のいずれかに一致する、構造物に対するケーブルの別の種類の固定される継手(5)および可撓性継手(6)。
(項目12)
図2に示されるカーボンファイバのような薄板状の軸方向要素(任意の材料のケーブル、ワイヤ、ロープ、テンドン、バンドおよびブレースなど)を鋼板または金属板(8)を介して固定するための、項目1乃至11のいずれかに記載の薄板状のケーブルを使用することを目的として採用されるシステム。
(項目13)
その目的が項目1乃至12のいずれかに一致する、別の種類のケーブル材料のための項目12に記載の別の種類の固定システム。
(項目14)
図1に示される構造物に加えて、任意の種類の建物、橋梁、タワー、シャフト、工業用構造物および設備、レスキューライン、および、任意の種類の機械などの、別の種類の構造物内に設置される、項目1乃至13のいずれかに記載のリアルタイムで相対構造変位を測定するためのシステム。
(項目15)
能動または準能動振動監視デバイスから振動を監視することに加えて、健全性の構造監視、同定システムまたは別のシステムなどの、別の用途のための項目1乃至14のいずれかに記載のリアルタイムで構造測定するシステム。
Claims (14)
- 基準に対する構造物の動的変位をリアルタイムで測定するためのシステムにおいて、
ベースを有する可撓性構造物の2つの接続ポイントの間に設置されて初期応力を有する1つまたは複数の軸方向要素と、前記構造物の基準と前記軸方向要素との間の回転を測定するように構成された回転測定センサであって、前記軸方向要素に対して垂直な方向において測定され、前記軸方向要素の長さと前記基準及び前記軸方向要素の測定された回転φの正接関数とを掛け合わせることによって得られる、前記基準と前記軸方向要素との間の相対変位を得るために、前記ベースに固定される接続、または、別法として前記軸方向要素の前記構造物に対する前記接続ポイントを形成する前記構造物に固定される接続に配置される、回転測定センサと
を備え、
得られた前記相対変位が、地震、風、海の波からなるグループから選択される自然の原因、あるいは、機械を介する人間による行為、人間の移動、車両、爆発、または、別の原因による構造振動を制御するのに使用され得ることができ、
前記可撓性構造物の別の2つの接続ポイントの間でやはり初期応力を有して設置された別の軸方向要素をさらに備え、前記別の2つの接続ポイントのうちの1つが前記構造物の高次モードのノードとなるように選択され、測定された変位での前記高次モードの寄与をフィルタリングする、
システム。 - 前記軸方向要素に対して垂直な相対構造変位を測定することにより離散ポイントで前記構造物の変位形状を得るための、前記軸方向要素と前記可撓性構造物との間に変位センサをさらに備える、請求項1に記載のシステム。
- 前記可撓性構造物の2つのポイントの間の複数の相対変位を測定するための、初期応力を有する2つ以上の軸方向要素を備え、得られた前記変位に対する独立のモード寄与を特定するために、前記2つのポイントの一方は前記可撓性構造物内のモードノードである、請求項1に記載のシステム。
- 2つ以上の軸方向要素が、前記構造物の回転モーション、ロッキングモーションまたは任意の別の差動モーションを測定するために前記可撓性構造物内に設置された、請求項1に記載のシステム。
- 同じ前記軸方向要素が前記軸方向要素の双方向ヒンジまたは球形ヒンジを使用して前記構造物の2つの主要方向での変位を測定し、1つまたは複数のセンサが構造物の前記2つの主要方向の変位を測定するように設置された、請求項1に記載のシステム。
- 前記基準と前記初期応力を有する軸方向要素との間の前記相対変位を得るための前記測定センサが、レーザセンサ、電位差計、傾斜計、傾斜計として使用される加速度計、ジャイロコンパス、ジャイロスコープ、及び回転を測定するのに使用される別のセンサからなるグループから選択された測定センサである、請求項1に記載のシステム。
- 前記軸方向要素が、カーボンファイバの薄板として、あるいは、前記軸方向要素の固有振動によって測定値に介入する関与を最小にして同様のまたはより良好な信号対雑音比を得る、同様の物理特性を有する任意の別の材料として具体化された、請求項1に記載のシステム。
- 前記軸方向要素のための前記ベースに固定される接続および前記構造物に固定される接続が前記可撓性構造物のポイントに接続され、前記軸方向要素を回転させるのを可能にすることができる、請求項1に記載のシステム。
- 前記構造物に対して前記軸方向要素を回転させる別の種類の接続が使用された、請求項8に記載のシステム。
- 前記軸方向要素を固着するのに使用される金属グリップシステムをさらに備えた、請求項1に記載のシステム。
- 軸方向要素の別の種類のアンカーシステムが使用された、請求項10に記載のシステム。
- 建物、飛行機、船、列車、自動車、橋梁、タワー、煙突、工業用構造物、設備、ライフライン、および、任意の種類の機械など、の任意の種類で使用されるための、請求項1に記載の相対動的構造変位を測定するためのシステムの使用方法。
- 自然または人間によって誘発される構造振動によるリアルタイムの能動および準能動構造振動制御のための、請求項12に記載の相対動的構造変位を測定するためのシステムの使用方法。
- 能動または準能動振動制御デバイスの振動制御以外の、構造健全性モニタリング、システム同定または別の用途のための、請求項12に記載の相対動的構造変位または相対静的構造変位を測定するためのシステムの使用方法。
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