JP6433700B2 - あと施工アンカーの固定度評価方法 - Google Patents
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Description
によれば、その再発防止策の中で「点検にあたっては、全ての常時引張り力を受ける接着系ボルトに対して近接点検(近接目視、打音及び触診)を行うとともに、少なくともいくつかのサンプルで適切な荷重レベルでの引張載荷試験を実施すべき」、新技術の開発の中で「引張り試験等の載荷試験によることなく強度を推定できる非破壊検査手法の技術開発が望まれる」と報告されている。
このあと施工アンカーに衝撃を加えて音響を発生させ、
発生した音響を捕捉し、
捕捉した音響を解析することにより前記あと施工アンカーの固定状態を評価することによってあと施工アンカーの固定度を評価する評価方法において、
前記あと施工アンカーに対してボルト検出センサーのタイミング又は自己発生トリガにより電磁波を放射する円筒状の電磁コイルによって、前記あと施工アンカーに対して強磁界で強エネルギーを10μsec以内で与えて該あと施工アンカー固有の振動数を有する振動を発生させ、
この発生した、あと施工アンカーの長さや直径の如き条件に応じた固有の振動と固定に用いられている定着用孔部内の接着剤の重点量の状態による固有の振動とナット締付量による固有の振動が総合された反射波である可聴領域音としてマイクロフォンによって捕捉し、
該マイクロフォンは、前記円筒状の電磁コイルの内側空間内に円筒内面に対して空間を設けて前記あと施工アンカーから発生した音響をsin波カーブに載せて切り出すハニング処理し、パルス幅を使用して選出することによって前記マイクロフォンによる不要な反射音・余剰音波の捕捉を抑制し、
計測した音響から周波数特性と強度特性とを導き出し、予め算出した良否判定データと対比することにより計測したあと施工アンカーの固定状態を評価する方法であり、
更に、前記電磁コイル及び前記マイクロフォンと前記あと施工アンカーとの距離・角度を任意の固定値に保った状態で計測を行う構成であり、
可聴音取込タイミングは、電磁波の放射と同時に40msec間の音響波を捕捉し、生波形収集時間は40msec以上で周波数分解能10Hzを得られるように4096ビットの情報収集個数を設定すること、
前記電磁コイルの円筒状先端面とマイクロフォンの計測先端面とを、前記あと施工アンカーに対して同距離に設定した状態で計測を行うこと、
捕捉した前記反射波をアンプ及びフィルターを通して増幅させ、A/D変換ボードに入力すること、
捕捉した音響の生波形を元にFFT解析(フーリエ変換)を行うこと、
得られた周波数領域の範囲を複数設けて各々の強度の面積を求め、各周波数領域の面積値を比較し、良否判定を行うこと、
前記あと施工アンカーに対して1回目の電磁波を放射することによって前記あと施工アンカーの残留応力の除去を行い、2回目以降の電磁波の放射から発生する音響を用いて評価すること、
を特徴とするあと施工アンカーの固定度評価方法。
即ち、電磁コイルを構成するコイル部(励磁コイル)にパルス状の大電流を流し、瞬間的に磁場を発生させて被測定対象である建築・構築材に放射し、この電磁波の放射によって建築・構築材を非接触で振動を与えて音響を発生させ、その音響を解析することにより建築・構築材の固定度を評価することできる。従って、非接触で加力できることから、ハンマー等による加力と比較して均質な振動を与えることができ、更に振動計が不要となる。
尚、音響を計測するマイクロフォンをフード等の集音部材の内側に配設した構成では、発生した音響がフード内面で反射することによって被測定物から発生する音響とは異なる反射音響が発生するために計測精度が落ちるという問題点を有していることが本発明者らの研究で判った。
被測定対象が、建築物・構築物3に固定される建築・構築材(本実施例では、あと施工アンカー)2であり、
この建築・構築材2に衝撃を加えて音響を発生させる衝撃付加手段と、
発生した音響を捕捉する音響補足手段と、
捕捉した音響を解析することにより前記建築・構築材2の固定状態を評価する音響解析手段と、
を有して成る建築・構築材の固定度評価装置1において、
前記衝撃付加手段が、前記建築・構築材2に対して電磁波を放射する円筒状の電磁コイル13であり、
該衝撃付加手段によって、前記建築・構築材2に対して強磁界で強エネルギーを短時間与えて該建築・構築材2固有の振動数を有する振動を発生させ、
この発生した、建築・構築材2の長さや直径の如き条件に応じた固有の振動や、固定状態に応じた固有の振動、が総合された反射波である可聴領域音として前記音響捕捉手段により捕捉される構成であり、
前記音響捕捉手段が、前記音響を計測するマイクロフォン11であり、
該マイクロフォン11は、前記円筒状の電磁コイル13の内側空間内に円筒内面に対して空間である余剰音通過空間部12を設けて配設されており、
前記建築・構築材2から発生した音響の内、余分な反射音・余剰音波を前記余剰音通過空間部12を通過させることによって前記マイクロフォン11による余分な反射音・余剰音波の捕捉を抑制する構成であり、
前記音響解析手段が、計測した音響から周波数特性と強度特性とを導き出し、予め算出した良否判定データと対比することにより計測した建築・構築材2の固定状態を評価する構成であり、
更に、上記の構成を有する建築・構築材2の固定度評価装置1が、前記衝撃付加手段及び前記音響捕捉手段の位置決め手段を有し、
該位置決め手段によって、前記建築・構築材2に対する前記衝撃付加手段と前記音響捕捉手段の距離・角度を任意の固定値に保つことが可能な構成であること、
である。
及び取付ブラケット14Bを介して取付支持部14Aに支持固定されている。取付支持部14Aは更に当接台座部14Bに立設状態で配設されており、該取付支持部14Aと当接台座部14Bとが評価装置1の位置決め部材14を構成する。
図10は、「ナット無しボルト接着量 打検特性」を示すグラフ、
図11は、「ナット無しボルト接着量(%)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
図12は、「ボルト−ナット有り0(N)特性」を示すグラフ、
図13は、「トルク0(N)接着量(%)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
図14は、「ボルト−ナット 打検特性 接着量50%−トルク特性」を示すグラフ、
図15は、「接着量50% トルク(N)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
図16は、「ボルト−ナット 打検特性 接着量80%−トルク特性」を示すグラフ、
図17は、「接着量80% トルク(N)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
図18は、「ボルト−ナット 打検特性 接着量100%−トルク特性」を示すグラフ、
図19は、「接着量100% トルク(N)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
図20は、「トルク50(N) 接着量(%)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
図21は、「トルク100(N) 接着量(%)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
図22は、「トルク150(N) 接着量(%)−ピーク周波数(KHz)」を示すグラフ、
を示す。尚、各図において、「接着量」とは「接着剤の充填率」を云い、「トルク」とは「ナットの締付けトルク」を云う。尚また、計測は各条件項目につき2回行った。
11 マイクロフォン
11A マイクロフォン支持管
11B マイクロフォン支持管固定具
11C マイクロフォン支持管固定具用ネジ
11D マイクロフォン配線
12 余剰音通過空間部
13 電磁コイル
13A コイル部
13B 磁性体部
13C 電磁コイル内側スリーブ
13D 電磁コイル配線
14 位置決め部材
14A 取付支持部
14B 取付ブラケット
14C 当接台座部
15 固定カバー体
2 建築・構築材
3 建築物・構築物
3A 定着用孔部
3B 固定面
4 接着剤
5 ナット
6 座金部
Claims (1)
- 被測定対象が、定着部に接着剤を充填する方式の接着系のあと施工アンカーであり、
このあと施工アンカーに衝撃を加えて音響を発生させ、
発生した音響を捕捉し、
捕捉した音響を解析することにより前記あと施工アンカーの固定状態を評価することによってあと施工アンカーの固定度を評価する評価方法において、
前記あと施工アンカーに対してボルト検出センサーのタイミング又は自己発生トリガにより電磁波を放射する円筒状の電磁コイルによって、前記あと施工アンカーに対して強磁界で強エネルギーを10μsec以内で与えて該あと施工アンカー固有の振動数を有する振動を発生させ、
この発生した、あと施工アンカーの長さや直径の如き条件に応じた固有の振動と固定に用いられている定着用孔部内の接着剤の重点量の状態による固有の振動とナット締付量による固有の振動が総合された反射波である可聴領域音としてマイクロフォンによって捕捉し、
該マイクロフォンは、前記円筒状の電磁コイルの内側空間内に円筒内面に対して空間を設けて前記あと施工アンカーから発生した音響をsin波カーブに載せて切り出すハニング処理し、パルス幅を使用して選出することによって前記マイクロフォンによる不要な反射音・余剰音波の捕捉を抑制し、
計測した音響から周波数特性と強度特性とを導き出し、予め算出した良否判定データと対比することにより計測したあと施工アンカーの固定状態を評価する方法であり、
更に、前記電磁コイル及び前記マイクロフォンと前記あと施工アンカーとの距離・角度を任意の固定値に保った状態で計測を行う構成であり、
可聴音取込タイミングは、電磁波の放射と同時に40msec間の音響波を捕捉し、生波形収集時間は40msec以上で周波数分解能10Hzを得られるように4096ビットの情報収集個数を設定すること、
前記電磁コイルの円筒状先端面とマイクロフォンの計測先端面とを、前記あと施工アンカーに対して同距離に設定した状態で計測を行うこと、
捕捉した前記反射波をアンプ及びフィルターを通して増幅させ、A/D変換ボードに入力すること、
捕捉した音響の生波形を元にFFT解析(フーリエ変換)を行うこと、
得られた周波数領域の範囲を複数設けて各々の強度の面積を求め、各周波数領域の面積値を比較し、良否判定を行うこと、
前記あと施工アンカーに対して1回目の電磁波を放射することによって前記あと施工アンカーの残留応力の除去を行い、2回目以降の電磁波の放射から発生する音響を用いて評価すること、
を特徴とするあと施工アンカーの固定度評価方法。
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