JP6948241B2 - Evaluation method of incidental support status - Google Patents

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Description

本発明は、構造物の表面に取り付けられた付帯物の振動を離れた位置から非接触振動測定装置によって測定することで行われる付帯物支持状態の評価方法に関するものである。 The present invention relates to a method for evaluating an accessory supporting state, which is performed by measuring the vibration of an accessory attached to the surface of a structure from a distant position with a non-contact vibration measuring device.

特許文献1,2に開示されているように、鉄筋コンクリート製のコンクリート構造物に、ひび割れが発生していないかなどの健全性を診断する方法が知られている。 As disclosed in Patent Documents 1 and 2, there is known a method of diagnosing the soundness of a concrete structure made of reinforced concrete, such as whether or not cracks have occurred.

この特許文献1,2には、コンクリート構造物の固有振動数を測定することで、健全性を診断する方法が開示されている。すなわち、コンクリート構造物が健全な状態なときの固有振動数を測定しておき、検査時に測定された固有振動数が健全時の固有振動数よりも低下していれば、コンクリート構造物にひび割れが発生している等の損傷や劣化があるという診断をすることができる。 Patent Documents 1 and 2 disclose a method of diagnosing soundness by measuring the natural frequency of a concrete structure. That is, if the natural frequency when the concrete structure is in a healthy state is measured and the natural frequency measured at the time of inspection is lower than the natural frequency when the concrete structure is in a healthy state, the concrete structure is cracked. It is possible to diagnose that there is damage or deterioration such as occurrence.

特開2011−247700号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-247700 特開2005−233709号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-233709

特許文献1,2に記載されているようなコンクリート構造物の本体を対象とする場合であれば、固有振動数の変化の程度から比較的容易に健全性を推定することができる。しかしながら、構造物の表面に取り付けられた外壁材などの付帯物となると、健全性の判定が難しくなる。例えば多数のビスで構造物の本体に固定された外壁材の場合、数本のビスが緩んだとしても落下することはないが、ある本数以上のビスが緩んだときに急激に落下の危険性が高まることがあるので、一律の基準で支持状態を評価することは難しい。 When the main body of a concrete structure as described in Patent Documents 1 and 2 is targeted, the soundness can be estimated relatively easily from the degree of change in the natural frequency. However, when it comes to ancillary materials such as an outer wall material attached to the surface of a structure, it becomes difficult to judge the soundness. For example, in the case of an outer wall material fixed to the main body of a structure with a large number of screws, even if several screws are loosened, they will not fall, but if more than a certain number of screws are loosened, there is a risk of sudden falling. It is difficult to evaluate the support status on a uniform basis, as it may increase.

そこで、本発明は、構造物の表面に取り付けられた付帯物の複数の支持状態を、遠隔から振動を測定することで高い精度で評価することが可能な付帯物支持状態の評価方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention provides a method for evaluating an accessory support state, which can evaluate a plurality of support states of an accessory attached to the surface of a structure with high accuracy by measuring vibration remotely. The purpose is.

前記目的を達成するために、本発明の付帯物支持状態の評価方法は、構造物の表面に取り付けられた付帯物の振動を離れた位置から非接触振動測定装置によって測定することで行われる付帯物支持状態の評価方法であって、前記付帯物の前記構造物の本体に対する複数の支持状態と、前記非接触振動測定装置による測定結果から求められる判別値との関係を示した判定基準を取得するステップと、測定対象となる付帯物が振動しているときに前記非接触振動測定装置によって振動を測定するステップと、前記非接触振動測定装置による測定結果から前記測定対象の判別値を求めるステップと、前記測定対象の判別値と前記判定基準とから前記付帯物の支持状態を判定するステップとを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for evaluating the supporting state of ancillary objects of the present invention is performed by measuring the vibration of the ancillary objects attached to the surface of the structure from a distant position by a non-contact vibration measuring device. This is a method for evaluating an object support state, and obtains a judgment standard showing the relationship between a plurality of support states of the accessory to the main body of the structure and a discrimination value obtained from the measurement result by the non-contact vibration measuring device. Steps to measure vibration with the non-contact vibration measuring device when the accessory to be measured is vibrating, and a step to obtain a discriminant value of the measurement target from the measurement result by the non-contact vibration measuring device. It is characterized by including a step of determining the support state of the accessory from the determination value of the measurement target and the determination criterion.

ここで、前記判別値は、固有振動数又は卓越周波数とすることができる。また、前記非接触振動測定装置には、レーザドップラ振動計を使用することができる。 Here, the discriminant value can be a natural frequency or a dominant frequency. Further, a laser Doppler vibrometer can be used for the non-contact vibration measuring device.

さらに、前記測定対象となる付帯物の振動は、常時微動によるものであってもよい。一方、前記判定基準は、前記構造物の複数の支持状態の付帯物を加振器によって振動させることで前記構造物ごとに作成されることが好ましい。 Further, the vibration of the accessory to be measured may be due to constant fine movement. On the other hand, it is preferable that the determination standard is created for each of the structures by vibrating a plurality of supporting objects of the structure with a vibrating device.

このように構成された本発明の付帯物支持状態の評価方法は、構造物の表面に取り付けられた付帯物の複数の支持状態と、非接触振動測定装置による測定結果から求められる判別値との関係を示した判定基準を予め取得しておく。そして、測定対象となる付帯物が振動しているときに非接触振動測定装置によって測定された結果と判定基準とに基づいて、付帯物の支持状態を判定する。 The method for evaluating the supporting state of ancillary objects according to the present invention configured in this way is a method of evaluating a plurality of supporting states of ancillary objects attached to the surface of a structure and a discriminant value obtained from a measurement result by a non-contact vibration measuring device. Obtain the judgment criteria showing the relationship in advance. Then, the support state of the accessory is determined based on the result measured by the non-contact vibration measuring device and the determination standard when the accessory to be measured is vibrating.

このため、構造物の表面に取り付けられた付帯物が常時微動や強制振動の付与によって振動していれば、その支持状態がいずれの状態にあるかを、遠隔から高い精度で評価することができる。 Therefore, if the accessory attached to the surface of the structure vibrates due to constant fine movement or forced vibration, it is possible to remotely evaluate with high accuracy which state the support state is. ..

このような非接触振動測定装置による測定結果から求められる判別値としては、固有振動数や卓越周波数を利用することができる。また、非接触振動測定装置には、レーザドップラ振動計が使用できる。 The natural frequency and the dominant frequency can be used as the discriminant value obtained from the measurement result by such a non-contact vibration measuring device. Further, a laser Doppler vibrometer can be used as the non-contact vibration measuring device.

そして、判定基準が予め作成されていれば、測定対象となる付帯物の振動は常時微動によって生じるものでもよいので、付帯物が高所にある場合であっても簡単に定期検査などを実施することができる。 If the judgment criteria are created in advance, the vibration of the accessory to be measured may be generated by constant fine movement, so even if the accessory is in a high place, a periodic inspection or the like can be easily performed. be able to.

一方、判定基準は、複数の支持状態の付帯物を加振器によって振動させることで構造物ごとに作成することができる。構造物ごとに判定基準を作成することで、より精度の高い評価を行うことができるようになる。 On the other hand, the judgment standard can be created for each structure by vibrating a plurality of supporting objects with a vibrating device. By creating a judgment standard for each structure, more accurate evaluation can be performed.

本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法で実施されるレーザドップラ振動計による測定状況を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the measurement situation by the laser Doppler vibrometer carried out by the evaluation method of the accessory support state of this embodiment. 付帯物支持状態の評価方法を実施するために初回に行われる工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process performed at the first time in order to carry out the evaluation method of the incidental support state. 外壁材の複数の支持状態を示して劣化シナリオを説明する説明図である。It is explanatory drawing which shows the plurality of support states of the outer wall material, and explains the deterioration scenario. 固有振動数と有効ビス本数との関係によって支持状態を判定する際に使用される判定基準を例示した説明図である。It is explanatory drawing which illustrated the judgment standard used when the support state is judged by the relationship between a natural frequency and an effective number of screws. 付帯物支持状態の評価方法を実施するために定期検査時に行われる工程を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the process performed at the time of a periodic inspection in order to carry out the evaluation method of the incidental support state.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法で実施される振動の測定状況を説明する斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view illustrating a vibration measurement state carried out by the method for evaluating an accessory support state of the present embodiment.

本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法の適用対象となる構造物は、例えば表面にタイルやパネルなどの外壁材M1(付帯物)が取り付けられた建物Mである。ここで、外壁材M1は、ビスM2や接着剤などによって建物Mの本体の表面に貼り付けられている。 The structure to which the method for evaluating the supporting state of ancillary objects of the present embodiment is applied is, for example, a building M to which an outer wall material M1 (incidental object) such as a tile or a panel is attached to the surface. Here, the outer wall material M1 is attached to the surface of the main body of the building M by a screw M2, an adhesive, or the like.

本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法では、この外壁材M1に発生した振動を測定することによって、外壁材M1の支持状態を判定する。ここで、外壁材M1の支持状態とは、例えば建物Mの本体との接合強度の程度を言う。 In the method for evaluating the supporting state of the accessory according to the present embodiment, the supporting state of the outer wall material M1 is determined by measuring the vibration generated in the outer wall material M1. Here, the supporting state of the outer wall material M1 refers to, for example, the degree of joint strength with the main body of the building M.

例えば図3に示すように、外壁材M1が複数本のビスM2,・・・によって建物Mの本体に固定されている場合を例に説明する。図3(a)は、全18本のビスM2,・・・によって外縁部が固定された健全時の状態(初期状態)を示している。 For example, as shown in FIG. 3, a case where the outer wall material M1 is fixed to the main body of the building M by a plurality of screws M2, ... Will be described as an example. FIG. 3A shows a sound state (initial state) in which the outer edge portion is fixed by all 18 screws M2, ...

このビスM2,・・・による接合が、少しずつ低下していくと、例えば図3(b)に示すような9本のビスM2,・・・によって固定された状態、図3(c)に示すような4本のビスM2,・・・によって固定された状態、図3(d),(e)に示すような2本のビスM2,M2によって固定された状態と変化していくことになる。これらの異なる接合状態を、「複数の支持状態」とする。 When the bonding by the screws M2, ... Is gradually lowered, for example, in the state of being fixed by the nine screws M2, ... As shown in FIG. 3 (b), FIG. 3 (c) is obtained. The state of being fixed by the four screws M2, ... As shown, and the state of being fixed by the two screws M2, M2 as shown in FIGS. 3 (d) and 3 (e) are changed. Become. These different joining states are referred to as "plurality of supporting states".

外壁材M1の支持状態が異なると、外壁材M1が振動したときの固有振動数も異なる値となる。但し、固有振動数は、外壁材M1の支持状態を直接的に示すものになるとは限らない。例えばコンクリート体のように連続体であれば、固有振動数から直接的に剛性などを推定しやすいが、複数の接合箇所が点在して吊るされたような状態の外壁材M1の場合、表面に発生した振動の測定結果から、直接、支持状態を推定することが難しい場合もある。 If the supporting state of the outer wall material M1 is different, the natural frequency when the outer wall material M1 vibrates also has a different value. However, the natural frequency does not always directly indicate the support state of the outer wall material M1. For example, in the case of a continuous body such as a concrete body, it is easy to estimate the rigidity directly from the natural frequency, but in the case of the outer wall material M1 in a state where a plurality of joint points are scattered and suspended, the surface is used. It may be difficult to directly estimate the support state from the measurement result of the vibration generated in the concrete.

そこで、本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法では、「複数の支持状態」のいずれの支持状態に該当するかを判定するための判定基準を作成する。この判定基準は、測定対象とする建物Mごとに作成するのが好ましいが、外壁材M1の材質や支持状態が同一又は類似する他の構造物で作成したものを利用することもできる。 Therefore, in the method of evaluating the incidental support state of the present embodiment, a determination criterion for determining which of the "plurality of support states" corresponds to the support state is created. This determination criterion is preferably created for each building M to be measured, but it is also possible to use a criterion made of another structure having the same or similar material and supporting state of the outer wall material M1.

判定基準は、付帯物である外壁材M1の建物Mの本体に対する複数の支持状態と、外壁材M1の振動の測定結果からから求められる判別値との関係をまとめることによって作成する。 The judgment standard is created by summarizing the relationship between a plurality of support states of the outer wall material M1 as an accessory to the main body of the building M and a judgment value obtained from the measurement result of the vibration of the outer wall material M1.

ここで、外壁材M1の振動は、非接触振動測定装置によって測定される。非接触振動測定装置としては、図1に示すようなレーザドップラ振動計1を使用することができる。 Here, the vibration of the outer wall material M1 is measured by a non-contact vibration measuring device. As the non-contact vibration measuring device, a laser Doppler vibrometer 1 as shown in FIG. 1 can be used.

レーザドップラ振動計1は、照射部11を含む本体と、本体が取り付けられる垂直回転枠部14及び水平回転台13と、レーザドップラ振動計1を据え付けるための三脚部12とによって主に構成される。 The laser Doppler vibrometer 1 is mainly composed of a main body including an irradiation unit 11, a vertical rotating frame portion 14 and a horizontal rotating table 13 to which the main body is attached, and a tripod portion 12 for installing the laser Doppler vibrometer 1. ..

レーザドップラ振動計1は、照射部11のセンサヘッドからレーザ光D1を建物Mの表面に貼り付けられた外壁材M1に照射し、反射されたレーザ光D1を受光素子で受光する装置である。外壁材M1が後述する強制振動や常時微動によって振動していれば、振動する外壁材M1から反射されたレーザ光D1はドップラーシフトしたレーザ光D1となっており、周波数(速度)の変化が電圧に変換されて振動現象として検出することができる。 The laser Doppler vibrometer 1 is a device that irradiates the outer wall material M1 attached to the surface of the building M with the laser light D1 from the sensor head of the irradiation unit 11 and receives the reflected laser light D1 with the light receiving element. If the outer wall material M1 vibrates due to forced vibration or constant tremor, which will be described later, the laser light D1 reflected from the vibrating outer wall material M1 is Doppler-shifted laser light D1, and the change in frequency (velocity) is a voltage. It can be converted to and detected as a vibration phenomenon.

このレーザドップラ振動計1の照射部11は、垂直回転枠部14を介して水平回転台13に水平面内での回転が可能となるように取り付けられる。垂直回転枠部14は、水平回転台13上に一対の柱状に形成され、照射部11は垂直回転枠部14に垂直面内で回転可能に取り付けられる。 The irradiation unit 11 of the laser Doppler vibrometer 1 is attached to the horizontal rotary table 13 via the vertical rotary frame portion 14 so as to be able to rotate in a horizontal plane. The vertical rotary frame portion 14 is formed in a pair of columns on the horizontal rotary table 13, and the irradiation portion 11 is rotatably attached to the vertical rotary frame portion 14 in a vertical plane.

ここで、水平回転台13及び垂直回転枠部14を操作して、手動で照射部11を目標に向けることができるが、水平回転台13及び垂直回転枠部14の内部にモータとギアを組み込み、制御信号を受けて自動で指定された方向に水平回転及び垂直回転をさせることもできる。 Here, the horizontal turntable 13 and the vertical rotary frame portion 14 can be operated to manually aim the irradiation unit 11 at the target, but the motor and gear are incorporated inside the horizontal turntable 13 and the vertical rotary frame portion 14. , It is also possible to automatically rotate horizontally and vertically in a specified direction in response to a control signal.

また、レーザドップラ振動計1は、距離計15などの測量装置を備えた構成とすることができる。距離計15には、レーザ距離計などが使用できる。この距離計15のレーザ光D2をレーザドップラ振動計1のレーザ光D1の照射位置P1に隣接した位置P2に照射させることで、振動測定箇所までの距離を迅速に計測することができる。すなわち、照射位置P1,P2間の相対的な位置関係を利用することで、振動の測定箇所(照射位置P1)の座標を求めることも可能になる。 Further, the laser Doppler vibrometer 1 can be configured to include a surveying device such as a range finder 15. A laser range finder or the like can be used for the range finder 15. By irradiating the position P2 adjacent to the irradiation position P1 of the laser light D1 of the laser Doppler vibrometer 1 with the laser light D2 of the rangefinder 15, the distance to the vibration measurement point can be quickly measured. That is, by using the relative positional relationship between the irradiation positions P1 and P2, it is possible to obtain the coordinates of the vibration measurement point (irradiation position P1).

さらに、レーザドップラ振動計1は、風や地盤振動によるノイズをリアルタイムで補正できるように、傾斜センサや振動センサが内蔵された構成のものを使用することができる。 Further, as the laser Doppler vibrometer 1, a laser Doppler vibrometer 1 having a built-in inclination sensor or vibration sensor can be used so that noise due to wind or ground vibration can be corrected in real time.

一方、レーザドップラ振動計1のレーザ光D1の照射位置P1には、予め反射材を取り付けておくことができる。また、再帰性反射塗料が封入されたペイント弾を発射して付着させることで、反射率の高い反射面が確保された箇所を照射位置P1にすることもできる。さらには、外壁材M1の測定対象となる範囲の中から、反射率が高くなる測定に適した箇所を見つけ出して照射位置P1とすることもできる。 On the other hand, a reflective material can be attached in advance to the irradiation position P1 of the laser beam D1 of the laser Doppler vibrometer 1. Further, by firing and adhering a paint bullet in which the retroreflective paint is enclosed, a portion where a highly reflective reflective surface is secured can be set as the irradiation position P1. Further, it is also possible to find a position suitable for the measurement in which the reflectance is high from the measurement target range of the outer wall material M1 and set it as the irradiation position P1.

このように外壁材M1から離れた遠隔位置でレーザドップラ振動計1によって測定された振動(微小振動)の測定結果から、外壁材M1の支持状態を特定するための判別値を求める。 From the measurement result of the vibration (micro vibration) measured by the laser Doppler vibrometer 1 at a remote position away from the outer wall material M1 in this way, a discriminant value for specifying the support state of the outer wall material M1 is obtained.

この判別値としては、固有振動数又はそれに相当する卓越周波数などが使用できる。例えば、図1に示すように、建物Mの表面に小型の加振器2を設置し、強制的に振動を与えると、伝播した振動によって照射位置P1のある外壁材M1も振動させることができる。このように強制振動を付与することによって得られた測定結果を使用する場合は、例えばピーク周波数などの卓越周波数を固有振動数の推定値として利用することができる。 As this discriminant value, the natural frequency or the predominant frequency corresponding thereto can be used. For example, as shown in FIG. 1, when a small exciter 2 is installed on the surface of the building M and forcibly vibrated, the outer wall material M1 having the irradiation position P1 can also be vibrated by the propagated vibration. .. When the measurement result obtained by applying the forced vibration in this way is used, the dominant frequency such as the peak frequency can be used as the estimated value of the natural frequency.

一方、建物Mに隣接する道路を通行する車両によって発生する振動や風によって起きる振動などの常時微動によっても、外壁材M1に振動が生じることがある。このような常時微動による振動や微小振動をレーザドップラ振動計1によって測定することでも、固有振動数を求めることができる。 On the other hand, the outer wall material M1 may also be vibrated by constant fine movements such as vibrations generated by a vehicle passing through a road adjacent to the building M and vibrations caused by wind. The natural frequency can also be obtained by measuring such vibrations and minute vibrations due to constant fine movements with the laser Doppler vibrometer 1.

要するに、常時微動による振動の測定結果から得られるフーリエスペクトルを基に、固有振動数を特定する手法である。例えば、振動数の探索範囲を設定してフーリエスペクトルの振幅が最大となる振動数を固有振動数とみなすことができる。 In short, it is a method of specifying the natural frequency based on the Fourier spectrum obtained from the measurement result of vibration due to constant tremor. For example, the frequency in which the search range of the frequency is set and the amplitude of the Fourier spectrum is maximized can be regarded as the natural frequency.

次に、本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法について、図2及び図5のフローチャートを参照しながら説明する。ここで、図2に示したフローチャートは、測定対象とする建物Mに対して初回に行われる処理を示し、図5に示したフローチャートは、測定対象とする建物Mを定期的に検査する際の処理を示している。 Next, the method of evaluating the incidental support state of the present embodiment will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 2 and 5. Here, the flowchart shown in FIG. 2 shows the processing performed for the first time for the building M to be measured, and the flowchart shown in FIG. 5 is for periodically inspecting the building M to be measured. Indicates processing.

まず、図2のステップS1に示すように、建物Mの外壁材M1の磁器質タイルや金属パネルといった材質や支持形態に適した劣化シナリオの設定を行う。例えば図3(a)に示すように、長方形の金属パネルの縁部を囲繞するように、全18本のビスM2,・・・によって建物Mの本体に固定されている外壁材M1の劣化シナリオを作成する。 First, as shown in step S1 of FIG. 2, a deterioration scenario suitable for a material such as a porcelain tile or a metal panel of the outer wall material M1 of the building M and a support form is set. For example, as shown in FIG. 3A, a deterioration scenario of the outer wall material M1 fixed to the main body of the building M by a total of 18 screws M2, ... So as to surround the edge of the rectangular metal panel. To create.

このような外壁材M1は、ビスM2が少しずつ弛んだり、ビスM2の定着部が脆くなって局所的に接合強度が確保できなくなったりすることで、支持状態が変化する場合が想定される。そのよう支持状態の変化を、有効ビス本数の変化として表すこととする。すなわち、図3(a)は有効ビス本数が18本、図3(b)は有効ビス本数が9本、図3(c)は有効ビス本数が4本、図3(d)は有効ビス本数が上側だけで2本、図3(e)は有効ビス本数が下側だけで2本の5つの支持状態を示している。 In such an outer wall material M1, it is assumed that the support state may change because the screw M2 gradually loosens or the fixing portion of the screw M2 becomes brittle and the joint strength cannot be locally secured. Such a change in the supporting state will be expressed as a change in the number of effective screws. That is, FIG. 3 (a) shows the number of effective screws of 18, FIG. 3 (b) shows the number of effective screws of 9, FIG. 3 (c) shows the number of effective screws of 4, and FIG. 3 (d) shows the number of effective screws. 3 shows five support states only on the upper side, and FIG. 3 (e) shows two effective screws only on the lower side.

そこで、この5つの支持状態のそれぞれの場合に、外壁材M1の振動の測定結果から得られる固有振動数を求める。この固有振動数の算出は、ステップS21に示すように数値解析によって求めることもできるが、ここでは強制振動試験によって求める場合について説明する(ステップS2)。 Therefore, in each of these five support states, the natural frequency obtained from the measurement result of the vibration of the outer wall material M1 is obtained. The calculation of the natural frequency can be obtained by numerical analysis as shown in step S21, but here, a case where it is obtained by a forced vibration test will be described (step S2).

強制振動試験では、図1に示すように、例えば建物Mの表面に小型の加振器2を当てて振動を加える。この加振器2の当てる位置は、測定対象となる外壁材M1から離れていてもよく、振動が伝播されればよい。要するに外壁材M1に微小振動が発生すればよいので、検査員が接触させやすい箇所に加振器2を当てることができる。 In the forced vibration test, as shown in FIG. 1, for example, a small vibrator 2 is applied to the surface of the building M to apply vibration. The position of the vibrating device 2 may be separated from the outer wall material M1 to be measured, and the vibration may be propagated. In short, since it is sufficient that the outer wall material M1 generates minute vibrations, the exciter 2 can be applied to a place where the inspector can easily contact the outer wall material M1.

ここで、強制振動試験を行う外壁材M1には、上述した5つの支持状態となっているものを選択する。5つの支持状態の中で、現状では存在しない支持状態がある場合は、試験用に設けてもよい。 Here, as the outer wall material M1 to be subjected to the forced vibration test, the one having the above-mentioned five support states is selected. If there is a support state that does not currently exist among the five support states, it may be provided for testing.

強制振動試験では、建物Mに隣接した地上にレーザドップラ振動計1を設置し、加振器2によって外壁材M1を振動させることで、振動の測定結果を収集する。そして、記録された測定結果に基づいて、固有振動数を算出する。 In the forced vibration test, a laser Doppler vibrometer 1 is installed on the ground adjacent to the building M, and the outer wall material M1 is vibrated by the vibrometer 2 to collect vibration measurement results. Then, the natural frequency is calculated based on the recorded measurement result.

図4は、5つの支持状態を有効ビス本数で表して縦軸とし、それに対応する固有振動数を横軸とした図を示している。この図が、外壁材M1の支持状態の判定基準を示す図となる。例えば有効ビス本数が18本の場合は健全な状態を示しているので、固有振動数が60Hz以上となる領域Iを健全と判定する領域とする。 FIG. 4 shows a diagram in which the five support states are represented by the number of effective screws on the vertical axis and the corresponding natural frequency is on the horizontal axis. This figure is a diagram showing a criterion for determining the support state of the outer wall material M1. For example, when the number of effective screws is 18, it indicates a sound state, so the region I where the natural frequency is 60 Hz or more is set as a region to be judged as sound.

一方、有効ビス本数が4本から18本までの固有振動数が35Hz−60Hzの領域IIは、劣化が進展していると判定する領域とする。また、有効ビス本数が2本から4本までの固有振動数が20Hz−35Hzの領域IIIは、注意が必要(要注意)と判定する領域とする。そして、有効ビス本数が2本以下の固有振動数が20Hz以下の領域IVは、外壁材M1が落下する危険性があると判定する領域とする。 On the other hand, the region II in which the number of effective screws is 4 to 18 and the natural frequency is 35 Hz-60 Hz is defined as a region in which deterioration is judged to be progressing. Further, the region III in which the number of effective screws is 2 to 4 and the natural frequency is 20 Hz-35 Hz is defined as a region where caution is required (need attention). The region IV having an effective screw number of 2 or less and a natural frequency of 20 Hz or less is a region where it is determined that there is a risk of the outer wall material M1 falling.

このようにしてステップS3で判定基準を作成した後に、建物Mに現在取り付けられているすべての外壁材M1,・・・について、現状を把握するための強制振動試験を行う(ステップS4)。 After creating the determination criteria in step S3 in this way, a forced vibration test for grasping the current state of all the outer wall materials M1, ... Currently attached to the building M is performed (step S4).

この強制振動試験は、加振器2の設置箇所は変えずに、レーザドップラ振動計1の照射部11によるレーザ光D1の照射位置だけを移動させて行うことができるので、簡単に実行することができる。 This forced vibration test can be performed simply by moving only the irradiation position of the laser beam D1 by the irradiation unit 11 of the laser Doppler vibrometer 1 without changing the installation location of the vibrator 2. Can be done.

そして、それぞれの外壁材M1,・・・の固有振動数を算出し、上述した判定基準により現在の支持状態を確認して、それらをデータベースとして保存する(ステップS5)。この際、外壁材M1の正確な座標は必ずしも必要ではなく、例えば建物Mの側面図に付された各外壁材M1の符号に関連付けて、算出された固有振動数のデータを記憶させればよい。また、この時点で要注意(領域III)以下の判定が出た場合は、措置工によって健全な支持状態に補修しておく。 Then, the natural frequencies of the respective outer wall materials M1, ... Are calculated, the current support state is confirmed by the above-mentioned determination criteria, and they are saved as a database (step S5). At this time, the exact coordinates of the outer wall material M1 are not always necessary, and for example, the calculated natural frequency data may be stored in association with the code of each outer wall material M1 attached to the side view of the building M. .. In addition, if the judgment below caution (Area III) is made at this point, repair it to a sound support state by measures.

図5に示した定期検査は、建物Mの利用状況などに応じて設定された期間ごとに行われる。この定期検査の際にも、上述した加振器2を使った強制振動試験を行うこともできるが、常時微動によって外壁材M1に発生する振動によっても検査を行うことができる(ステップS11)。 The periodic inspection shown in FIG. 5 is performed at intervals set according to the usage status of the building M and the like. At the time of this periodic inspection, the forced vibration test using the exciter 2 described above can be performed, but the inspection can also be performed by the vibration generated in the outer wall material M1 due to the constant fine movement (step S11).

常時微動による検査であれば、レーザドップラ振動計1を設置するだけで行えるので、通常の定期検査よりも頻繁に、若しくは日常的な検査として実施することも可能になる。そして、ステップS12では、すべての外壁材M1,・・・の測定結果からそれぞれの固有振動数を算出する。 Since the inspection by constant fine movement can be performed only by installing the laser Doppler vibrometer 1, it is possible to carry out the inspection more frequently than the normal periodic inspection or as a daily inspection. Then, in step S12, the natural frequencies of all the outer wall materials M1, ... Are calculated from the measurement results.

ステップS13では、算出された固有振動数を図4に示した判定基準と照合して、詳細検査が必要か否かを判断する。例えば、領域I又は領域IIと判定された場合は、直ちに措置を行う必要がないと判断して、固有振動数のデータベースの更新のみを行う(ステップS14)。これによって定期検査時の外壁材M1の支持状態を記録しておくことができる。要するに、外壁材M1の支持状態の経時変化を記録することができる。 In step S13, the calculated natural frequency is collated with the determination criteria shown in FIG. 4 to determine whether or not detailed inspection is necessary. For example, when it is determined to be region I or region II, it is determined that it is not necessary to take immediate measures, and only the database of natural frequencies is updated (step S14). This makes it possible to record the support state of the outer wall material M1 at the time of periodic inspection. In short, it is possible to record the change over time in the support state of the outer wall material M1.

他方、領域III又は領域IVと判定された場合は、ステップS15の詳細検査に移行する。詳細検査は、強制振動試験や足場を組んで直接、外壁材M1に接触して行われる検査になる。 On the other hand, if it is determined to be region III or region IV, the process proceeds to the detailed inspection in step S15. The detailed inspection is a forced vibration test or an inspection performed by directly contacting the outer wall material M1 with a scaffolding.

詳細検査によって措置を行う必要があるか否かを判断して、措置が必要ないと判断されれば、ステップS14に移行してデータベースの更新のみを行う。これに対して措置が必要と判断されれば、支持状態を健全な状態に補修する措置工を実施する(ステップS16)。 It is determined by a detailed inspection whether or not it is necessary to take measures, and if it is determined that no measures are necessary, the process proceeds to step S14 and only the database is updated. If it is determined that measures are necessary for this, measures are taken to repair the support state to a sound state (step S16).

次に、本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の付帯物支持状態の評価方法は、予め建物Mの表面に取り付けられた外壁材M1の複数の支持状態と、レーザドップラ振動計1による測定結果から求められる固有振動数との関係を示した判定基準を取得しておく。そして、測定対象となる外壁材M1が振動しているときにレーザドップラ振動計1によって測定された結果と判定基準とに基づいて、外壁材M1の支持状態を判定する。
Next, the operation of the method for evaluating the incidental support state of the present embodiment will be described.
The method of evaluating the incidental support state of the present embodiment configured in this way is obtained from the plurality of support states of the outer wall material M1 previously attached to the surface of the building M and the measurement result by the laser Doppler vibrometer 1. Obtain a criterion that shows the relationship with the natural frequency. Then, the support state of the outer wall material M1 is determined based on the result measured by the laser Doppler vibrometer 1 and the determination standard when the outer wall material M1 to be measured is vibrating.

このため、建物Mの表面に取り付けられた外壁材M1が常時微動や強制振動の付与によって振動していれば、その支持状態がいずれの状態にあるかを、遠隔からの測定だけで高い精度で評価することができる。 Therefore, if the outer wall material M1 attached to the surface of the building M is constantly vibrating due to tremor or forced vibration, it can be measured with high accuracy to determine which state the support state is. Can be evaluated.

そして、判定基準が予め作成されていれば、測定対象となる外壁材M1の振動は常時微動によって生じるものでもよいので、外壁材M1が高所にある場合であっても足場などを組み立てる必要がなく、簡単に定期検査などを実施することができる。 If the determination criteria are created in advance, the vibration of the outer wall material M1 to be measured may be generated by constant fine movement, so that it is necessary to assemble a scaffolding or the like even when the outer wall material M1 is in a high place. It is possible to easily carry out regular inspections.

一方、判定基準は、複数の支持状態の外壁材M1を加振器2によって振動させることで建物Mごとに作成することができる。建物Mごとに判定基準を作成することで、その建物Mに取り付けられた外壁材M1の材質や支持形態に適したより精度の高い評価を行うことができるようになる。 On the other hand, the determination standard can be created for each building M by vibrating a plurality of supported outer wall materials M1 by the exciter 2. By creating a determination standard for each building M, it becomes possible to perform more accurate evaluation suitable for the material and support form of the outer wall material M1 attached to the building M.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。 Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and design changes to the extent that the gist of the present invention is not deviated are described in the present invention. Included in the invention.

例えば前記実施の形態では、建物Mの外壁材M1を例に説明したが、これに限定されるものではなく、擁壁や橋脚の側面にパネルなどの付帯物が取り付けられている場合にも、本発明を適用することができる。 For example, in the above-described embodiment, the outer wall material M1 of the building M has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and even when an accessory such as a panel is attached to the side surface of the retaining wall or the pier. The present invention can be applied.

また、前記実施の形態では、レーザドップラ振動計1を非接触振動測定装置として使用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、遠隔から付帯物の表面に生じた振動を測定できる装置であればよい。 Further, in the above-described embodiment, the case where the laser Doppler vibrometer 1 is used as a non-contact vibration measuring device has been described, but the present invention is not limited to this, and vibration generated on the surface of an accessory can be measured remotely. It may be a device.

1 レーザドップラ振動計(非接触振動測定装置)
2 加振器
M 建物(構造物)
M1 外壁材(付帯物)
1 Laser Doppler vibrometer (non-contact vibration measuring device)
2 Exciter M Building (Structure)
M1 outer wall material (incidental)

Claims (5)

構造物の表面に取り付けられた付帯物の振動を離れた位置から非接触振動測定装置によって測定することで行われる付帯物支持状態の評価方法であって、
設定した劣化シナリオに基づいて用意された前記付帯物の前記構造物の本体に対する3種類以上の支持状態と、前記非接触振動測定装置による測定結果から求められる判別値との関係から、3つ以上の判定領域を有する判定基準を取得するステップと、
測定対象となる付帯物が振動しているときに前記非接触振動測定装置によって振動を測定するステップと、
前記非接触振動測定装置による測定結果から前記測定対象の判別値を求めるステップと、
前記測定対象の判別値と前記判定基準とから前記付帯物の支持状態を前記判定領域のいずれに属するかを判定するステップとを備えたことを特徴とする付帯物支持状態の評価方法。
It is a method of evaluating the supporting state of ancillary objects, which is performed by measuring the vibration of ancillary objects attached to the surface of a structure from a distant position with a non-contact vibration measuring device.
From the relationship between three or more types of support states of the accessory to the main body of the structure prepared based on the set deterioration scenario and the discriminant value obtained from the measurement result by the non-contact vibration measuring device, three or more. And the step of acquiring the judgment criteria having the judgment area of
The step of measuring the vibration by the non-contact vibration measuring device when the accessory to be measured is vibrating,
The step of obtaining the discriminant value of the measurement target from the measurement result by the non-contact vibration measuring device, and
A method for evaluating an accessory support state, which comprises a step of determining which of the determination areas the support state of the accessory belongs to from the determination value of the measurement target and the determination criterion.
前記判別値は、固有振動数又は卓越周波数であることを特徴とする請求項1に記載の付帯物支持状態の評価方法。 The method for evaluating an accessory supporting state according to claim 1, wherein the discriminant value is a natural frequency or a dominant frequency. 前記非接触振動測定装置は、レーザドップラ振動計であることを特徴とする請求項1又は2に記載の付帯物支持状態の評価方法。 The method for evaluating an accessory support state according to claim 1 or 2, wherein the non-contact vibration measuring device is a laser Doppler vibrometer. 前記測定対象となる付帯物の振動は、常時微動によるものであることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の付帯物支持状態の評価方法。 The method for evaluating an accessory support state according to any one of claims 1 to 3, wherein the vibration of the accessory to be measured is always due to fine movement. 前記判定基準は、前記構造物の複数の支持状態の付帯物を加振器によって振動させることで前記構造物ごとに作成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の付帯物支持状態の評価方法。 The determination standard is described in any one of claims 1 to 4, wherein the determination criteria are created for each of the structures by vibrating a plurality of supporting objects of the structure with a vibrating device. How to evaluate the support status of incidental objects.
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