JP7005411B2 - 倉庫荷物重量分布推定方法 - Google Patents
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Description
本発明は、倉庫建物内の床に載置された荷物の重量分布を推定する倉庫荷物重量分布推定方法に関する。
倉庫建物の柱で支持された床、例えば、柱間にデッキレートが取付けられて、デッキプレート上にコンクリートが打設されて構築された床上には、倉庫内に搬入された荷物が載置される。
従来、荷物を大量に保管する倉庫の使用状況を管理する倉庫の管理方法が知られている（特許文献１参照）。
従来、荷物を大量に保管する倉庫の使用状況を管理する倉庫の管理方法が知られている（特許文献１参照）。
倉庫建物の床は、設計上許容される積載重量が決まっており、積載重量を超えると、床や建物が崩壊したり、地震時の偏荷重によって、建物がねじれて変形したりする可能性がある。従って、倉庫建物内の床に載置された荷物の重量を管理することは重要である。
倉庫建物の各階の出入口で荷物の搬入搬出時に荷物の重量を計測することにより、倉庫内の各階別の残留荷物の重量管理は可能である。
しかしながら、倉庫建物の床に載置された荷物の重量分布がどのようになっているのかについてはわかりようがない。即ち、倉庫建物の床に載置された荷物の配置状態は見えるが、床に載置された荷物の重量分布は見えない。
従って、床に載置された荷物の重量分布は見えない状況において、床に載置された荷物の重量分布の偏りが大きくなっている場合、即ち、床に載置された荷物の重量分布が偏荷重状態となっているような場合、建物のねじれや変形が助長される可能性がある。
尚、特許文献１では、実際の荷物の配置状況に即した荷物の保管状況の管理を可能とした方法が開示されているが、倉庫建物の床に載置された荷物の重量分布がどのようになっているのかを知ることはできない。
本発明は、倉庫建物内の床に載置された荷物の重量分布を簡単に把握できるようにした倉庫荷物重量分布推定方法を提供するものである。
倉庫建物の各階の出入口で荷物の搬入搬出時に荷物の重量を計測することにより、倉庫内の各階別の残留荷物の重量管理は可能である。
しかしながら、倉庫建物の床に載置された荷物の重量分布がどのようになっているのかについてはわかりようがない。即ち、倉庫建物の床に載置された荷物の配置状態は見えるが、床に載置された荷物の重量分布は見えない。
従って、床に載置された荷物の重量分布は見えない状況において、床に載置された荷物の重量分布の偏りが大きくなっている場合、即ち、床に載置された荷物の重量分布が偏荷重状態となっているような場合、建物のねじれや変形が助長される可能性がある。
尚、特許文献１では、実際の荷物の配置状況に即した荷物の保管状況の管理を可能とした方法が開示されているが、倉庫建物の床に載置された荷物の重量分布がどのようになっているのかを知ることはできない。
本発明は、倉庫建物内の床に載置された荷物の重量分布を簡単に把握できるようにした倉庫荷物重量分布推定方法を提供するものである。
本発明に係る倉庫荷物重量分布推定方法は、倉庫建物の柱間に設けられて各柱で支持された床上に載置された荷物の重量分布を推定する方法であって、各柱にそれぞれ取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、この各柱の実測による軸力値に基づいて、床に載置された荷物の重量分布を推定する倉庫荷物重量分布推定方法において、倉庫建物内の複数の柱で囲まれた床を柱の本数以下の複数に分割した分割領域を想定し、各分割領域毎に単位荷重を加えた場合において各柱に加わる軸力を計算した計算に基づく軸力値を求めておくとともに、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱に取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、ある柱の実測による軸力値＝各分割領域に任意の係数（未知数）×単位重量を加えた場合においてある柱に加わる計算に基づく軸力値の総和という方程式を、柱の数だけ作った連立方程式を作り、当該連立方程式を解いて求めた各任意の係数の比を、床を分割した各分割領域に載置された荷物の重量比として、床に載置された荷物の重量分布を推定するので、倉庫建物内の床に載置された荷物の重量分布をより詳細にかつ簡単に把握できるようになる。
また、本発明に係る倉庫荷物重量分布推定方法は、倉庫建物の柱間に設けられて各柱で支持された床上に載置された荷物の重量分布を推定する方法であって、各柱にそれぞれ取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、この各柱の実測による軸力値に基づいて、床に載置された荷物の重量分布を推定する倉庫荷物重量分布推定方法において、床を複数の領域に分割した分割領域に荷重を加えた荷重パターン又は荷重パターンの組合せを複数種類想定して、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎に各柱に加わる軸力値を計算して求めることにより、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎の各柱に加わる軸力値を解析データとしてデータベースに保存しておき、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱に取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、この各柱の実測による軸力値とデータベースに保存された各解析データの軸力値とを比較して、各柱の実測による軸力値の組合せに最も一致度が高い軸力値の組合せを持つ荷重パターン又は荷重パターンの組合せを抽出し、この抽出された荷重パターン又は荷重パターンの組合せに基づく各分割領域の荷重パターンの重量比により、床に載置された荷物の重量分布を推定するので、倉庫建物内の床に載置された荷物の重量分布をより詳細にかつ簡単に把握できるようになる。
また、本発明に係る倉庫荷物重量分布推定方法は、倉庫建物の柱間に設けられて各柱で支持された床上に載置された荷物の重量分布を推定する方法であって、各柱にそれぞれ取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、この各柱の実測による軸力値に基づいて、床に載置された荷物の重量分布を推定する倉庫荷物重量分布推定方法において、床を複数の領域に分割した分割領域に荷重を加えた荷重パターン又は荷重パターンの組合せを複数種類想定して、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎に各柱に加わる軸力値を計算して求めることにより、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎の各柱に加わる軸力値を解析データとしてデータベースに保存しておき、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱に取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、この各柱の実測による軸力値とデータベースに保存された各解析データの軸力値とを比較して、各柱の実測による軸力値の組合せに最も一致度が高い軸力値の組合せを持つ荷重パターン又は荷重パターンの組合せを抽出し、この抽出された荷重パターン又は荷重パターンの組合せに基づく各分割領域の荷重パターンの重量比により、床に載置された荷物の重量分布を推定するので、倉庫建物内の床に載置された荷物の重量分布をより詳細にかつ簡単に把握できるようになる。
実施形態１
実施形態１に係る倉庫荷物重量分布推定方法は、例えば、図１に示すように、倉庫建物内の柱２間に設けられて各柱２，２…で支持された床３上に載置された荷物の重量分布を推定する方法である。
実施形態１に係る倉庫荷物重量分布推定方法は、例えば、図１に示すように、倉庫建物内の柱２間に設けられて各柱２，２…で支持された床３上に載置された荷物の重量分布を推定する方法である。
倉庫建物１は、例えば、図２のように、角形鋼管（図３（ａ）参照）等の鋼管やＨ形鋼（図３（ｂ）参照）等の形鋼等の鉄骨により構成された柱２，２…間に図外の梁が架け渡され、梁間に図外のデッキプレートが取付けられて、このデッキプレート上にコンクリートが打設されて床３が構築されている。
実施形態１に係る倉庫荷物重量分布推定方法では、倉庫建物１の建設時、あるいは、既存の倉庫建物１の床３に荷物を載置していない空荷状態の時に、各柱２，２…に歪計測手段としての歪ゲージ４を取付けて、倉庫建物１が空荷状態の時の各柱２，２…の歪を計測し、この歪計測値を初期値として保存しておく。
そして、倉庫建物１の運用後、床３に荷物が載置されている状態、即ち、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱２，２…にそれぞれ取付けられた歪ゲージ４，４…の出力値に基づいて各柱２，２…の実測による軸力値を求め、この各柱２，２…の実測による軸力値に基づいて、床３に載置された荷物の重量分布を推定する。
そして、倉庫建物１の運用後、床３に荷物が載置されている状態、即ち、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱２，２…にそれぞれ取付けられた歪ゲージ４，４…の出力値に基づいて各柱２，２…の実測による軸力値を求め、この各柱２，２…の実測による軸力値に基づいて、床３に載置された荷物の重量分布を推定する。
実施形態１に係る倉庫荷物重量分布推定方法を実現するための荷物重量分布推定装置は、図１に示すように、倉庫建物１の各柱２，２…に取付けられた歪計測手段としての歪ゲージ４と、歪ゲージ４で計測された各柱２，２…の歪計測値に基づいて各柱２，２…の実測による軸力値を算出するコンピュータ５とを備えた構成である。
各柱２，２…の実測による軸力値は、歪ゲージ４で計測された各柱２，２…の歪計測値に基づいて、例えば、以下の式（１）により算出することができる。
・柱の実測による軸力値（柱の軸力変化）＝（歪の平均値－歪の初期値）×柱（鋼材）の弾性係数（ヤング率）×柱の断面積…（１）
当該式（１）では、図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、柱２の高さ方向の中間付近（曲げモーメントが小さい位置）の水平断面の周囲に複数の歪ゲージ４を取付け、そして、曲げモーメントによる歪勾配を除去するため、水平断面の周囲に取付けられた複数の歪ゲージで検出された歪を平均した値を用いている。
・柱の実測による軸力値（柱の軸力変化）＝（歪の平均値－歪の初期値）×柱（鋼材）の弾性係数（ヤング率）×柱の断面積…（１）
当該式（１）では、図３（ａ），図３（ｂ）に示すように、柱２の高さ方向の中間付近（曲げモーメントが小さい位置）の水平断面の周囲に複数の歪ゲージ４を取付け、そして、曲げモーメントによる歪勾配を除去するため、水平断面の周囲に取付けられた複数の歪ゲージで検出された歪を平均した値を用いている。
歪ゲージ４は、例えば、上下階の床３，３間の各柱２，２…の中間位置に設ける。
例えば、三階建ての倉庫建物の場合、１階の床３と２階の床３との間の各柱２，２…の上下間の中間位置に歪ゲージ４を設けるとともに、２階の床３と３階の床３との間の各柱２，２…の上下間の中間位置に歪ゲージ４を設け、さらに、３階の床３と屋根天井との間の各柱２，２…の上下間の中間位置に歪ゲージ４を設ける。
角形鋼管を柱２として使用している場合においては、上下階の床３，３間の各柱２，２…の中間位置において、例えば図３（ａ）に示すように、角形鋼管の４つの側面に柱２の周方向に沿って所定間隔を隔ててそれぞれ２つずつ取付ける。また、Ｈ形鋼を柱２として使用している場合においては、上下階の床３，３間の各柱２，２…の中間位置において、例えば図３（ｂ）に示すように、各フランジの外面に柱２の周方向に沿って所定間隔を隔ててそれぞれ２つずつ取付けるとともに、ウェブの面には柱２の断面に沿った方向に所定間隔を隔てて２つ取付ける。
例えば、三階建ての倉庫建物の場合、１階の床３と２階の床３との間の各柱２，２…の上下間の中間位置に歪ゲージ４を設けるとともに、２階の床３と３階の床３との間の各柱２，２…の上下間の中間位置に歪ゲージ４を設け、さらに、３階の床３と屋根天井との間の各柱２，２…の上下間の中間位置に歪ゲージ４を設ける。
角形鋼管を柱２として使用している場合においては、上下階の床３，３間の各柱２，２…の中間位置において、例えば図３（ａ）に示すように、角形鋼管の４つの側面に柱２の周方向に沿って所定間隔を隔ててそれぞれ２つずつ取付ける。また、Ｈ形鋼を柱２として使用している場合においては、上下階の床３，３間の各柱２，２…の中間位置において、例えば図３（ｂ）に示すように、各フランジの外面に柱２の周方向に沿って所定間隔を隔ててそれぞれ２つずつ取付けるとともに、ウェブの面には柱２の断面に沿った方向に所定間隔を隔てて２つ取付ける。
ここで、下階の軸力値Ｎ１は、上階の軸力値Ｎ２に上階の荷重Ｗによる軸力の増分を加えたもの、即ち、Ｎ１＝Ｎ２＋Ｗとなる。よって、上階の荷重Ｗは、下階の軸力値Ｎ１から上階の軸力値Ｎ２を引いたもの、即ち、Ｗ＝Ｎ１－Ｎ２となる。
従って、例えば、図４に示すように、２階の床３が４本の柱２，２…で囲まれている場合を考えた場合、２階の床３に載置された荷物の重量分布を、４本の柱２，２…の実測による軸力値から推定できるようになる。
例えば、４本の柱２，２…の実測による軸力値にあまり差がなければ、４本の柱２，２…で囲まれた２階の床３上にほぼ均等に荷物が載置されている状態であると推定できるようになる。
また、４本の柱２，２…のうちの１つの柱２の実測による軸力値が大きければ、その１つの柱に近い床３上に荷物の重量が偏っていると推定できるようになる。
また、互いに隣り合う一方の一対の柱２，２の実測による軸力値にあまり差がなく、かつ、互いに隣り合う他方の一対の柱２，２の実測による軸力値が、互いに隣り合う他方の一対の柱２，２の実測による軸力値も極端に小さければ、互いに隣り合う一方の一対の柱２，２の間のほぼ中間位置の床３上に荷物の重量が偏っていると推定できる。
このように、４本の柱２，２に取付けられた歪ゲージ４で計測された各柱２，２…の歪計測値に基づいて算出される各柱２，２…の実測による軸力値から、上階の床３に載置された荷物の重量分布を、推定できるようになる。
例えば、４本の柱２，２…の実測による軸力値にあまり差がなければ、４本の柱２，２…で囲まれた２階の床３上にほぼ均等に荷物が載置されている状態であると推定できるようになる。
また、４本の柱２，２…のうちの１つの柱２の実測による軸力値が大きければ、その１つの柱に近い床３上に荷物の重量が偏っていると推定できるようになる。
また、互いに隣り合う一方の一対の柱２，２の実測による軸力値にあまり差がなく、かつ、互いに隣り合う他方の一対の柱２，２の実測による軸力値が、互いに隣り合う他方の一対の柱２，２の実測による軸力値も極端に小さければ、互いに隣り合う一方の一対の柱２，２の間のほぼ中間位置の床３上に荷物の重量が偏っていると推定できる。
このように、４本の柱２，２に取付けられた歪ゲージ４で計測された各柱２，２…の歪計測値に基づいて算出される各柱２，２…の実測による軸力値から、上階の床３に載置された荷物の重量分布を、推定できるようになる。
実施形態１に係る倉庫荷物重量分布推定方法によれば、柱２，２に取付けられた歪ゲージ４で計測された各柱２，２…の歪計測値に基づいて算出される各柱２，２…の実測による軸力値に基づいて、倉庫建物１内の床３に載置された荷物の重量分布を簡単に把握できるようになる。
即ち、実施形態１に係る倉庫荷物重量分布推定方法によれば、倉庫建物１内の床３に載置された荷物の重量分布という見えない情報を瞬時に把握（可視化）できるようになる。
倉庫建物１内の床３に載置された荷物の重量分布を瞬時に把握できるようになれば、例えば、倉庫管理者は、設計上許容される積載重量を超えて床３に荷物が載置されていないか、床３に載置された荷物の重量部分が偏っていないかを確認でき、倉庫を貸与したテナントへの指導等を適切に行うことで、積載重量オーバーや、重量分布の偏りを是正できるようになり、倉庫建物１の床３や柱２に加わる負担を軽減できて、倉庫建物１のねじれや変形を抑制できるようになる。尚、設計上許容される積載重量を超えているか否かは、各柱２，２…の実測による軸力値から分かる。
即ち、実施形態１に係る倉庫荷物重量分布推定方法によれば、倉庫建物１内の床３に載置された荷物の重量分布という見えない情報を瞬時に把握（可視化）できるようになる。
倉庫建物１内の床３に載置された荷物の重量分布を瞬時に把握できるようになれば、例えば、倉庫管理者は、設計上許容される積載重量を超えて床３に荷物が載置されていないか、床３に載置された荷物の重量部分が偏っていないかを確認でき、倉庫を貸与したテナントへの指導等を適切に行うことで、積載重量オーバーや、重量分布の偏りを是正できるようになり、倉庫建物１の床３や柱２に加わる負担を軽減できて、倉庫建物１のねじれや変形を抑制できるようになる。尚、設計上許容される積載重量を超えているか否かは、各柱２，２…の実測による軸力値から分かる。
実施形態２
実施形態２に係る倉庫荷物重量分布推定方法では、倉庫建物１内の複数の柱２，２…で囲まれた床３を柱２の本数以下の複数に分割した分割領域を想定し、各分割領域毎に単位荷重Ｗ０／ｍ２を加えた場合において各柱２，２…に加わる軸力値をコンピュータ５で計算しておく。尚、単位荷重Ｗ０／ｍ２は、分かりやすい数値、例えば、１ｋＮ／ｍ２としておけばよい。
例えば、図５（ａ）に示すように、４本の柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２で囲まれた床３を４つのゾーン（分割領域）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに４分割し、図５（ｂ）～図５（ｅ）に示すように、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ毎に単位荷重を加えた場合において各柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２に加わる軸力値Ｎ１１Ａ，Ｎ１２Ａ，Ｎ２１Ａ，Ｎ２２Ａ、Ｎ１１Ｂ，Ｎ１２Ｂ，Ｎ２１Ｂ，Ｎ２２Ｂ、Ｎ１１Ｃ，Ｎ１２Ｃ，Ｎ２１Ｃ，Ｎ２２Ｃ、Ｎ１１Ｄ，Ｎ１２Ｄ，Ｎ２１Ｄ，Ｎ２２Ｄをコンピュータ５により計算しておく。
そして、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに加わる荷重を未知数として、例えば図５（ｆ）に示すように、ゾーンＡに単位荷重のＸ１倍、ゾーンＢに単位荷重のＸ２倍、ゾーンＣに単位荷重のＸ３倍、ゾーンＤに単位荷重のＸ４倍の荷重が加わっていると仮定して、以下の連立方程式を作り、この連立方程式を解いて、未知数Ｘ１、未知数Ｘ２、未知数Ｘ３、未知数Ｘ４を求める。
Ｎ１１Ｘ＝Ｘ１×Ｎ１１Ａ＋Ｘ２×Ｎ１１Ｂ＋Ｘ３×Ｎ１１Ｃ＋Ｘ４×Ｎ１１Ｄ
Ｎ１２Ｘ＝Ｘ１×Ｎ１２Ａ＋Ｘ２×Ｎ１２Ｂ＋Ｘ３×Ｎ１２Ｃ＋Ｘ４×Ｎ１２Ｄ
Ｎ２１Ｘ＝Ｘ１×Ｎ２１Ａ＋Ｘ２×Ｎ２１Ｂ＋Ｘ３×Ｎ２１Ｃ＋Ｘ４×Ｎ２１Ｄ
Ｎ２２Ｘ＝Ｘ１×Ｎ２２Ａ＋Ｘ２×Ｎ２２Ｂ＋Ｘ３×Ｎ２２Ｃ＋Ｘ４×Ｎ２２Ｄ
尚、柱Ｃ１１の軸力値Ｎ１１Ｘ、柱Ｃ１２の軸力値Ｎ１２Ｘ、柱Ｃ２１の軸力値Ｎ２１Ｘ、柱Ｃ２２の軸力値Ｎ２２Ｘは、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２に取付けられた歪ゲージ４で計測された歪計測値に基づいて算出された実測による軸力値である。
したがって、上記連立方程式を解いて、未知数Ｘ１、未知数Ｘ２、未知数Ｘ３、未知数Ｘ４を求めることにより、この求めた未知数Ｘ１、未知数Ｘ２、未知数Ｘ３、未知数Ｘ４の各数値の比が、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける実際の荷重分布であると推定する。
実施形態２に係る倉庫荷物重量分布推定方法では、倉庫建物１内の複数の柱２，２…で囲まれた床３を柱２の本数以下の複数に分割した分割領域を想定し、各分割領域毎に単位荷重Ｗ０／ｍ２を加えた場合において各柱２，２…に加わる軸力値をコンピュータ５で計算しておく。尚、単位荷重Ｗ０／ｍ２は、分かりやすい数値、例えば、１ｋＮ／ｍ２としておけばよい。
例えば、図５（ａ）に示すように、４本の柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２で囲まれた床３を４つのゾーン（分割領域）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄに４分割し、図５（ｂ）～図５（ｅ）に示すように、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ毎に単位荷重を加えた場合において各柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２に加わる軸力値Ｎ１１Ａ，Ｎ１２Ａ，Ｎ２１Ａ，Ｎ２２Ａ、Ｎ１１Ｂ，Ｎ１２Ｂ，Ｎ２１Ｂ，Ｎ２２Ｂ、Ｎ１１Ｃ，Ｎ１２Ｃ，Ｎ２１Ｃ，Ｎ２２Ｃ、Ｎ１１Ｄ，Ｎ１２Ｄ，Ｎ２１Ｄ，Ｎ２２Ｄをコンピュータ５により計算しておく。
そして、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに加わる荷重を未知数として、例えば図５（ｆ）に示すように、ゾーンＡに単位荷重のＸ１倍、ゾーンＢに単位荷重のＸ２倍、ゾーンＣに単位荷重のＸ３倍、ゾーンＤに単位荷重のＸ４倍の荷重が加わっていると仮定して、以下の連立方程式を作り、この連立方程式を解いて、未知数Ｘ１、未知数Ｘ２、未知数Ｘ３、未知数Ｘ４を求める。
Ｎ１１Ｘ＝Ｘ１×Ｎ１１Ａ＋Ｘ２×Ｎ１１Ｂ＋Ｘ３×Ｎ１１Ｃ＋Ｘ４×Ｎ１１Ｄ
Ｎ１２Ｘ＝Ｘ１×Ｎ１２Ａ＋Ｘ２×Ｎ１２Ｂ＋Ｘ３×Ｎ１２Ｃ＋Ｘ４×Ｎ１２Ｄ
Ｎ２１Ｘ＝Ｘ１×Ｎ２１Ａ＋Ｘ２×Ｎ２１Ｂ＋Ｘ３×Ｎ２１Ｃ＋Ｘ４×Ｎ２１Ｄ
Ｎ２２Ｘ＝Ｘ１×Ｎ２２Ａ＋Ｘ２×Ｎ２２Ｂ＋Ｘ３×Ｎ２２Ｃ＋Ｘ４×Ｎ２２Ｄ
尚、柱Ｃ１１の軸力値Ｎ１１Ｘ、柱Ｃ１２の軸力値Ｎ１２Ｘ、柱Ｃ２１の軸力値Ｎ２１Ｘ、柱Ｃ２２の軸力値Ｎ２２Ｘは、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２に取付けられた歪ゲージ４で計測された歪計測値に基づいて算出された実測による軸力値である。
したがって、上記連立方程式を解いて、未知数Ｘ１、未知数Ｘ２、未知数Ｘ３、未知数Ｘ４を求めることにより、この求めた未知数Ｘ１、未知数Ｘ２、未知数Ｘ３、未知数Ｘ４の各数値の比が、各ゾーンＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄにおける実際の荷重分布であると推定する。
実施形態２に係る倉庫荷物重量分布推定方法によれば、倉庫建物１内の複数の柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２で囲まれた床３を柱の本数以下の複数に分割した分割領域（ゾーン）Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを想定し、各分割領域毎に単位荷重Ｗ０／ｍ２を加えた場合において各柱に加わる軸力を計算した計算に基づく軸力値を求めておくとともに、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２に取付けられた歪検出手段としての歪ゲージ４の歪計測値に基づいて各柱Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ２１，Ｃ２２の実測による軸力値を求め、ある柱の実測による軸力値＝各分割領域に任意の係数（未知数）×単位重量を加えた場合においてある柱に加わる計算に基づく軸力値の総和という方程式を、柱の数だけ作った連立方程式を作り、当該連立方程式を解いて求めた各任意の係数の比（求めた未知数Ｘ１、未知数Ｘ２、未知数Ｘ３、未知数Ｘ４の比）を、床３を分割した各分割領域に載置された荷物の重量比として、床３に載置された荷物の重量分布を推定するので、倉庫建物１内の床３に載置された荷物の重量分布をより詳細にかつ簡単に把握できるようになる。
実施形態３
実施形態３に係る倉庫荷物重量分布推定方法では、床３を複数の領域に分割した分割領域に荷重を加えた荷重パターン又は荷重パターンの組合せを複数種類想定して、倉庫建物１の構造設計時、あるいは、既存の倉庫建物１の構造計算書に基づいて、荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎の各柱２，２…の軸力値を解析して、荷重パターン又は荷重パターンの組合せと各柱２，２…の軸力値とを対応付けた解析データ（図８参照）をデータベース６に保存しておく。
尚、荷重パターンとは、ある分割領域にある荷重が加えられた状態を言う。
実施形態３に係る倉庫荷物重量分布推定方法では、床３を複数の領域に分割した分割領域に荷重を加えた荷重パターン又は荷重パターンの組合せを複数種類想定して、倉庫建物１の構造設計時、あるいは、既存の倉庫建物１の構造計算書に基づいて、荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎の各柱２，２…の軸力値を解析して、荷重パターン又は荷重パターンの組合せと各柱２，２…の軸力値とを対応付けた解析データ（図８参照）をデータベース６に保存しておく。
尚、荷重パターンとは、ある分割領域にある荷重が加えられた状態を言う。
実施形態３に係る倉庫荷物重量分布推定方法を実現するための荷物重量分布推定装置は、図１に示すように、コンピュータ５と、倉庫建物１の各柱２，２…に取付けられた歪計測手段としての歪ゲージ４と、解析データを保存したデータベース６とを備えた構成である。
実施形態３に係る倉庫荷物重量分布推定方法においては、倉庫建物１の運用後、倉庫建物１の床３に荷物が載置されている状態、即ち、倉庫荷物重量分布推定時において、コンピュータ５が、歪ゲージ４で計測された各柱２，２…の歪計測値を入力し、当該歪計測値に基づいて各柱２，２…の実測による軸力値を算出する。
そして、コンピュータ５は、各柱２，２…の実測による軸力値と、データベース６に保存された各解析データの軸力値とを比較し、柱２，２…の実測による軸力値の組合せに最も近い軸力値の組合せを持つ解析データの荷重パターン又は荷重パターンの組合せを、実際に床３に荷物が載置されている状態での荷物重量分布であると推定する。
即ち、コンピュータ５は、柱２，２…の実測による軸力値を、データベース６に保存された各解析データの軸力値と照合（データマッチング）し、柱２，２…の実測による軸力値の組合わせに最も近い軸力値の組合せを持つ解析データの荷重パターン又は荷重パターンの組合せを抽出し、抽出された荷重パターン又は荷重パターンの組合せに基づく各分割領域の荷重パターンの重量比により、床３に載置された荷物の重量分布を推定する。
そして、コンピュータ５は、各柱２，２…の実測による軸力値と、データベース６に保存された各解析データの軸力値とを比較し、柱２，２…の実測による軸力値の組合せに最も近い軸力値の組合せを持つ解析データの荷重パターン又は荷重パターンの組合せを、実際に床３に荷物が載置されている状態での荷物重量分布であると推定する。
即ち、コンピュータ５は、柱２，２…の実測による軸力値を、データベース６に保存された各解析データの軸力値と照合（データマッチング）し、柱２，２…の実測による軸力値の組合わせに最も近い軸力値の組合せを持つ解析データの荷重パターン又は荷重パターンの組合せを抽出し、抽出された荷重パターン又は荷重パターンの組合せに基づく各分割領域の荷重パターンの重量比により、床３に載置された荷物の重量分布を推定する。
データベース６に保存される解析データについて、具体的に説明する。
解析データは、図８に示すように、倉庫建物１の床３を複数に分割した分割領域３１（Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ）を想定し、分割領域３１に荷重を加えた場合に、各柱２（ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃ）…の軸力値がどのように影響するかを解析したデータである。
例えば、図７に示すように、床３を１６等分した各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐを想定し、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に、単位荷重Ｗ０／ｍ２を加えた場合の各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析する。即ち、基本となる１６の荷重パターンに対して各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した１６の解析データ、例えば、図８に示すような、解析データ１，２，３，４，５，６…が得られる。尚、単位荷重Ｗ０／ｍ２は、実施形態２と同様に、分かりやすい数値、例えば、１ｋＮ／ｍ２としておけばよい。
さらに、例えば、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に、単位荷重の１／１０、単位荷重の２／１０、単位荷重の３／１０、単位荷重の４／１０、単位荷重の５／１０、単位荷重の６／１０、単位荷重の７／１０、単位荷重の８／１０、単位荷重の９／１０の荷重を加えた場合において、各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データを作成する。
以上で、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に、１０の荷重パターンに対する各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データ、即ち、１６×１０＝１６０の解析データが得られる。
さらに、例えば、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に異なる荷重を加えた荷重パターンの組合わせ、例えば、分割領域Ａに単位荷重、分割領域Ｂに単位荷重の５／１０、分割領域Ｃに単位荷重の７／１０、…分割領域Ｏに単位荷重の４／１０、分割領域Ｐに単位荷重の３／１０を加えた場合において、各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データを作成する。
さらに、例えば、いくつかの分割領域に同じ荷重を加えた荷重パターンの組合せや、１つ以上の分割領域に荷重を加えない荷重パターンの組合せ等、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐに様々な組合せの荷重を加えた荷重パターンの組合せを想定し、各荷重パターンの組合せに対して各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データを作成する。
そして、これら作成した解析データ、即ち、荷重パターンの組合せと各荷重パターンの組合せに対して解析された各柱に加わる軸力値とが対応付けされたデータをマッチングデータとしてデータベース６に保存しておく。
即ち、データベース６には、図８に示すように、荷重パターンと各荷重パターンに対して解析された各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値とが対応付けされた解析データや、荷重パターンの組合せと各荷重パターンの組合せに対して解析された各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値とが対応付けされた解析データが保存されている。
解析データは、図８に示すように、倉庫建物１の床３を複数に分割した分割領域３１（Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ）を想定し、分割領域３１に荷重を加えた場合に、各柱２（ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃ）…の軸力値がどのように影響するかを解析したデータである。
例えば、図７に示すように、床３を１６等分した各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐを想定し、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に、単位荷重Ｗ０／ｍ２を加えた場合の各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析する。即ち、基本となる１６の荷重パターンに対して各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した１６の解析データ、例えば、図８に示すような、解析データ１，２，３，４，５，６…が得られる。尚、単位荷重Ｗ０／ｍ２は、実施形態２と同様に、分かりやすい数値、例えば、１ｋＮ／ｍ２としておけばよい。
さらに、例えば、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に、単位荷重の１／１０、単位荷重の２／１０、単位荷重の３／１０、単位荷重の４／１０、単位荷重の５／１０、単位荷重の６／１０、単位荷重の７／１０、単位荷重の８／１０、単位荷重の９／１０の荷重を加えた場合において、各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データを作成する。
以上で、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に、１０の荷重パターンに対する各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データ、即ち、１６×１０＝１６０の解析データが得られる。
さらに、例えば、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐ毎に異なる荷重を加えた荷重パターンの組合わせ、例えば、分割領域Ａに単位荷重、分割領域Ｂに単位荷重の５／１０、分割領域Ｃに単位荷重の７／１０、…分割領域Ｏに単位荷重の４／１０、分割領域Ｐに単位荷重の３／１０を加えた場合において、各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データを作成する。
さらに、例えば、いくつかの分割領域に同じ荷重を加えた荷重パターンの組合せや、１つ以上の分割領域に荷重を加えない荷重パターンの組合せ等、各分割領域Ａ，Ｂ，Ｃ…Ｐに様々な組合せの荷重を加えた荷重パターンの組合せを想定し、各荷重パターンの組合せに対して各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値を解析した解析データを作成する。
そして、これら作成した解析データ、即ち、荷重パターンの組合せと各荷重パターンの組合せに対して解析された各柱に加わる軸力値とが対応付けされたデータをマッチングデータとしてデータベース６に保存しておく。
即ち、データベース６には、図８に示すように、荷重パターンと各荷重パターンに対して解析された各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値とが対応付けされた解析データや、荷重パターンの組合せと各荷重パターンの組合せに対して解析された各柱ａａ，ａｂ，ａｃ，ｂａ，ｂｂ，ｂｃ，ｃａ，ｃｂ，ｃｃに加わる軸力値とが対応付けされた解析データが保存されている。
そして、コンピュータ５は、図９に示すような、歪ゲージ４で計測された各柱２，２…の歪計測値に基づいて算出された実測データ１である各柱ａａ，ａｂ，…の実測による軸力値Ｎ１Ｅ，Ｎ２Ｅ…と対応する荷重パターン又は荷重パターンの組合せＸを推定する際に、実測データ１である各柱ａａ，ａｂ，…の実測による軸力値Ｎ１Ｅ，Ｎ２Ｅ…とデータベース６に保存された各解析データの軸力値とを比較する。そして、実測データ１である各柱ａａ，ａｂ，…の実測による軸力値Ｎ１Ｅ，Ｎ２Ｅ…の組合せと最も一致度が高い軸力値の組合せと対応付けられた解析データの荷重パターン又は荷重パターンの組合せを抽出する。即ち、データマッチングを行う。そして、このデータマッチングにより抽出した解析データの荷重パターン又は荷重パターンの組合せＸに基づく各分割領域の荷重パターンの重量比により、床３に載置された荷物の重量分布を推定する。
従って、解析データは、各分割領域３１，３１…に対する荷重パターンの組合せの想定数を多くすればするほど、倉庫建物運用時の荷物重量分布推定の精度を上げることができる。
実施形態３に係る倉庫荷物重量分布推定方法によれば、床３を複数の領域に分割した分割領域に荷重を加えた荷重パターン又は荷重パターンの組合せを複数種類想定して、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎に各支柱に加わる軸力値を計算して求めることにより、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎の各支柱に加わる軸力値を解析データとしてデータベース６に保存しておき、倉庫荷物重量分布推定時において、各柱ａａ，ａｂ，…に取付けられた歪検出手段としての歪ゲージ４の歪計測値に基づいて各柱ａａ，ａｂ，…の実測による軸力値を求め、この各柱ａａ，ａｂ，…の実測による軸力値とデータベース６に保存された各解析データの軸力値とを比較して、各柱ａａ，ａｂ，…の実測による軸力値の組合せに最も一致度が高い軸力値の組合せを持つ荷重パターン又は荷重パターンの組合せを抽出し、この抽出された荷重パターン又は荷重パターンの組合せに基づく各分割領域の荷重パターンの重量比により、床３に載置された荷物の重量分布を推定するので、倉庫建物１内の床３に載置された荷物の重量分布をより詳細にかつ簡単に把握できるようになる。
尚、図３（ｂ）に示すＨ形鋼のように、水平断面における中央位置付近に歪ゲージ４を取付けることが可能な柱２であれば、図３（ｂ）に想像線（２点鎖線）で示すように、中央位置付近にだけ歪ゲージ４を取付けるようにしてもよい。
また、歪検出手段としては、ＦＢＧ（Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇｓ（ファイバ・ブラッグ・グレーティング)）センサーを用いてもよい。
即ち、柱２に１本のＦＢＧセンサーを、例えば、図３（ａ）に示す角形鋼管の４つの外面のそれぞれに、柱２の延長方向に延長するように取付けて、柱２の歪を検出するようにしてもよい。
即ち、柱２に１本のＦＢＧセンサーを、例えば、図３（ａ）に示す角形鋼管の４つの外面のそれぞれに、柱２の延長方向に延長するように取付けて、柱２の歪を検出するようにしてもよい。
また、各実施形態１乃至３では、鉄骨製の柱２を有した倉庫建物１を例示したが、本発明は、コンクリート製の柱を有した倉庫建物、木製の柱を有した倉庫建物にも適用可能である。
１ 倉庫建物、２ 柱、３ 床、４ 歪ゲージ（歪検出手段）、６ データベース。
Claims (2)
- 倉庫建物の柱間に設けられて各柱で支持された床上に載置された荷物の重量分布を推定する方法であって、
各柱にそれぞれ取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、この各柱の実測による軸力値に基づいて、床に載置された荷物の重量分布を推定する倉庫荷物重量分布推定方法において、
倉庫建物内の複数の柱で囲まれた床を柱の本数以下の複数に分割した分割領域を想定し、各分割領域毎に単位荷重を加えた場合において各柱に加わる軸力を計算した計算に基づく軸力値を求めておくとともに、
倉庫荷物重量分布推定時において、各柱に取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、
ある柱の実測による軸力値＝各分割領域に任意の係数（未知数）×単位重量を加えた場合においてある柱に加わる計算に基づく軸力値の総和という方程式を、柱の数だけ作った連立方程式を作り、当該連立方程式を解いて求めた各任意の係数の比を、床を分割した各分割領域に載置された荷物の重量比として、床に載置された荷物の重量分布を推定することを特徴とする倉庫荷物重量分布推定方法。 - 倉庫建物の柱間に設けられて各柱で支持された床上に載置された荷物の重量分布を推定する方法であって、
各柱にそれぞれ取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、この各柱の実測による軸力値に基づいて、床に載置された荷物の重量分布を推定する倉庫荷物重量分布推定方法において、
床を複数の領域に分割した分割領域に荷重を加えた荷重パターン又は荷重パターンの組合せを複数種類想定して、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎に各柱に加わる軸力値を計算して求めることにより、各荷重パターン又は荷重パターンの組合せ毎の各柱に加わる軸力値を解析データとしてデータベースに保存しておき、
倉庫荷物重量分布推定時において、各柱に取付けられた歪検出手段の出力値に基づいて各柱の実測による軸力値を求め、
この各柱の実測による軸力値とデータベースに保存された各解析データの軸力値とを比較して、各柱の実測による軸力値の組合せに最も一致度が高い軸力値の組合せを持つ荷重パターン又は荷重パターンの組合せを抽出し、この抽出された荷重パターン又は荷重パターンの組合せに基づく各分割領域の荷重パターンの重量比により、床に載置された荷物の重量分布を推定することを特徴とする倉庫荷物重量分布推定方法。
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|---|---|---|---|
| JP2018065921A JP7005411B2 (ja) | 2018-03-29 | 2018-03-29 | 倉庫荷物重量分布推定方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009278319A (ja) | 2008-05-14 | 2009-11-26 | Keiichi Nonogaki | 静電容量型近接センサ |
| JP2016019588A (ja) | 2014-07-14 | 2016-02-04 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 生体信号検出装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH08278336A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-10-22 | Murata Mfg Co Ltd | 静電センサ装置 |
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- 2018-03-29 JP JP2018065921A patent/JP7005411B2/ja active Active
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