JP7019498B2 - Eaves impact test method - Google Patents
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Description
本発明は、庇の衝撃試験方法に関する。より詳しくは、落雪等の落下物が衝突した場合における住宅等の庇の耐衝撃性を測定する衝撃試験方法に関する。 The present invention relates to an impact test method for eaves. More specifically, the present invention relates to an impact test method for measuring the impact resistance of eaves of a house or the like when a falling object such as falling snow collides.
従来から、建築物に関する衝撃試験として、組み立てられた建築物自体、又は使用に準じた状態に取り付けた試験対象(外壁、屋根、庇及び床材等)に対して試験が行われている。試験対象に衝突させて衝撃を付与する衝撃付与体としては、鋼球や砂袋(サンドバッグ)が多く使用されている。耐衝撃性は、それらの衝突により機能の低下や外観の変化(変形、損傷等)が試験対象に生じたか否かによって評価されている(非特許文献1)。 Conventionally, as an impact test on a building, a test has been conducted on the assembled building itself or a test object (outer wall, roof, eaves, flooring, etc.) attached in a state suitable for use. Steel balls and sandbags are often used as impact-imparting bodies that collide with the test object to give an impact. The impact resistance is evaluated based on whether or not a deterioration in function or a change in appearance (deformation, damage, etc.) occurs in the test object due to the collision (Non-Patent Document 1).
従来の住宅等の庇の衝撃試験方法について、図3に基づき説明する。図3は、試験対象の庇12を通常の使用に準じた状態として壁11に取り付けた試験サンプル10の概略図である。試験サンプル10において、庇12は、壁11から突き出す形で片流れ状で壁11に設けられている。
A conventional impact test method for eaves of a house or the like will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic view of a
図3に示されるように、重り13にロープ14をつなげ、ロープ14を吊り上げることで、重り13を庇12の上方における所定の高さh1に位置させる(吊り状態)。その後、吊り上げたロープ14を解放することで、重り13の吊り状態を解除して重り13を図中矢印のように落下させる。そうして、その直下の位置に設置しておいた庇12に重り13を衝突させて、衝突後における庇12の状態の検証等を行なう。
As shown in FIG. 3, the
なお、重り13としては、革製の袋に砂が充填されたものが多く用いられている。図3において、重り13は吊り下げられているため、重力により扇状に下方に拡がった状態となっている。その扇状となった重り13の上部は、砂の充填されていない空隙Sとなる。
As the
このような重り13の自由落下による衝撃試験では、空隙Sの存在により落下時に砂が袋内で移動してしまい、衝突時の重り13の形状やその変化にばらつきが生じる。これにより庇12への衝撃(衝撃力)にばらつきが生じやすい。そのため、庇12の耐衝撃性を判断するために多数回の試験を行う必要があった。
In such an impact test by free fall of the
庇等の建築物に関する衝撃試験は、建築物自体又は使用に準じた状態に取り付けた試験対象に対して行われるため、衝撃試験の試行回数が多いとコスト及び手間がかかるという問題がある。 Since the impact test on a building such as an eave is performed on the building itself or a test object attached in a state similar to the use, there is a problem that it takes cost and labor if the number of trials of the impact test is large.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、住宅等の庇を試験対象とする衝撃試験の試行回数を低減することができる衝撃試験方法を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an impact test method capable of reducing the number of trials of an impact test for eaves of a house or the like.
前記課題を解決すべく、第1の発明の庇の衝撃試験方法は、
衝撃付与体を庇から所定の高さに配置した状態から落下させて、前記衝撃付与体を前記庇に衝突させることにより、前記庇の耐衝撃性を評価する庇の衝撃試験方法であって、
前記衝撃付与体は、密度1,500kg/m3に調整された砂が充填された袋であり、前記袋の内面と砂との間に空隙が生じないようにして前記袋の開口部が閉じられており、
前記袋は、ポリエチレンであり、
前記衝撃付与体にはロープの一端が取り付けられており、
前記衝撃付与体を落下可能な状態で吊るすための定滑車と、
前記衝撃付与体を前記所定の高さの位置で保持し、その保持を解除することが可能な保持部と、
が備えられ、
前記定滑車に前記ロープを掛けて、前記ロープの他端を前記保持部に保持させることにより、前記衝撃付与体を前記所定の高さで吊り状態とする吊り工程と、
前記保持部による前記ロープの他端の保持を解除して、前記衝撃付与体の前記吊り状態を解除することにより、前記衝撃付与体を前記庇に向けて落下させる落下工程と、
を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the impact test method of the eaves of the first invention is
An impact test method for eaves to evaluate the impact resistance of the eaves by dropping the impact-imparting body from the eaves at a predetermined height and causing the impact-imparting body to collide with the eaves.
The impact-imparting body is a bag filled with sand adjusted to a density of 1,500 kg / m 3 , and the opening of the bag is closed so that no gap is formed between the inner surface of the bag and the sand. Has been
The bag is polyethylene
One end of the rope is attached to the impact-imparting body,
A fixed pulley for suspending the impact-imparting body in a fallable state,
A holding portion capable of holding the impact-imparting body at a predetermined height position and releasing the holding thereof,
Is provided,
A suspension step of suspending the impact-imparting body at a predetermined height by hanging the rope on the fixed pulley and holding the other end of the rope in the holding portion.
A drop step of dropping the impact-imparting body toward the eaves by releasing the holding of the other end of the rope by the holding portion and releasing the suspension state of the impact-imparting body.
It is characterized by having.
第1の発明によれば、衝撃付与体は、ポリエチレンの袋に密度1,500kg/m3の砂が充填されたものとされる。そして、当該衝撃付与体は、砂を充填された後に、その開口部が袋内に空隙が生じないように閉じられている。ポリエチレンの袋は柔軟性に優れているため、袋の形状を充填された砂の形に沿わせることができ、空隙が生じないように封をしやすい。そして、このような衝撃付与体は、袋内に砂の充填されていない空隙がほぼないため、吊り状態から落下させても袋内での砂の移動が生じにくく、落下時や衝突時に衝撃付与体の形状が変化しにくいし、形状の変化のばらつきも少なくなる。これにより衝撃(衝撃力)のばらつきが抑制されうる。 According to the first invention, the impact-imparting body is a polyethylene bag filled with sand having a density of 1,500 kg / m 3 . Then, after the impact-imparting body is filled with sand, its opening is closed so that no void is formed in the bag. Since the polyethylene bag has excellent flexibility, the shape of the bag can be made to follow the shape of the filled sand, and it is easy to seal it so that no voids are formed. Since such an impact-imparting body has almost no voids filled with sand in the bag, it is difficult for sand to move in the bag even if it is dropped from a suspended state, and an impact is applied when the bag is dropped or collided. The shape of the body is less likely to change, and the variation in shape changes is lessened. As a result, variations in impact (impact force) can be suppressed.
したがって、第1の発明によれば、衝撃のばらつきを減らすことができ、これにより衝撃試験の試行回数を低減することができる。 Therefore, according to the first invention, it is possible to reduce the variation in impact, thereby reducing the number of impact test trials.
第2の発明の衝撃試験方法は、第1の発明において、
前記衝撃付与体の重さが3kg以上6kg未満であり、かつ前記所定の高さが4m以上6m以下である、又は
前記衝撃付与体の重さが6kg以上であり、かつ前記所定の高さが2m以上6m以下であることを特徴とする。
The impact test method of the second invention is described in the first invention.
The weight of the impact-imparting body is 3 kg or more and less than 6 kg, and the predetermined height is 4 m or more and 6 m or less, or the weight of the impact-imparting body is 6 kg or more and the predetermined height is It is characterized by being 2 m or more and 6 m or less.
衝撃付与体の重さと衝撃付与体を落下させる落下高さが上記条件を満たす場合、更にばらつきが抑制された衝撃試験とすることができる。 If the weight of the impact-imparting body and the drop height at which the impact-imparting body is dropped satisfy the above conditions, the impact test can be further suppressed in variation.
第3の発明の衝撃試験方法は、第1又は第2の発明において、
前記衝撃付与体には、下方に垂れ下がる紐が設けられており、
前記吊り工程において、前記紐の長さを指標として、前記衝撃付与体を前記所定の高さに吊り上げることを特徴とする。
The impact test method of the third invention is described in the first or second invention.
The impact-imparting body is provided with a string that hangs downward.
The suspension step is characterized in that the impact-imparting body is lifted to a predetermined height using the length of the string as an index.
衝撃試験を行う場合、まず、衝撃付与体を所定の高さに配置する必要がある。衝撃付与体が吊り状態とされると、紐は落下地点に向かって垂れ下がる。これにより、衝撃付与体を吊り状態とする際の所定の高さの指標となり、利便性に優れる。 When performing an impact test, it is first necessary to arrange the impact-imparting body at a predetermined height. When the impact-imparting body is suspended, the string hangs toward the drop point. As a result, it becomes an index of a predetermined height when the impact-imparting body is suspended, and is excellent in convenience.
第4の発明の衝撃試験方法は、第1~3のいずれかの発明において、前記砂は、水を加えられて密度調整されたものであることを特徴とする。 The impact test method of the fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the sand is densified by adding water.
袋に充填される砂が加水されて調整されることにより、袋内の砂は湿った状態となる。このような湿った砂は、乾いた砂に比べて袋内での移動が抑制される。これにより、落下時や衝突時の衝撃付与体の形状の変化を更に抑制し、形状の変化のばらつきも更に抑制できる。 By adjusting the amount of sand filled in the bag by adding water, the sand in the bag becomes moist. Such moist sand is less likely to move within the bag than dry sand. As a result, the change in the shape of the impact-imparting body at the time of dropping or collision can be further suppressed, and the variation in the shape change can be further suppressed.
落雪等により、住宅等の庇に落下物が衝突した場合、その加わる衝撃により庇が変形・破壊されることがありうる。本実施形態は、このような落下物の衝突により庇が破壊されないように、庇の強度担保を目的として庇の耐衝撃性を評価する衝撃試験方法である。 When a falling object collides with the eaves of a house or the like due to falling snow or the like, the eaves may be deformed or destroyed by the impact applied. The present embodiment is an impact test method for evaluating the impact resistance of the eaves for the purpose of ensuring the strength of the eaves so that the eaves are not destroyed by the collision of such a falling object.
以下、本発明の衝撃試験方法を、図1に示した実施形態に基づいて説明する。実施形態では、耐衝撃性を評価する試験対象が住宅の庇である場合を例にして説明する。 Hereinafter, the impact test method of the present invention will be described based on the embodiment shown in FIG. In the embodiment, the case where the test object for evaluating the impact resistance is the eaves of a house will be described as an example.
図1は、試験対象の庇を通常の使用に準じた状態として壁に取り付けた概略図である。試験サンプル10として、庇12は、壁11から突き出す形で片流れ状に壁11に設けられている。以下、庇12の突出方向としては、壁11に対して垂直方向を意味し、庇12の幅方向としては、壁11に対して平行方向を意味する。
FIG. 1 is a schematic view of the eaves to be tested mounted on the wall in a state similar to normal use. As a
庇12の上方には、ホイストクレーン31(一部のみ図示)が配置されている。ホイストクレーン31にはフック32が備えられており、フック32は衝撃試験の対象である庇12への落下地点の上方(例えば、庇の突出方向及び幅方向の中央部の上方)に位置するように配置されている。フック32には滑車23が掛けられている。ホイストクレーン31及びフック32は、滑車23が衝撃試験中に移動しないように保持するものである。したがって、ホイストクレーン31、フック32及び滑車23により「定滑車」が構成されている。
A hoist crane 31 (only a part of which is shown) is arranged above the
滑車23には、ロープ24が掛けられ、そのロープ24の一端24aには重り21が吊り下げられている。すなわち、ロープ24の一端24aが重り21(例えば、後述の結束バンド22)に取り付けられ、ロープ24が滑車23に掛けられていることで、重り21は、ロープ24により吊り上げられて庇12の上方で保持されている(吊り状態)。滑車23は、重り21が所定の高さh2で吊り状態とされるのを支えるものである。
A
試験サンプル10である庇12の正面側には、スタンド35(一部のみ図示)が設置され、スタンド35にはクランプ36が設けられている。クランプ36には、ロープ24の他端24bが留められている。本実施形態では、ロープ24の他端24bがリング状にされ、リング部分をクランプ36に掛けることにより、ロープ24の他端24bがクランプ36に保持される。これにより、重り21は、滑車23により吊るされ、スタンド35及びクランプ36により所定の高さh2となるように保持されている。
A stand 35 (only a part of which is shown) is installed on the front side of the
本実施形態の衝撃試験方法においては、クランプ36に留められているロープ24の他端24bがクランプ36から解放される(保持が解除される)と、重り21は重力により落下する。クランプ36によりロープ24の他端24bを解放する方法としては、クランプ36よりリング部分を作業者が取り外してもよいし、作業者がロープ24の他端24b(リング部分等)を切り放すことでクランプ36から解放してもよい。
In the impact test method of the present embodiment, when the
すなわち、スタンド35及びクランプ36は、重り21を所定の高さh2に保持し、当該保持した状態(換言すれば、重り21の吊り状態)を解除することができるものである。スタンド35及びクランプ36が「保持部」に相当する。
That is, the
重り21の最下部には、紐25の一端25aが取り付けられている。紐25の一端25aは、重り21に対して縫い付けられたり、テープ等により貼り付けられたりして、取り付けられる。紐25の長さは、所定の高さh2と同じ長さになっている。紐25の他端25bは、庇12の目標落下地点にテープ等で固定されている(図示せず)。これにより、紐25が所定の高さh2まで重り21を吊り上げる際の指標となる。
One
本実施形態において、重り21は、密度1,500kg/m3に調整された砂が充填された袋であり、その袋の開口部は袋内に空隙が生じないように結束バンド22で閉じられている。重り21が「衝撃付与体」に相当する。
In the present embodiment, the
本実施形態において、砂を充填する袋としては、ポリエチレンの袋が用いられる。袋がポリエチレンであれば、充填された砂の形に沿って袋が変形できるため、袋内(袋の内面と砂との間)に空隙が生じないように結束バンド22により閉じることができる。
In the present embodiment, a polyethylene bag is used as the bag for filling sand. If the bag is made of polyethylene, the bag can be deformed along the shape of the filled sand, so that the bag can be closed by the binding
ポリエチレン製の袋の形状は、平袋、自立袋、ガゼット袋等、形状は特に制限されないが、平袋形状の土のう袋が特に好ましい。土のう袋のサイズとしては、幅480mm×長さ620mmが好ましい。 The shape of the polyethylene bag is not particularly limited, such as a flat bag, a self-standing bag, a gusset bag, etc., but a flat bag-shaped sandbag is particularly preferable. The size of the sandbag is preferably 480 mm wide x 620 mm long.
袋に充填される砂としては、JISA1518(1996)に準拠した砂を用いる。すなわち、2mmのふるいを通過し、0.6mmのふるいに留まる砂を、密度1500kg/m3に調整する。例えば、密度1,500kg/m3になるように砂に水を加えて調整すればよい。砂に水を加えて密度調整することにより、袋内の砂は湿った状態となる。湿った砂は、乾いた砂に比べて袋内での砂の移動が抑制され、これにより落下時や衝突時の重り21の形状の変化が更に抑制され、形状の変化のばらつきも更に抑制される。よって、重り21に充填される砂が加水されて調整されることにより、衝撃のばらつきが低減される。また、砂が湿った状態であれば、重り21が雪の状態と類似するため、落雪による庇への衝撃試験の重り21として好ましい。
As the sand to be filled in the bag, sand conforming to JIS A1518 (1996) is used. That is, the sand that has passed through the 2 mm sieve and stays on the 0.6 mm sieve is adjusted to a density of 1500 kg / m 3 . For example, water may be added to the sand to adjust the density to 1,500 kg / m 3 . By adding water to the sand to adjust the density, the sand in the bag becomes moist. Compared to dry sand, wet sand suppresses the movement of sand in the bag, which further suppresses the change in the shape of the
ここで、本実施形態の衝撃試験方法において、重り21の重さは、2kg以上であるのが好ましく、より好ましくは4kg以上であり、更に好ましくは6kg以上である。重り21の重さの上限としては、特に制限されないが、衝撃試験を行うのに際しての実用的な面から20kg以下であるのが好ましく、より好ましくは18kg以下であり、さらに好ましくは15kg以下である。
Here, in the impact test method of the present embodiment, the weight of the
本実施形態の衝撃試験方法において、重り21を落下させる高さh2としては、特に制限されないが、低い方が衝撃試験を行うのに際しての実用的な面から好ましい。よって、落下高さh2としては、30cm~10mであるのが好ましく、より好ましくは50cm~8mであり、更に好ましくは1m~6mであり、特に好ましくは2~6mである。
In the impact test method of the present embodiment, the height h2 at which the
衝撃のばらつきは重さと高さとにより影響されるため、そのバランスを考慮するのが好ましい。例えば、重り21の重さが3kg以上6kg未満である場合は、所定の高さ(落下高さ)h2が4m以上(好ましくは4m以上6m以下)であると、衝撃のばらつきが低減される。重り21の重さが6kg以上である場合は、所定の高さh2が2m以上(好ましくは2m以上6m以下)であれば衝撃のばらつきが十分低減される。
Since the variation in impact is affected by the weight and height, it is preferable to consider the balance. For example, when the weight of the
重り21の形状(結束バンド22により閉じられた後の形状)は、形状安定性の観点及び初期衝突時点の庇12との衝突が点に近くなるように、球形状としてある。ただし、その他の形状であってもよい。
The shape of the weight 21 (the shape after being closed by the binding band 22) is spherical so that the collision with the
重り21において砂が充填された部分のサイズ(ただし、土のう袋の角部分を除く)としては、吊り状態において、直径30cm以下のほぼ球状であるのが好ましく、直径25cm以下のほぼ球状であるのがより好ましい。また、直径12cm以上のほぼ球状であるのが好ましく、直径15cm以上のほぼ球状であるのがより好ましい。
The size of the portion of the
なお、土のう袋は空隙を生じないよう閉じているため、土のう袋の角部分においても空隙は最小限に抑えられている。本実施形態では、砂に加水をしているため、乾いた砂に比べて袋内での砂の移動が抑えられている。したがって、角部分に空隙がわずかに存在していたとしても、空隙の影響(空隙への砂の移動)も抑制されうる。 Since the sandbag is closed so as not to generate voids, the voids are minimized even at the corners of the sandbags. In the present embodiment, since the sand is hydrated, the movement of the sand in the bag is suppressed as compared with the dry sand. Therefore, even if there are a few voids in the corners, the influence of the voids (movement of sand to the voids) can be suppressed.
本実施形態の衝撃試験方法において、ロープ24は、重り21を吊るすためのものであり、重り21を保持するのに十分な強度があれば特に制限されず、綿、麻、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ビニロン等から構成されるものが用いられうる。ロープ24の長さ及び幅も、重り21の重さ、高さh2等の条件により適宜選択すればよい。
In the impact test method of the present embodiment, the
紐25は、落下及び衝突時に障害とならないように、ロープ24に比べて薄い又は細い紐であるのが好ましい。紐25は、綿、麻、絹、ナイロン、ポリプロピレン等から構成されるものが適宜用いられうる。
The
また、滑車23のサイズ等も特に制限されず、重り21の重さやロープ24の形状等に応じて適宜選択すればよい。滑車23を保持するホイストクレーン31及びフック32、ロープ24を保持するスタンド35及びクランプ36等についても、同様の効果の得られる他の手段により代用されてもよい。
Further, the size of the
次に、試験手順について説明する。 Next, the test procedure will be described.
庇12において衝撃を加える部分(目標落下地点)に歪み等がないことを確認する。その後、重り21に取り付けたロープ24を滑車23に掛け、ロープ24の他端24bをスタンド35のクランプ36に保持させる。これにより、重り21が吊り状態となる。
Confirm that there is no distortion or the like in the part of the
次に、吊り状態とされた重り21が、目標落下地点に位置するように、かつ紐25の弛みがなくなるように、ホイストクレーン31を移動させる。これにより、重り21を、目標落下地点の真上であり、かつ、所定の高さ位置h2に吊り下げられた状態となる。当該工程が「吊り工程」に相当する。
Next, the hoist
そして、重り21の揺れが止まったことを確認した後、ロープ24の他端24bをクランプ36から解放することにより、重り21の吊り状態が解除される。吊り状態が解除されると、重り21は庇12に向けて自由落下し(図1の矢印)、庇12の目標落下地点の付近に重り21が衝突する。当該工程が「落下工程」に相当する。
Then, after confirming that the shaking of the
重り21の衝突後、庇12に、へこみ、割れ、剥がれ、曲がり等の変形や損傷の有無について目視によって調べる。試験結果については、変形、損傷の有無を記録する。なお、試験結果を記録する際に試験条件(落下高さh2、重り21の重さ、試験対象の庇12のサイズ、衝撃(落下)回数等)を付記する。
After the collision of the
本実施形態の衝撃試験方法は、例えば、後述する検証方法により再現性が高い(ばらつきが少ない)ことが確認できる。より好ましい条件であれば、後述する検証方法により衝撃力の誤差が10%未満であることも確認できる。すなわち、本実施形態の衝撃試験方法は、重り21を自由落下状態ないし自由落下に近い状態で試験対象(庇)に向かって落下及び衝突させた際の重り21の形状の変化を抑制し、形状の変化のばらつきを抑制する。これにより、衝撃のばらつきを低減でき、衝撃試験の試行回数を低減することができる。
It can be confirmed that the impact test method of the present embodiment has high reproducibility (less variation) by, for example, a verification method described later. If the conditions are more preferable, it can be confirmed that the error of the impact force is less than 10% by the verification method described later. That is, the impact test method of the present embodiment suppresses the change in the shape of the
以下、本実施形態の衝撃試験方法によれば、衝撃力のばらつきが少ない試験となることを検証する実験を実施した。 Hereinafter, according to the impact test method of the present embodiment, an experiment was carried out to verify that the test has little variation in impact force.
検証実験1
図2に検証実験を行う装置を示した。
Verification experiment 1
FIG. 2 shows a device for performing a verification experiment.
図2に示されるように、鋼板42を設置し、鋼板42の面上に3つのロードセル41a,41b,41cを、各ロードセル41a,41b,41cが正三角形の頂点となるように設置した。そして、各ロードセル41a,41b,41c上に鋼板43を載せ、各ロードセル41a,41b,41cが鋼板42,43により挟持された状態とした。
As shown in FIG. 2, the
各ロードセル41a,41b,41cは、各配線44a,44b,44cによりデータロガ45へ接続されている。
The
重り21は、図2のように(図1と同様にして)、ホイストクレーン31、滑車23、スタンド35、クランプ36等を用いて吊り状態としてある。本実験では、紐25の他端25bに重し26を取り付けて、重し26が落下目標地点46に位置するように配置してある。上記実施形態でも、本実験のように、紐25の他端25bを庇12に固定することに代えて、重し26を取り付けるようにしてもよい。なお、落下目標地点46は各ロードセル41a,41b,41cにより形成される正三角形の重心付近とする。
As shown in FIG. 2 (similar to FIG. 1), the
重り21は、以下のように準備した。
The
密度1464kg/m3の砂に水を加え、砂の密度を1500kg/m3に調整した。調整した砂を、ポリエチレン土のう袋(幅48cm×長さ62cm、品名:土のう袋)の袋に充填し、空隙が残存しないように袋の口を結束バンド22で閉じた。重り21は、吊り状態で、土のう袋の角部分を除いて、砂の充填部分がそれぞれ以下のサイズのほぼ球形状となった。なお、土のう袋は空隙を生じないよう閉じているため、土のう袋の角部分においても空隙は最小限に抑えられている。
Water was added to sand having a density of 1464 kg / m 3 to adjust the density of the sand to 1500 kg / m 3 . The adjusted sand was filled in a polyethylene sandbag (width 48 cm × length 62 cm, product name: sandbag), and the mouth of the bag was closed with a binding
・3kgの重り21…直径16cmのほぼ球形状
・4kgの重り21…直径17cmのほぼ球形状
・5kgの重り21…直径19cmのほぼ球形状
・6kgの重り21…直径20cmのほぼ球形状。
・ 3
検証実験に用いた道具を以下に示す。 The tools used in the verification experiment are shown below.
滑車23:直径60mm、回転部分(鋼製)の幅20mm
ロードセル41a,41b,41c:2種類のロードセルを組み合わせて使用;荷重変換機200kgf(型番:9E01-L21-200K、直径100mm、高さ80mm)を1つと、荷重変換機5tf(型番:9E01-L22-5T、直径100mm、高さ80mm)を2つとを用いた
データロガ45:Universal Data Acquisition System社製データロガ(型番:UDAS)
ロープ24:太さ5mmの綿紐
鋼板42,43:サイズ90cm×90cm(厚さ9mm)。
Pulley 23: Diameter 60 mm, width of rotating part (steel) 20 mm
Rope 24: Cotton
検証実験1では、クランプ36に留められているロープ24の他端24b(リング部分)を作業者が取り外し、作業者がロープ24の他端24bを放すことにより重り21を落下させた。そして、重り21の重さと、高さh2とを変えて、重り21が落下することにより生じる衝撃力(N)を各ロードセル41a,41b,41cを用いて測定した。重り21の落下による衝撃力(N)は各ロードセル41a,41b,41cが測定した衝撃力(N)を合算した値とする。なお、各ロードセル41a,41b,41cにより測定される衝撃力としては、衝撃力の極大値を採用した。
In the verification experiment 1, the operator removed the
同じ条件の測定を10回行い、10回の実験により得られた衝撃力について、衝撃力の平均値と、衝撃力のばらつきの程度(±3σ)として衝撃力の誤差(%)とを算出した(表1参照)。 The same conditions were measured 10 times, and for the impact force obtained by the 10 experiments, the average value of the impact force and the error (%) of the impact force were calculated as the degree of variation in the impact force (± 3σ). (See Table 1).
表1の結果より、衝撃力の誤差が10%未満である条件が得られた。重り21の重さと落下させる高さh2とが以下の条件を満たしていると考えられる。
From the results in Table 1, the condition that the error of the impact force is less than 10% was obtained. It is considered that the weight of the
(1)重り21の重さが3kg以上6kg未満、かつ落下高さh2が4m以上
(2)重り21の重さが6kg以上、かつ落下高さh2が2m以上。
(1) The
したがって、上記(1)又は(2)を選択すれば、検証実験1の他の条件に比べてより再現性が高いため、試行回数がさらに減らせることが示唆された。 Therefore, it is suggested that if the above (1) or (2) is selected, the reproducibility is higher than that of the other conditions of the verification experiment 1, and the number of trials can be further reduced.
なお、衝撃のばらつきとしては、理論上、落下高さが高くなるほど、重さが重くなるほど低減される。そのため、誤差が10%未満となった時点で、その重り21の重さにおける衝撃試験(検証実験)を終了した。したがって、落下高さh2が6mであれば、重り21の重さは3kg以上6kg未満の場合は誤差10%未満、重り21が6kgの場合は誤差6.5%未満となると考えられる。
The variation in impact is theoretically reduced as the drop height increases and the weight increases. Therefore, when the error was less than 10%, the impact test (verification experiment) under the weight of the
比較実験
検証実験1の結果と比較するために、比較実験1~5を行った。
Comparative experiment In order to compare with the result of the verification experiment 1, comparative experiments 1 to 5 were performed.
比較実験1
比較実験1は、滑車23を用いずに、重り21に取り付けたロープ24を手で保持し、ロープ24を手から放すことにより重り21を落下させた。すなわち、重り21の高さがh2となる位置でロープ24を手で保持し、その後、その高さh2の位置でロープ24を手から放すことにより重り21を落下させること以外は検証実験1と同様にして実験を行い、衝撃力の平均値及び衝撃力の誤差を算出した(表2)。
Comparative experiment 1
In Comparative Experiment 1, the
比較実験2
比較実験2は、滑車23を用いずに、重り21に取り付けたロープ24をクランプ36で保持し、ロープ24をクランプ36から放させることにより重り21を落下させた。すなわち、重り21の高さがh2となる位置でロープ24をスタンド35のクランプ36に保持させ、その後、高さh2の位置でロープ24をクランプ36から放すことにより重り21を落下させること以外は検証実験1と同様にして実験を行い、衝撃力の平均値及び衝撃力の誤差を算出した(表2)。
Comparative experiment 2
In Comparative Experiment 2, the
比較実験1及び2の結果から、滑車23を用いていない場合は衝撃力の誤差が大きいことが確認された。この方法で衝撃試験を実施する場合は、再現性が低いため、試行回数が多く必要となることがわかる。
From the results of Comparative Experiments 1 and 2, it was confirmed that the error of the impact force was large when the
比較実験3
比較実験3は、比較実験1と同様の実験を、以下の重りを用いて行った。
Comparative experiment 3
In Comparative Experiment 3, the same experiment as in Comparative Experiment 1 was performed using the following weights.
ポリエチレン土のう袋に、所定の重さの密度1,500kg/m3に調整した砂を充填した後、土のう袋の上部に付属した紐により土のう袋を閉じて、重りとした。したがって、重りには、砂が充填されていない空間(空隙)が含まれている。 After filling the polyethylene sandbag with sand adjusted to a predetermined weight density of 1,500 kg / m 3 , the sandbag was closed with a string attached to the upper part of the sandbag to make a weight. Therefore, the weight includes a space (void) that is not filled with sand.
比較実験3では、重り21の代わりに、袋上部の紐により閉じられた3kg及び6kgの重りを用いた以外は比較実験1と同様にして実験を行った。比較実験3において、3kgの重りの場合、1mからの落下で衝撃力の誤差37.3%(衝撃力の平均 897N)であり、6kgの重り21の場合、1mからの落下で衝撃力の誤差60.4%(衝撃力の平均 1871N)であった。
In the comparative experiment 3, the experiment was carried out in the same manner as in the comparative experiment 1 except that the weights of 3 kg and 6 kg closed by the string on the upper part of the bag were used instead of the
比較実験4
比較実験4は、比較実験2と同様の実験を、比較実験3の重りを用いて行った。
Comparative experiment 4
In Comparative Experiment 4, the same experiment as in Comparative Experiment 2 was performed using the weight of Comparative Experiment 3.
比較実験4において、3kgの重りの場合、1mからの落下で衝撃力の誤差95.6%(衝撃力の平均 620N)であり、6kgの重りの場合、1mからの落下で衝撃力の誤差47.1%(衝撃力の平均 1199N)であった。 In Comparative Experiment 4, in the case of a weight of 3 kg, the error of impact force is 95.6% (average impact force of 620 N) when dropped from 1 m, and in the case of a weight of 6 kg, the error of impact force is 47 when dropped from 1 m. It was .1% (average impact force 1199N).
比較実験3及び4の結果から、結束バンド22により閉じられていない重りの場合、衝撃力の誤差が比較実験1及び2に比べてさらに大きいことが確認された。したがって、衝撃実験における重り21は空隙が生じないように閉じられることが重要であることが示唆された。
From the results of Comparative Experiments 3 and 4, it was confirmed that the error of the impact force was larger than that of Comparative Experiments 1 and 2 in the case of the weight not closed by the binding
比較実験5
比較実験5は、重り21の袋を、ポリエチレン土のう袋からポリプロピレン土のう袋(幅48cm×長さ62cm)に変更したこと以外は検証実験1と同様にして実験を行った。ただし、ポリプロピレン製であるため袋全体に柔軟性がなく、空隙が生じないように袋の口を閉じようとしても空隙が残存し、袋内の砂が動ける状態となった。
Comparative experiment 5
In the comparative experiment 5, the experiment was carried out in the same manner as in the verification experiment 1 except that the bag of the
6kgの密度1500kg/m3の砂が充填されたポリプロピレン土のう袋の重りを、高さ2mの位置から落下させて衝撃試験を行った。その結果、衝撃力の誤差10.8%(衝撃力の平均 3141N)であった。 An impact test was conducted by dropping a weight of a polypropylene sandbag filled with 6 kg of sand having a density of 1500 kg / m 3 from a position of 2 m in height. As a result, the error of the impact force was 10.8% (the average impact force was 3141N).
比較実験5により、同じ条件で落下させた場合、重り21の袋をポリエチレン製にすることにより衝撃のばらつきが低減されていることが確認された。ポリエチレン製がポリプロピレン製に比べて好ましい理由としては、ポリエチレン製の袋の方がポリプロピレン製の袋に比べて柔軟性が高いことが考えられる。すなわち、結束バンド22にて袋内に空隙が生じないように閉じる際に、ポリエチレン製の袋の方がポリプロピレン製の袋に比べて充填された砂の形に沿って変形できる。これにより、ポリエチレン製の袋は、ポリプロピレン製の袋に比べて空隙を減少できた状態で結束バンド22により閉じることができる。
In Comparative Experiment 5, it was confirmed that the variation in impact was reduced by making the bag of the
以上のように、検証実験1及び比較実験1~5の結果より、検証実験1の系では、誤差を例えば20%未満とできる条件(重り21の重さ及び落下高さh2)が多くみられることがわかる。これにより、本実施形態の衝撃試験方法は、衝撃のばらつきが低減され、再現性が向上しているといえる。すなわち、重り21はポリエチレンの袋に砂が充填され、空隙が生じないように袋が閉じられており、重り21の吊り状態の解除がされる際に滑車23が用いられている場合、衝撃のばらつきが低減され、再現性が向上する。
As described above, from the results of the verification experiment 1 and the comparative experiments 1 to 5, in the system of the verification experiment 1, there are many conditions (weight of the
また、衝撃力の誤差が10%未満であれば、再現性がさらに高く、試行回数をさらに減らすことができる衝撃試験方法であるといえる。衝撃力の誤差が10%未満である条件は、重り21はポリエチレンの袋に砂が充填され、空隙が生じないように袋が閉じられており、重り21の吊り状態の解除がされる際に滑車23が用いられ、重り21の重さと落下させる高さh2とが上記(1)又は(2)の条件を満たしていると考えられる。また、(2)の条件であれば、衝撃力の誤差が6.5%未満とすることができるため、衝撃試験の試行回数がさらに低減できる。
Further, if the error of the impact force is less than 10%, it can be said that the impact test method has higher reproducibility and can further reduce the number of trials. The condition that the error of the impact force is less than 10% is that the
12…庇、21…重り、22…結束バンド、23…滑車、24…ロープ、24a…ロープ24の一端、25…ロープ、35…スタンド、36…クランプ、h2…所定の高さ。
12 ... Eaves, 21 ... Weight, 22 ... Cable ties, 23 ... Pulleys, 24 ... Rope, 24a ... One end of
Claims (4)
前記衝撃付与体は、密度1,500kg/m3に調整された砂が充填された袋であり、前記袋の内面と砂との間に空隙が生じないようにして前記袋の開口部が閉じられており、
前記袋は、ポリエチレンであり、
前記衝撃付与体にはロープの一端が取り付けられており、
前記衝撃付与体を落下可能な状態で吊るすための定滑車と、
前記衝撃付与体を前記所定の高さの位置で保持し、その保持を解除することが可能な保持部と、
が備えられ、
前記定滑車に前記ロープを掛けて、前記ロープの他端を前記保持部に保持させることにより、前記衝撃付与体を前記所定の高さで吊り状態とする吊り工程と、
前記保持部による前記ロープの他端の保持を解除して、前記衝撃付与体の前記吊り状態を解除することにより、前記衝撃付与体を前記庇に向けて落下させる落下工程と、
を有する、庇の衝撃試験方法。 An impact test method for eaves to evaluate the impact resistance of the eaves by dropping the impact-imparting body from the eaves at a predetermined height and causing the impact-imparting body to collide with the eaves.
The impact-imparting body is a bag filled with sand adjusted to a density of 1,500 kg / m 3 , and the opening of the bag is closed so that no gap is formed between the inner surface of the bag and the sand. Has been
The bag is polyethylene
One end of the rope is attached to the impact-imparting body,
A fixed pulley for suspending the impact-imparting body in a fallable state,
A holding portion capable of holding the impact-imparting body at a predetermined height position and releasing the holding thereof,
Is provided,
A suspension step of suspending the impact-imparting body at a predetermined height by hanging the rope on the fixed pulley and holding the other end of the rope in the holding portion.
A drop step of dropping the impact-imparting body toward the eaves by releasing the holding of the other end of the rope by the holding portion and releasing the suspension state of the impact-imparting body.
The impact test method of the eaves.
前記衝撃付与体の重さが6kg以上であり、かつ前記所定の高さが2m以上6m以下である、請求項1に記載の庇の衝撃試験方法。 The weight of the impact-imparting body is 3 kg or more and less than 6 kg, and the predetermined height is 4 m or more and 6 m or less, or the weight of the impact-imparting body is 6 kg or more and the predetermined height is The impact test method for eaves according to claim 1, wherein the height is 2 m or more and 6 m or less.
前記吊り工程において、前記紐の長さを指標として、前記衝撃付与体を前記所定の高さに吊り上げる、請求項1又は2に記載の庇の衝撃試験方法。 The impact-imparting body is provided with a string that hangs downward.
The impact test method for eaves according to claim 1 or 2, wherein in the suspension step, the impact-imparting body is lifted to the predetermined height using the length of the string as an index.
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