JP7178876B2 - 免震装置監視システム - Google Patents
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Description
しかしながら、特許文献1等に開示されている従来の免震装置監視システムは、免震装置の静的な状態における水平変位量又は鉛直変位量に基づいて免震装置を評価するものであり、地震動によって免震装置が受けた変形履歴は考慮されていない。そのため、地震動によって免震装置が一時的に変形しても、地震後に元の状態に戻り、水平変位量又は鉛直変位量に変化がなければ、免震装置は健全であると誤って評価される虞がある。
大地震後には建造物等の健全性の判定が急務となるため、専門技術者が現地に赴き、免震装置の外観等を確認して健全性を評価しているが、余震が終息するまで免震装置が設置されている免震ピット内に立ち入れない場合もあり、少しでも早く免震装置の健全性を確認できる方法が要求されている。
免震装置の健全性を監視する免震装置監視システムであって、
前記免震装置に取り付けられるセンサー装置と、
前記センサー装置とネットワークを介して通信可能に接続される監視装置と、を備え、
前記センサー装置は、
前記免震装置の変形に関する物理量を検出する検出部と、
検出結果を前記監視装置に送信する送信部と、を有し、
前記免震装置は、ゴム材と鋼板が交互に積層され上面及び下面に上側フランジ及び下側フランジが接合された積層ゴム支承体であり、
前記センサー装置は、前記免震装置における当該センサー装置が取り付けられたセンサー取付部位の水平方向の応答加速度を検出する2つの振動センサーであり、
2つの前記振動センサーは、前記積層ゴム支承体の軸方向に互いに向き合うように、前記上側フランジの下面及び前記下側フランジの上面に取り付けられ、
前記監視装置は、
2つの前記振動センサーからの検出結果を受信する受信部と、
前記検出結果の差分に基づいて、前記免震装置の水平方向の変形履歴を推定し、推定した前記変形履歴に基づいて前記免震装置の健全性を評価する評価部と、を有する。
図1は、本発明の一実施の形態に係る免震装置監視システム1の概略構成を示す図である。
図1に示すように、免震建築物Aは、上部構造物としての建築物A1、下部構造物としての基礎A2との間に、免震層として免震装置40を有している。また、免震建築物Aの周囲には、地震動による最大変位を許容できる間隙をもって、擁壁A3が設けられている。
なお、免震建築物Aに免震装置40が複数設置されている場合、免震装置監視システム1は、全部の免震装置40の健全性をモニタリングするように構成されてもよいし、一部の免震装置40の健全性をモニタリングするように構成されてもよい。本実施の形態では、免震装置監視システム1が、免震装置40の一例である積層ゴム支承体(以下、「積層ゴム支承体40」と称する)の健全性を監視する場合について説明する。
図2に示すように、積層ゴム支承体40は、積層ゴム部41及びフランジ部42を有する。
センサー装置10は、積層ゴム支承体40に取り付けられ、積層ゴム支承体40(積層ゴム部41)の変形を検出する。センサー装置10は、積層ゴム支承体40の軸方向(垂直方向)において異なる2箇所に取り付けられる。これにより、積層ゴム部41の変形を、相対変位から適切に検出することができる。本実施の形態では、センサー装置10は、積層ゴム支承体40の上側フランジ421及び下側フランジ422の周縁部に取り付けられる。
センサー装置10が有線通信型である場合は、中継装置30からセンサー装置10に対してLANケーブル等の通信線を利用して給電することができる。すなわち、電源部13は、中継装置30から受電して、センサー装置10を永続的に作動させることができる。したがって、電源部13は、加速度センサー11及び送信部12に、センサー装置10の設置直後から給電を開始してもよい。
例えば、電源部13に機械スイッチを用いて、所定大きさの地震動をトリガーとして、加速度センサー11及び送信部12への給電が開始されるように構成することで、省電力化を図ることができるとともに、地震発生時の加速度データを確実に収集することができる。
また例えば、電源部13として、振動を電気に変換して発電する発電機能付きの電源部を適用することで、センサー装置10を永続的に作動させることができ、地震発生時の加速度データを確実に収集することができる。
なお、表示部25及び操作入力部26は、例えば、タッチパネル付きのフラットパネルディスプレイにより、一体的に設けられてもよい。
図5に示すように、センサー装置10は、センサー取付部位の応答加速度を検出し(ステップS11)、検出結果を中継装置30に送信する(ステップS12)。センサー装置10は、例えば、加速度センサー11で検出した加速度データを検出結果として中継装置30に送信する。
このとき、中継装置30は、センサー装置10からの検出結果を、その都度、監視装置20に送信してもよいし、一時的に保存しておき、所定のタイミング(例えば、所定時間間隔)で監視装置20に送信してもよい。さらには、監視装置20からの要求に伴い、中継装置30が検出結果を送信するようにしてもよい。
そして、監視装置20は、所定条件の成立に基づいて、積層ゴム支承体40の健全性を評価する(ステップS16)。「所定条件」とは、例えば、大地震が発生したことを示す条件であり、ユーザー操作に伴い健全性の評価が開始されてもよいし、気象庁等の気象情報提供サイトからの気象情報に基づいて、免震装置40の設置地域で大地震が発生したかを判定して健全性の評価が開始されてもよい。
健全性が損なわれていると判定された場合には、専門技術者が現地に赴き、当該積層ゴム支承体40の保守が優先して行われる。これにより、地震後の積層ゴム支承体40の免震性能を速やかに回復することで、免震建築物Aの品質を保証することができる。
センサー装置10は、積層ゴム支承体40の変形に関する物理量(例えば、応答加速度)を検出する加速度センサー11(検出部)と、検出結果を監視装置20に送信する送信部12と、を有する。監視装置20は、センサー装置10からの検出結果を受信するネットワークI/F27(受信部)と、検出結果に基づいて、積層ゴム支承体40の変形履歴を推定し、健全性を評価する評価部(CPU21)と、を有する。
具体的には、加速度センサー11(検出部)は、積層ゴム支承体40における当該センサー装置10が取り付けられたセンサー取付部位の応答加速度を検出する。
免震装置監視システム1によれば、大地震後の積層ゴム支承体40(免震装置)の健全性を、現地に赴くことなく速やかに確認することができる。また、積層ゴム支承体40に内部的に蓄積された疲労を含めて、大地震後の積層ゴム支承体40の健全性を適正に確認することができる。
また、想定を超える変形履歴を被った際には、現地調査を必要に応じて実施することになるが、このようなケースは非常に稀と考えられる。すなわち、免震装置監視システム1により、積層ゴム支承体40の保守の省力化と、よりきめ細かな品質管理を実現することができる。
これにより、地震動によって積層ゴム支承体40に主として生じる水平方向の変形に基づいて健全性が評価されるので、積層ゴム支承体40の健全性を適正に評価することができる。
これにより、センサー取付部位間の相対変位に基づいて積層ゴム部41に生じる水平方向の変形履歴が推定されるので、積層ゴム支承体40の健全性をより適正に評価することができる。
これにより、ユーザーは、積層ゴム支承体40の変形履歴を視覚的に確認することができる。
これにより、センサー装置10がインターネットを介して監視装置20と直接接続されなくてもよいので、センサー装置10として演算処理機能(CPU)のない汎用の振動センサーを利用することができる。このような汎用の振動センサーは、スマートフォンやIoT向けセンサーの普及により、比較的安価に入手することができるようになっている。
これにより、センサー装置10の取付けの自由度が高まるので、免震装置監視システム1の構築が容易になる。
これにより、微弱振動をエネルギー源として発電が行われるので、無線通信型のセンサー装置10を利用する場合の、電池寿命の問題を解消することができる。
これにより、健全性を評価する上で必要なときだけセンサー装置が起動し、省電力化を図ることができるので、無線通信型のセンサー装置10を利用する場合の、電池寿命の問題を解消することができる。
また例えば、中継装置30は、センサー装置10からの加速度データを加工して、加工後の速度データ又は変位データを監視装置20に送信するようにしてもよい。
10 センサー装置
11 加速度センサー(検出部)
12 送信部
13 電源部
20 監視装置
21 CPU(評価部)
22 RAM
23 ROM
24 記憶部
25 表示部
26 操作入力部
27 ネットワークI/F
28 外部機器I/F
40 積層ゴム支承体(免震装置)
A 免震建築物
A1 建築物(上部構造物)
A2 基礎(下部構造物)
Claims (6)
- 免震装置の健全性を監視する免震装置監視システムであって、
前記免震装置に取り付けられるセンサー装置と、
前記センサー装置とネットワークを介して通信可能に接続される監視装置と、を備え、
前記センサー装置は、
前記免震装置の変形に関する物理量を検出する検出部と、
検出結果を前記監視装置に送信する送信部と、を有し、
前記免震装置は、ゴム材と鋼板が交互に積層され上面及び下面に上側フランジ及び下側フランジが接合された積層ゴム支承体であり、
前記センサー装置は、前記免震装置における当該センサー装置が取り付けられたセンサー取付部位の水平方向の応答加速度を検出する2つの振動センサーであり、
2つの前記振動センサーは、前記積層ゴム支承体の軸方向に互いに向き合うように、前記上側フランジの下面及び前記下側フランジの上面に取り付けられ、
前記監視装置は、
2つの前記振動センサーからの検出結果を受信する受信部と、
前記検出結果の差分に基づいて、前記免震装置の水平方向の変形履歴を推定し、推定した前記変形履歴に基づいて前記免震装置の健全性を評価する評価部と、を有する、
免震装置監視システム。 - 前記免震装置の変形履歴を表示する表示部を備える、請求項1に記載の免震装置監視システム。
- 前記センサー装置と前記監視装置との通信を中継する中継装置を備える、請求項1又は2に記載の免震装置監視システム。
- 前記センサー装置は、前記中継装置と無線通信を介して接続される、請求項3に記載の免震装置監視システム。
- 前記センサー装置は、振動を電気に変換して発電する発電機能付きの電源部を有する、請求項3又は4に記載の免震装置監視システム。
- 前記センサー装置は、所定大きさ以上の振動に伴い給電を開始する電源部を有する、請求項5に記載の免震装置監視システム。
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