JPH0886704A - 既設コンクリート構造物に作用する応力の推定法 - Google Patents
既設コンクリート構造物に作用する応力の推定法Info
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- JPH0886704A JPH0886704A JP22305194A JP22305194A JPH0886704A JP H0886704 A JPH0886704 A JP H0886704A JP 22305194 A JP22305194 A JP 22305194A JP 22305194 A JP22305194 A JP 22305194A JP H0886704 A JPH0886704 A JP H0886704A
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- concrete
- concrete structure
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 既設のコンクリート構造物に作用する応力の
値を簡便に、しかも精度よく推定でき、信頼性の高い構
造物の健全度診断を可能ならしめる既設コンクリート構
造物に作用する応力の推定法を提供する。 【構成】 既設のコンクリート構造物ａの表面に歪ゲー
ジｂを貼付し、同歪ゲージ周囲のコンクリートの切欠き
深さＤと測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８となるように
コンクリートを切欠いて、前記構造物ａに作用していた
応力が解放される際の歪の変化から前記構造物の内部応
力を推定する。
値を簡便に、しかも精度よく推定でき、信頼性の高い構
造物の健全度診断を可能ならしめる既設コンクリート構
造物に作用する応力の推定法を提供する。 【構成】 既設のコンクリート構造物ａの表面に歪ゲー
ジｂを貼付し、同歪ゲージ周囲のコンクリートの切欠き
深さＤと測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８となるように
コンクリートを切欠いて、前記構造物ａに作用していた
応力が解放される際の歪の変化から前記構造物の内部応
力を推定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は既設のコンクリート構造
物の健全度を診断する上で必要となる、コンクリート内
部に作用している応力の値を推定する方法に係るもので
ある。
物の健全度を診断する上で必要となる、コンクリート内
部に作用している応力の値を推定する方法に係るもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】使用状態のコンクリート構造物には、設
計時に想定した値の応力が作用しているとは限らない。
施工時の温度応力や乾燥収縮応力、また不同沈下等によ
る予期せぬ応力が生じている可能性が高い。従って構造
物の健全度を診断する際には、コンクリート内部に実際
に作用している応力を推定する必要がある。
計時に想定した値の応力が作用しているとは限らない。
施工時の温度応力や乾燥収縮応力、また不同沈下等によ
る予期せぬ応力が生じている可能性が高い。従って構造
物の健全度を診断する際には、コンクリート内部に実際
に作用している応力を推定する必要がある。
【０００３】従来は予め構造物内部にセンサーを埋設し
ておく以外には、供用状態にある構造物のコンクリート
内部に作用している応力を推定する方法は存在しなかっ
た。
ておく以外には、供用状態にある構造物のコンクリート
内部に作用している応力を推定する方法は存在しなかっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】実際に構造物のコンク
リートに作用している応力が、同コンクリートの強度よ
り十分に小さいものでなければ前記構造物は安全である
とはいえない。しかしながら現状ではコンクリートの強
度を測定する方法は各種提案されているが、応力の推定
方法がないため、コンクリート構造物の健全度の判断も
信頼性のないものとなっている。
リートに作用している応力が、同コンクリートの強度よ
り十分に小さいものでなければ前記構造物は安全である
とはいえない。しかしながら現状ではコンクリートの強
度を測定する方法は各種提案されているが、応力の推定
方法がないため、コンクリート構造物の健全度の判断も
信頼性のないものとなっている。
【０００５】本発明はこのような実情に鑑みて提案され
たもので、その目的とするところは、既設のコンクリー
ト構造物に作用する応力の値を簡便に、しかも精度よく
推定でき、信頼性の高い構造物の健全度診断を可能なら
しめる既設コンクリート構造物に作用する応力の推定法
を提供する点にある。
たもので、その目的とするところは、既設のコンクリー
ト構造物に作用する応力の値を簡便に、しかも精度よく
推定でき、信頼性の高い構造物の健全度診断を可能なら
しめる既設コンクリート構造物に作用する応力の推定法
を提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係る既設コンクリート構造物に作用する応
力の推定法によれば、既設のコンクリート構造物の表面
に歪ゲージを貼付し、同歪ゲージ周囲のコンクリートを
切欠き、同歪ゲージを貼付する部分の幅をＬとし、切欠
き深さをＤとするとき、Ｄ／Ｌがおよそ３／８になるよ
うに切欠き深さを設定するものである。
め、本発明に係る既設コンクリート構造物に作用する応
力の推定法によれば、既設のコンクリート構造物の表面
に歪ゲージを貼付し、同歪ゲージ周囲のコンクリートを
切欠き、同歪ゲージを貼付する部分の幅をＬとし、切欠
き深さをＤとするとき、Ｄ／Ｌがおよそ３／８になるよ
うに切欠き深さを設定するものである。
【０００７】
【作用】本発明は前記したように、被測定物であるコン
クリート構造物ａの表面に歪ゲージｂを貼付し、同歪ゲ
ージの周囲を切欠くことで応力を開放し、それによって
生じた歪の変化量から作用していた応力の値を推定する
ものであって、図７はこの方法による測定原理を示すも
のである。
クリート構造物ａの表面に歪ゲージｂを貼付し、同歪ゲ
ージの周囲を切欠くことで応力を開放し、それによって
生じた歪の変化量から作用していた応力の値を推定する
ものであって、図７はこの方法による測定原理を示すも
のである。
【０００８】而して測定幅Ｌは歪ゲージの長さに若干の
余裕をみた長さで、コンクリート構造物ａのコンクリー
ト応力を十分開放して測定精度を確保するには、歪ゲー
ジを貼付する部分の幅Ｌ（以下測定幅という）に対して
切欠き深さＤの値をなるべく大きくとる必要がある。し
かしながら、前記被測定物であるコンクリートはセメン
トペーストｄ中に骨材ｅが分散された材料であり、局所
的には均質ではない。このため測定精度を確保するには
歪ゲージｂの長さは粗骨材ｅ′最寸法の２〜３倍の値が
要求される。
余裕をみた長さで、コンクリート構造物ａのコンクリー
ト応力を十分開放して測定精度を確保するには、歪ゲー
ジを貼付する部分の幅Ｌ（以下測定幅という）に対して
切欠き深さＤの値をなるべく大きくとる必要がある。し
かしながら、前記被測定物であるコンクリートはセメン
トペーストｄ中に骨材ｅが分散された材料であり、局所
的には均質ではない。このため測定精度を確保するには
歪ゲージｂの長さは粗骨材ｅ′最寸法の２〜３倍の値が
要求される。
【０００９】従って切欠き深さＤも相当大きくとる必要
がある。しかしながらコンクリート構造物には鉄筋ｆが
埋設されているので、切欠き深さＤを大きくとると鉄筋
ｆを損傷することになり、構造物の耐力に致命的なダメ
ージを与えることとなる。而して前記粗骨材ｅ′の最大
寸法は２０〜４０ｍｍのものが多く、最大寸法の大きい
もの程、かぶりｔも大きくとられる。
がある。しかしながらコンクリート構造物には鉄筋ｆが
埋設されているので、切欠き深さＤを大きくとると鉄筋
ｆを損傷することになり、構造物の耐力に致命的なダメ
ージを与えることとなる。而して前記粗骨材ｅ′の最大
寸法は２０〜４０ｍｍのものが多く、最大寸法の大きい
もの程、かぶりｔも大きくとられる。
【００１０】いま代表的な例として粗骨材ｅ′の最大寸
法２０ｍｍ、かぶり５０ｍｍのコンクリート構造物を考
える。歪ゲージｂの長さは粗骨材ｅ′の最大寸法の２倍
以上望ましいので、長さ５０ｍｍのものを採用するとな
れば、切欠き深さＤはその数倍の値が要求され、切欠き
は間違いなく鉄筋ｆにまで到達することとなるので、コ
ンクリート構造物には適用されない。
法２０ｍｍ、かぶり５０ｍｍのコンクリート構造物を考
える。歪ゲージｂの長さは粗骨材ｅ′の最大寸法の２倍
以上望ましいので、長さ５０ｍｍのものを採用するとな
れば、切欠き深さＤはその数倍の値が要求され、切欠き
は間違いなく鉄筋ｆにまで到達することとなるので、コ
ンクリート構造物には適用されない。
【００１１】本発明は切欠き深さＤを、後述の解析結果
より明らかなように測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８と
なるように変化させて精度のよい測定を可能ならしめた
ものである。
より明らかなように測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８と
なるように変化させて精度のよい測定を可能ならしめた
ものである。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例について説明す
る。図１に示す如き既設のコンクリート構造物ａの表面
に歪ゲージｂを貼付し、図２に示す如く歪ゲージｂの周
囲のコンクリートに切欠きｃを設け、作用していた応力
が解放される際の変化量から内部応力を推定する。
る。図１に示す如き既設のコンクリート構造物ａの表面
に歪ゲージｂを貼付し、図２に示す如く歪ゲージｂの周
囲のコンクリートに切欠きｃを設け、作用していた応力
が解放される際の変化量から内部応力を推定する。
【００１３】なお歪ゲージｂは求めようとする応力の方
向に対応して１〜３枚貼付され、また切欠き作業は乾式
のダイヤモンドホィール等を用いる。図３に示すように
歪ゲージｂを貼付する部分の幅をＬとし、切欠き、深さ
をＤとするとき、後述のようにＤ／Ｌが約３／８となる
ように切欠き深さＤを設定する。本方法の特徴は前記切
欠き深さＤを小さく抑えながら精度のよい測定を可能な
らしめた点にあり、Ｄ／Ｌの値を様々に変化させて応力
の開放される度合を、構造体を有限長さの要素（構造分
割要素）の集合体に置換し、離散的な各要素の力学特性
を求める数値解法の一種である有限要素法を用いて解析
を行った。
向に対応して１〜３枚貼付され、また切欠き作業は乾式
のダイヤモンドホィール等を用いる。図３に示すように
歪ゲージｂを貼付する部分の幅をＬとし、切欠き、深さ
をＤとするとき、後述のようにＤ／Ｌが約３／８となる
ように切欠き深さＤを設定する。本方法の特徴は前記切
欠き深さＤを小さく抑えながら精度のよい測定を可能な
らしめた点にあり、Ｄ／Ｌの値を様々に変化させて応力
の開放される度合を、構造体を有限長さの要素（構造分
割要素）の集合体に置換し、離散的な各要素の力学特性
を求める数値解法の一種である有限要素法を用いて解析
を行った。
【００１４】計算は２次元平面応力場と仮定し、ポアソ
ン比は０．２を用いた。図６に示すように歪ゲージｂの
中心を通る軸Ｘ−Ｘに対して応力は左右対称であるか
ら、中心軸の片側だけ計算すればよい。、図７に有限要
素法の解析メッシュと境界条件を示す。初期状態のコン
クリートには一様な圧縮応力が働いているとして計算し
た。
ン比は０．２を用いた。図６に示すように歪ゲージｂの
中心を通る軸Ｘ−Ｘに対して応力は左右対称であるか
ら、中心軸の片側だけ計算すればよい。、図７に有限要
素法の解析メッシュと境界条件を示す。初期状態のコン
クリートには一様な圧縮応力が働いているとして計算し
た。
【００１５】而して図８に示すように、コンクリート構
造物ａの歪ゲージｂを貼付ける部分に着目し、構造物の
表面に沿って〜までの４区間に分け、各区間毎にＤ
／Ｌを変化させた場合の歪の変化を解析結果より求め、
図９に結果をプロットした。図９において横軸はＤ／Ｌ
で、縦軸の相対歪とは〜の各区間のあるＤ／Ｌにお
ける歪を、切欠きの存在しない場合の初期状態の歪で除
した値である。従ってＤ／Ｌが０のとき、即ち切欠きの
存在しないときには、縦軸の値は各区間とも１となる。
造物ａの歪ゲージｂを貼付ける部分に着目し、構造物の
表面に沿って〜までの４区間に分け、各区間毎にＤ
／Ｌを変化させた場合の歪の変化を解析結果より求め、
図９に結果をプロットした。図９において横軸はＤ／Ｌ
で、縦軸の相対歪とは〜の各区間のあるＤ／Ｌにお
ける歪を、切欠きの存在しない場合の初期状態の歪で除
した値である。従ってＤ／Ｌが０のとき、即ち切欠きの
存在しないときには、縦軸の値は各区間とも１となる。
【００１６】図９より明らかなようにＤ／Ｌが大きくな
るに伴って歪は徐々に減少していき、圧縮から引張へと
変化していく。そしてＤ／Ｌが３／８の付近で各区間と
も歪がほぼ０になることが分る。Ｄ／Ｌが更に大きくな
ると、歪は引張側に転じる。このようにＤ／Ｌが１以下
の範囲においても、特定のＤ／Ｌのときに歪ゲージを貼
付した部分の応力がほぼ完全に開放されたことが分る。
るに伴って歪は徐々に減少していき、圧縮から引張へと
変化していく。そしてＤ／Ｌが３／８の付近で各区間と
も歪がほぼ０になることが分る。Ｄ／Ｌが更に大きくな
ると、歪は引張側に転じる。このようにＤ／Ｌが１以下
の範囲においても、特定のＤ／Ｌのときに歪ゲージを貼
付した部分の応力がほぼ完全に開放されたことが分る。
【００１７】次に本発明のコンクリート構造物に対する
適用例を示す。骨材の最大寸法に応じて適当な長さの歪
ゲージｂを選定し、コンクリート構造物ａにおける測定
しようとする個所に測定幅Ｌの歪ゲージｂを接着剤で貼
付する。応力の方向が既知の場合には図１０のように１
枚の歪ゲージｂを貼付し、応力の方向が未知の場合図１
１に示すように３枚の歪ゲージｂを貼付する。
適用例を示す。骨材の最大寸法に応じて適当な長さの歪
ゲージｂを選定し、コンクリート構造物ａにおける測定
しようとする個所に測定幅Ｌの歪ゲージｂを接着剤で貼
付する。応力の方向が既知の場合には図１０のように１
枚の歪ゲージｂを貼付し、応力の方向が未知の場合図１
１に示すように３枚の歪ゲージｂを貼付する。
【００１８】（イ）次いで歪ゲージｂの値を歪測定器に
よって読取り初期値とする。 （ロ）次いで前記歪ゲージｂの周囲をダイヤモンドホィ
ール等の乾式の切断機で切欠く。このとき同切欠きｃの
深さＤは３／８Ｌとする。 （ハ）かくして切欠き作業が終った後、再び歪ゲージｂ
の値を読取り、前述の（イ）ように歪測定器で読み取っ
た初期値との差を開放歪とする。
よって読取り初期値とする。 （ロ）次いで前記歪ゲージｂの周囲をダイヤモンドホィ
ール等の乾式の切断機で切欠く。このとき同切欠きｃの
深さＤは３／８Ｌとする。 （ハ）かくして切欠き作業が終った後、再び歪ゲージｂ
の値を読取り、前述の（イ）ように歪測定器で読み取っ
た初期値との差を開放歪とする。
【００１９】（ニ）更にコンクリートの圧縮強度を、例
えばシュミットハンマー法や超音波伝播速度等の既知の
測定法を用いて測定して、この測定値からコンクリート
の弾性係数が推定される。 （ホ）コンクリートに作用していた応力は（ハ）におけ
る切欠き作業終了後、再び歪ゲージの値を読み取ること
によって得た前記開放歪に前工程（ニ）で得られたコン
クリートの弾性係数を乗ずることによって求めることが
できる。
えばシュミットハンマー法や超音波伝播速度等の既知の
測定法を用いて測定して、この測定値からコンクリート
の弾性係数が推定される。 （ホ）コンクリートに作用していた応力は（ハ）におけ
る切欠き作業終了後、再び歪ゲージの値を読み取ること
によって得た前記開放歪に前工程（ニ）で得られたコン
クリートの弾性係数を乗ずることによって求めることが
できる。
【００２０】かくしてコンクリートに作用している応力
が前記（ニ）において求められたコンクリートの強度よ
り小さいと、そのコンクリート構造物は安全であると判
断できる。
が前記（ニ）において求められたコンクリートの強度よ
り小さいと、そのコンクリート構造物は安全であると判
断できる。
【００２１】
【発明の効果】このように、既設のコンクリート構造物
に歪ゲージを貼付し、同歪ゲージの周囲のコンクリート
を切欠き深さＤと測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８とな
るように設定したことによって精度のよい応力の推定が
可能となる。次に表１に一般的な最大寸法とかぶりの例
を挙げ、各例について推奨される測定幅Ｌと切欠き深さ
Ｄ＝３／８×Ｌを示した。
に歪ゲージを貼付し、同歪ゲージの周囲のコンクリート
を切欠き深さＤと測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８とな
るように設定したことによって精度のよい応力の推定が
可能となる。次に表１に一般的な最大寸法とかぶりの例
を挙げ、各例について推奨される測定幅Ｌと切欠き深さ
Ｄ＝３／８×Ｌを示した。
【００２２】
【表１】
【００２３】これらの例から明らかなように切欠き深さ
Ｄはいずれの場合においてもかぶりより小さく、切欠き
によって鉄筋に損傷を与えることがない。このように本
発明によれば、既設のコンクリート構造物の表面に歪ゲ
ージを貼付し、同歪ゲージの周囲のコンクリートを切欠
き深さＤと測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８となるよう
に切欠いて、前記コンクリート構造物に作用している応
力が開放される際の歪の変化量から内部応力を推定する
ようにしたので、コンクリート構造物の鉄筋を毀傷する
ことなく、簡便にしかも精度よく既設のコンクリート構
造物に作用している応力を推定することが可能となる。
Ｄはいずれの場合においてもかぶりより小さく、切欠き
によって鉄筋に損傷を与えることがない。このように本
発明によれば、既設のコンクリート構造物の表面に歪ゲ
ージを貼付し、同歪ゲージの周囲のコンクリートを切欠
き深さＤと測定幅Ｌとの比Ｄ／Ｌが約３／８となるよう
に切欠いて、前記コンクリート構造物に作用している応
力が開放される際の歪の変化量から内部応力を推定する
ようにしたので、コンクリート構造物の鉄筋を毀傷する
ことなく、簡便にしかも精度よく既設のコンクリート構
造物に作用している応力を推定することが可能となる。
【００２４】また既設の構造物に作用している応力を知
ることができるようになり、構造物の安定性をより的確
に判定できるようになる。
ることができるようになり、構造物の安定性をより的確
に判定できるようになる。
【図１】既存のコンクリート構造物に歪ゲージを取付け
た状態を示す正面図。
た状態を示す正面図。
【図２】前記構造物に切欠きを設けた状態を示す縦断面
図である。
図である。
【図３】前記構造物に設けた切欠きの深さを設定した状
態を示す縦断面図である。
態を示す縦断面図である。
【図４】コンクリート構造物における測定幅と切欠き深
さとの関係を示す縦断面図である。
さとの関係を示す縦断面図である。
【図５】コンクリート構造物の内部構造を示す部分拡大
縦断面図である。
縦断面図である。
【図６】本発明の供試体を示す縦断面図である。
【図７】前記供試体に対する有限要素法の解析メッシュ
と境界条件を示す図である。
と境界条件を示す図である。
【図８】切欠き深さＤと歪ゲージの取付位置の関係を示
す説明図である。
す説明図である。
【図９】図８における切欠き深さＤと歪計測幅Ｌとの関
係を示す図表である。
係を示す図表である。
【図１０】歪ゲージの取付例を示す平面図である。
【図１１】歪ケージの他の取付例を示す平面図である。
ａ コンクリート構造物 ｂ 歪ゲージ ｃ 切欠き ｄ セメントペースト ｅ 骨材 ｅ′ 粗骨材 ｆ 鉄筋
Claims (1)
- 【請求項１】 既設のコンクリート構造物の表面に歪ゲ
ージを貼付し、同歪ゲージ周囲のコンクリートを切欠
き、同歪ゲージを貼付する部分の幅をＬとし、切欠き深
さをＤとするとき、Ｄ／Ｌがおよそ３／８になるように
切欠き深さを設定することを特徴とする既設コンクリー
ト構造物に作用する応力の推定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22305194A JPH0886704A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 既設コンクリート構造物に作用する応力の推定法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22305194A JPH0886704A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 既設コンクリート構造物に作用する応力の推定法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0886704A true JPH0886704A (ja) | 1996-04-02 |
Family
ID=16792072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22305194A Pending JPH0886704A (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 既設コンクリート構造物に作用する応力の推定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0886704A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004101322A (ja) * | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Zenitaka Corp | コンクリート構造部材のひずみ測定方法及び現有応力測定方法 |
| JP2006275698A (ja) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Railway Technical Res Inst | コンクリート構造物内部ひずみの測定方法及びコンクリート構造物 |
| JP2008268123A (ja) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Oriental Shiraishi Corp | 鉄筋コンクリート部材の応力測定システム及び方法 |
| CN103076118A (zh) * | 2011-10-26 | 2013-05-01 | 贵州中建建筑科研设计院有限公司 | 砼构件工作应力的环切检测方法 |
| CN104729870A (zh) * | 2015-04-02 | 2015-06-24 | 天津市市政工程研究院 | 一种混凝土桥梁结构现存预应力检测的方法 |
| CN113324686A (zh) * | 2021-05-26 | 2021-08-31 | 中冶建筑研究总院有限公司 | 通过砼表面应力释放检测预应力及温度收缩应力的方法 |
| CN114509191A (zh) * | 2022-01-14 | 2022-05-17 | 东南大学 | 一种基于开槽法测量混凝土工作应力的分步检测方法 |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP22305194A patent/JPH0886704A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114509191B (zh) * | 2022-01-14 | 2024-06-04 | 东南大学 | 一种基于开槽法测量混凝土工作应力的分步检测方法 |
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