JPH10122985A - 構造物の歪み検知方法 - Google Patents

構造物の歪み検知方法

Info

Publication number
JPH10122985A
JPH10122985A JP28088396A JP28088396A JPH10122985A JP H10122985 A JPH10122985 A JP H10122985A JP 28088396 A JP28088396 A JP 28088396A JP 28088396 A JP28088396 A JP 28088396A JP H10122985 A JPH10122985 A JP H10122985A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
detection
strain
detecting
materials
breaking point
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28088396A
Other languages
English (en)
Inventor
Kimifumi Suzuki
公文 鈴木
Hiroshi Kurabayashi
浩 倉林
Hitoshi Sato
均 佐藤
Takashi Fujita
隆史 藤田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd filed Critical Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority to JP28088396A priority Critical patent/JPH10122985A/ja
Publication of JPH10122985A publication Critical patent/JPH10122985A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建物、塔、橋梁、隋道などの構造物にくわえ
る負荷に基づく歪みを検知して不測の事故を防止する。 【解決手段】異なった長さの同一の破断点を有する検知
用材料1,2,3,4又は異なった破断点を有する検知
用材料を複数個用い、これを並列に並べ両端を構造物の
歪みを検知しようとする位置5,6に固定し、構造物に
大きな歪みが発生したとき、その大きさに対応して破断
点の低い検知用材料から高い検知用材料へ順次、破断し
ていくように配置する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、建物、塔、橋梁、
隨道などの構造物に加わる負荷に基づく歪みを検知し
て、不測の事故を防止する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】建物を例にとれば、自重による負荷に
は、強度部材自身の重量の他に、外装や内装材料、フロ
アの構造材、空調その他の機械設備や昇降機などがあ
り、人為的な負荷には中に入る人間自身の重量と、その
生活あるいは業務等に必要な用度品、事務用品や事務器
械、工場であれば機械設備などがある。又、自然から受
ける負荷には、風力、積雪、地震、地盤の変化などがあ
る。
【0003】構造物はこれらの考えうる負荷に耐えられ
るように設計し、建設されているが、計画以上の人為的
な負荷や、又、大規模地震、予期せぬ地盤の移動などに
よって強度部材に大きな負荷を受ける事態が起こりう
る。
【0004】構造物が受ける歪みを推定する方法につい
ては、従来いくつかの提案がなされている。そのほとん
どが歪みにより、特性に変化が生じる材料を構造物の中
に組み込み、その特性の変化を調べて歪みの大きさを推
定するものである。以下に、既に提案されている案の中
から2つの例について述べる。
【0005】特表平6−500634号公報には歪みに
より、材料の相が変化する性質を利用したものである。
この内容を要約すれば、「歪みに対応して相が変化する
物質」を構造部材の応力によってその物質に「歪みを生
じさせるように固定」し、「相の変化を測定する手段」
を備えたものである。歪みにより相変化の起こる材料の
例として、変態誘起塑性合金鋼(TRIP合金鋼と呼ん
でいる)を挙げている。この材料は歪みに応答して相が
変化するが、外部から調べやすい特性変化は、磁気特性
が非磁性から強磁性に変化することである。この案は、
TRIP合金鋼を予め構造物の中の歪みが起こる位置に
組み込み、大きな歪みが発生したときなどに、この材料
自身の磁気特性の変化を調べ、歪みの量を推定しようと
するもので、その方法は、この材料の近接位置に導電コ
イルを設置し、このコイルの磁性インダクタンスを測定
することにより、材料の磁気特性変化を調べようとする
ものである。この案には下記の如き欠点がある。
【0006】1)TRIP合金鋼あるいはこれに似た特
性を有する特殊な材料を必要とすること。 2)材料の磁気特性は歪みにより非強磁性から強磁性へ
変化するが、強磁性というものの磁性的には顕著な変化
は期待できず、材料ばらつきなどを含めると精度は低い
ものになると考えられること。 3)歪みを推定するための測定方法が磁性測定となるた
め、測定装置はそのための特殊な装置を準備する必要が
あること。
【0007】特開平5−332965号公報に記載の例
は、炭素繊維を用いた繊維強化プラスチックを利用した
もので、この材料の引張りによる歪みに対応した電気抵
抗変化との関係を調べ、構造物の歪みを測定しようとす
るものである。実用上はガラス繊維と組合せた複合材と
して、構造物の中に歪みが検知できるように組み込まれ
て用いられるが、ガラス繊維は歪み検知のために使用さ
れているわけではないので、ここでは目的に従い、炭素
繊維のみをとりあげる。この方法によれば、炭素繊維は
電気を通じる材料で、引張りによる歪みが増大すると、
それに伴い電気抵抗も増加する性質があり、この関係を
調べておけば電気抵抗値を測定することにより、歪みの
量も推定できることになるというものである。実際には
歪みが大きくなっていくと、炭素繊維は不可逆の履歴を
もつようになり、負荷を減らしても電気抵抗値は初期の
値に戻らなくなるが、この性質も予め調査しておくこと
により、構造物の歪みも推定できる。しかし、この方法
にも以下のような欠点がある。
【0008】1)炭素繊維は伸びが小さいため、変位の
ごく小さい用途に用いるか、又は、伸びの絶対値が小さ
くなるような使用方法に限られる。 2)小型の検知器には不向きである。 3)設置後でも常に炭素繊維の履歴を調べておく必要が
あり、それを怠ると、万一破断があった後では、少なく
ともその炭素繊維の歪みの推定は困難である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明は構造物が大き
な負荷を受けたときにその歪みの大きさを推定するため
の従来の技術における欠点を解決し、簡単な仕組みによ
り、確実に構造物の歪みを検知しようとするものであ
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は下記の構成より
なる構造物の歪み検知方法である。 (1)異なった長さの同一の破断点を有する検知用材料
を複数用い、これを並列に並べ、両端を構造物の歪みを
検知しようとする位置に固定し、構造物に大きな歪みが
発生したとき、その大きさに対応して長さの短い検知用
材料から長い検知用材料へ順次、破断していくように配
置することを特徴とする。
【0011】(2)異なった破断点を有する同一または
同一に近い長さの検知用材料を複数用い、これを並列に
並べ、両端を構造物の歪みを検知しようとする位置に固
定し、構造物に大きな歪みが発生したとき、その大きさ
に対応して破断点の低い検知用材料から高い検知用材料
へ順次、破断していくように配置することを特徴とす
る。
【0012】(3)上記(1)又は(2)において、検
知用材料に導電性材料を用い、検知用材料の破断を電気
的な導通によって検知すること。
【0013】上記本発明の基本原理は下記のとおりであ
る。 1)検知部を構造物の強度部材の一部に取付け、強度部
材の歪みによる引張応力によって検知部に使用される検
知用材料の応力に対する伸びと、その材料の伸びの限界
を越えたときに発生する破断を利用する。
【0014】2)検知部に用いる材料は、目視で破断を
確認できる場所に設置する場合は、導電性材料である必
要はないが、電気的方法で調べる場合は、導電性材料を
用い、しかも配置は複数の材料を、それぞれがお互いに
電気的に絶縁状態にする。設置は原則として並列に引張
りを受けるように設置する。
【0015】3)一組の検知部に用いる複数の材料は、
それぞれが歪みの異なる大きさにおいて破断する性質を
有するものを用いる。この性質は次の2案により達成可
能である。 イ.同一の伸びを有する異なる長さの複数の検知用材料
を用いる。 ロ.同一の長さを有する伸びの異なる複数の検知用材料
を用いる。
【0016】4)これらの検知用材料は、歪みにより引
張りを受けた場合、それぞれ破断の限界値が異なるた
め、限界値の低い検知用材料から破断を起こす。したが
って、歪みの大きさを推定する法としては、予めこれら
の複数の検知用材料の伸びの限界値を調査しておき、ど
の限界値の検知用材料が破断したかを検知すれば歪みの
大きさを推定できる。
【0017】5)検知用材料の破断を遠隔にて調べる方
法は、検知用材料の両端に予め電気の端子を用意してお
き、電気の導通を調べることによって行う。複数の検知
用材料個々はお互いに絶縁されているので、個々の検知
用材料の導通を調査すれば、「伸び」を受けたものと
「破断」したものとが判断できる。
【0018】6)以上述べたとおり、本発明は、検知用
材料の「破断」によって歪みを推定するものであるか
ら、発生した歪みの最大値を記録したものとなり、その
歪みは破断した検知用材料の破断値と、その次の破断し
なかった検知用材料の間にあるという推定値となる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に基づいて具
体的に説明する。図1は同一の伸びを有し、長さの異な
る検知用材料1,2,3,4を4本用意し、これを構造
物の基板5,6にそれぞれ両端を固定したものである。
(a)は正面図、(b)は側面図である。この例で並列
に並べた検知用材料1,2,3,4を平行に矢印の上下
方向に引張り、伸びを与えていくと、伸びがある量に達
した時点で、まず、最も短い検知用材料1が破断する。
さらに伸びを増していくと検知用材料2が破断し、次に
検知用材料3が破断するというように、長さの短い順か
ら破断していく。予めこの検知用材料の破断点を測定し
ておけば、目的の構造物の知りたい歪み量を決めておく
ことにより、検知用材料1から4の長さを決めることが
できる。
【0020】図2は同一の長さを有し、伸びの異なる検
知用材料7,8,9,10を基板11,12の間に平行
に固定した検知部の例である。図1の場合と同様に検知
用材料と平行に矢印方向に伸びを増していくと、例えば
検知用材料7から10まで順に伸びが小から大となるよ
うに検知用材料を設置したとすれば、まず検知用材料7
が破断し、つぎに検知用材料8が破断するというように
順次破断していく。この場合は予め検知用材料7,8,
9,10の各々についての破断点を調査しておかなけれ
ばならない。
【0021】図3は本発明による検知部13を構造物1
4に設置する場合の実施例である。すなわち、構造物1
4のコーナー部に検知部13を設けた例である。図4は
図3に示す構造物14が上部が右方向へ歪みを受けた場
合の図である。本発明に係る検知部は引張りの伸びによ
る検知用材料の破断を利用するため、図のような構造物
の場合は上部両コーナーのどちらが引張り側となるか不
明であるため、両コーナーに対称に検知部の設置を行う
必要がある。勿論、実際には双方とも引張り、圧縮の両
方の応力を受けることが多いが、図4のような設置方法
でいずれの場合にも対応できる。
【0022】又、検知用材料は使用に際し、集中応力の
発生によって、その材料のもつ伸びの限界値に達する前
に破断を起こすことのないよう材料欠陥と固定方法に留
意しなければならない、一方で、電気的方法によって破
断を調べる場合は、検知用材料はお互いに電気的に絶縁
されていて、それぞれの検知用材料が単独に破断が起き
ているか否か、電気の導通の有無によって検知できなけ
ればならない。図5と図6はこれらを解決するための例
で、図5(a)は検知用材料15を線状にした場合の材
料一本についての固定方法の例で、図5(b)はその側
面図である。図6(a)はこれらを複数本の検知用材料
15,16…を組合せて電気端子17を設けた場合の断
面図(図6(b)のA−A断面図)で、図6(b)はそ
の側面図である。
【0023】構造物が歪みを起こすときは地震などのよ
うな振動によることが多い。このような場合、本発明の
検知部は引張りのみではなく、圧縮力も同時に受ける。
そのため、例えば一度破断を起こした検知用材料も、再
び圧縮力を受けるといったことが繰返されることが考え
られ、最後に破断部が接触したままになることが起こり
うる。この状態で電気的方法で調べる場合、導通を測定
しても破断を調べることができない。
【0024】図7はこの問題点を解決するための例で、
検知用材料15に予めバネ18等で背後から張力を与え
ておき、破断後は元の固定位置に戻らない構造にしたも
のである。これは検知用材料15の一方の端のみでも両
端に設置してもよい。図8は同じ伸びを有する検知用材
料を2本づつ使用した例である。材料欠陥などによる影
響を小さくし、信頼性がより高くなる。
【0025】本発明の実施例では検知用材料として線状
材を並列に配置した形状を示したが、本発明の原理にし
たがって、検知用材料の形状はさまざまに変化させるこ
とが可能である。
【0026】又、用途によっては、応力に対し歪みの量
の大きいもの、又小さいものが考えられるが、これはそ
れぞれの場合に対応して、伸びの大きい材料、小さい材
料を選択すればよい。本発明に用いる構造材の歪みを検
出する検知用材料としては、必要な特性の測定は実施し
ておかなければならないが、一般に入手可能な普通鋼あ
るいは炭素鋼などが使用できる。
【0027】
【発明の効果】本発明は、歪み検知部の構造がきわめて
簡単で、しかも歪み検知のための検知用材料は特殊なも
のでなくてもよく、一般に用いられている普通鋼、炭素
鋼などで十分に目的を達成できる。又、検知部の施工が
簡単で、特別な測定装置を必要とせず、測定は特殊な技
術が不要であるから、誰にでも簡単に行うことができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の原理図で、(a)は正面図、
(b)は側面図である。
【図2】図2は他の実施例の原理図である。
【図3】本発明を構造物に適用した場合の概念図であ
る。
【図4】図3の例が歪みを受けた状態の説明図である。
【図5】検知用材料を線状にした場合の固定方法の説明
図で、(a)は正面図、(b)は側面図である。
【図6】検知用材料を複数本組合せ、破断測定のための
電気端子を取付けた例で、(a)は正面図で同(b)の
A−A断面を示し、(b)は側面図の一部である。
【図7】検知用材料の破断が元に戻らないためバネを用
いた例の説明図である。
【図8】同じ検知用材料を2本づつ用いた例の説明図で
ある。
【符号の説明】
1,2,3,4 検知用材料 5,6 基板 7,8,910 検知用材料 11,12 基板 13 検知部 14 構造物 15,16 検知用材料 17 電気端子 18 バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 均 東京都中央区晴海3−2−22 三菱製鋼株 式会社技術部内 (72)発明者 藤田 隆史 千葉県流山市中野久木575−28

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なった長さの同一の破断点を有する検
    知用材料を複数用い、これを並列に並べ、両端を構造物
    の歪みを検知しようとする位置に固定し、構造物に大き
    な歪みが発生したとき、その大きさに対応して長さの短
    い検知用材料から長い検知用材料へ順次、破断していく
    ように配置することを特徴とする構造物の歪み検知方
    法。
  2. 【請求項2】 異なった破断点を有する同一または同一
    に近い長さの検知用材料を複数用い、これを並列に並
    べ、両端を構造物の歪みを検知しようとする位置に固定
    し、構造物に大きな歪みが発生したとき、その大きさに
    対応して破断点の低い検知用材料から高い検知用材料へ
    順次、破断していくように配置することを特徴とする構
    造物の歪み検知方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2において、検知用
    材料に導電性材料を用い、検知用材料の破断を電気的な
    導通の有無によって検知する方法。
  4. 【請求項4】 破断部の再接触を避けるため検知用材料
    に予め張力を付与しておく請求項3記載の構造物の歪み
    検知方法。
JP28088396A 1996-10-23 1996-10-23 構造物の歪み検知方法 Pending JPH10122985A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28088396A JPH10122985A (ja) 1996-10-23 1996-10-23 構造物の歪み検知方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28088396A JPH10122985A (ja) 1996-10-23 1996-10-23 構造物の歪み検知方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10122985A true JPH10122985A (ja) 1998-05-15

Family

ID=17631280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28088396A Pending JPH10122985A (ja) 1996-10-23 1996-10-23 構造物の歪み検知方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10122985A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001338018A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Iida Sangyo:Kk ホームリモートチェックシステム
JP2006250585A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Daiwa House Ind Co Ltd 耐力パネル、建物、建物の簡易診断システム、並びに建物の簡易診断方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001338018A (ja) * 2000-05-29 2001-12-07 Iida Sangyo:Kk ホームリモートチェックシステム
JP2006250585A (ja) * 2005-03-08 2006-09-21 Daiwa House Ind Co Ltd 耐力パネル、建物、建物の簡易診断システム、並びに建物の簡易診断方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2966930B2 (ja) 応力を受ける機械的構造体で使用される歪み監視装置および方法
US5728953A (en) Cable load sensing device
KR100678534B1 (ko) 전기 또는 자기에너지를 사용한 엘리베이터 로프 열화검출 장치 및 방법
Zheng et al. Investigation of measurability and reliability of adhesive-bonded built-in fiber Bragg grating sensors on steel wire for bridge cable force monitoring
JP5004955B2 (ja) ひずみ検知装置及びひずみ検知システム
Sugita et al. Materials design for self-diagnosis of fracture in CFGFRP composite reinforcement
JPH10122985A (ja) 構造物の歪み検知方法
US4870365A (en) Measuring device, reinforcement rod, process for detecting mechanical defects in fiber composite building elements and application of the process
CN105486579B (zh) 一种测量试样产生的应变的检测装置及检测方法
KR20040064253A (ko) 와이어를 이용한 교량상판의 안전진단장치
Westermo A Passive Structural Health Monitoring System for Bridges
JPH08270236A (ja) 家 屋
JP3159132B2 (ja) 鋼管の応力の測定方法
CN110174203A (zh) 高压开关触头压力测量装置和测量方法
JP7416492B2 (ja) アーマードdssケーブル
Salzano et al. Embedded-strain-sensor development for composite smart structures
CN216050391U (zh) 一种光纤光栅索力传感器的安装结构
KR102072360B1 (ko) 복도체 전선용 전자흡입력 측정장치
JP2004258041A (ja) 構造物の健全性判定装置
Thompson et al. Applications of a new solid state structural health monitoring technology
Issa et al. Structural health monitoring systems for bridge decks and rehabilitated precast prestress concrete beams
DiMarco et al. HGQ01 Test Summary Report
Shimoi et al. A Study of Measurement for Da Lording Test Using Piezoelectri
JPH1151787A (ja) 鉄塔基礎の不同変位感知表示装置
GR1009512B (el) Αισθητηρες απο νανοσυνθετα υλικα με βαση το τσιμεντο για συνεχη και μη καταστροφικο ελεγχο σε πραγματικο χρονο της δομικης ακεραιοτητας κατασκευων απο σκυροδεμα

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19980922