JPS6010254B2 - 捩り試験装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、構造物の換り試験装置に関するものである
。

長大橋、超高層ビル、マンモスタンカ、海洋構造物、原
子力発電所などにみられるように、構造物は近年ますま
す巨大化の傾向にあるが、これら大形構造物は大形にな
ればなるだけ台風、地震を含めた圧力、外力、振動など
が複雑に作用しあうきびしい環境のもとでの安全性が強
く要求される。これらの諸条件をふまえて設計され、実
際に建造された実大構造物のおこりうる各種条件のもと
での安全性を実証するために構造物試験機が製作され、
種々の構造物の試験に使用されている。現在用いられて
いる構造物試験機は大形構造物の都材たとえば柱もしく
は梁などの一部に対して引張り、圧縮、曲げ試験を行っ
たり、これらの正負繰返しの疲労試験を行ったりするも
のであって、換り試験を行いうるものは殆んど製作され
ていない。これは従釆の振り試験装置においては試験体
に加える大きな擦りモーメントに耐える十分な剛性を有
する大がかりな反力枠が必要となり、装置がきわめて大
形となるためと考えられる。

しかしながら地震国であるわが国においては大形構造物
の耐震設計を合理的に行う上からも構造物部材の換り試
験を行うことが可能な経済的な模り試験装置の実現が要
望されているが、未だそれを望み得ない現状にある。

この発明はこのような実情に鑑みなされたもので、従釆
の構造物の部村に対する操り試験装置における前記の不
都合を十分に解決した換り試験装置を提供しようとする
ものである。

以下図面を参照しながら、この発明にかかる一実施例に
ついて詳しく説明する。

第１図は実施例装置の主要部を示す斜視図である。

１は試験体でたとえば直径１机、長さ５肌の鉄筋コンク
リート円柱である。

２は負荷用取付具であって両側にトルクアームを有し、
試験体１に操りトルクを与える用をなし、十分な剛性を
もつよう作られており、試験体１の両端部に複数個のリ
ング状核ばね（リングフェーダ）などを利用して固定さ
れる。

３は反力受用取付具で前記負荷用取付具２と同様の形状
をしており、それらと同様な方法で試験体１の中央部に
固定される。

４は負荷用取付具２とトルクアームに荷重を加える２対
の負荷装置、たとえば容量２５仇の油圧ジャッキ、５は
反応受用取付具３の左右のトルクアームからの反力をう
ける１対の対負荷装置、たとえば容量５０仇の油圧ジャ
ッキで、図においては右側のもののみが示されている。

４および５の油圧ジャッキはトルクア‐−ムに若干の変
位を生じても前記油圧ジャッキの加圧ロッド‘こ無理が
かからぬよう球面座形の取付け部を有している。６は負
荷用支持枠で、その両端部に負荷装置すなわち油圧ジャ
ッキ４がそれぞれ取付けられる。

７は反力受用支持枠で、負荷用支持枠６に比して、曲げ
に対して十分な剛性をもつ部材で構成され、その中央部
に対負荷装置すなわち油圧ジャッキ５が取付けられる。

８は連結枠で、その両端部で、負荷用支持枠６および反
力受用支持枠７の各１対のそれぞれ機部と結合されてお
り、前記連結枠８の端部に施された切込部９に挿入した
両端にねじ部を有するタィロッド１０を介して、上部の
連結枠８同志、下部の連結枠８同志がしっかりと連結さ
れる。タィロッド１０は図示のとおりその両端で座金お
よびナットを用いて取付けられる。つぎにこの装置によ
る動作について説明する。

定盤（図示せず）上に、負荷用支持枠６、反力受用支持
枠７、連結枠８およびタィロッド１０で組立てられた枠
組を据付け、その枠組の中央に負荷用取付具２および反
力受用取付具３を所定位置に固定した試験体１を設置す
る。負荷用の油圧ジャッキ４に油圧源（図示せず）から
の圧油を作用させ、負荷用取付具２の両側のトルクアー
ムに荷重を加え、試験体１に対して、矢視の方向にトル
クを作用させる。一方、対負荷用の油圧ジャッキ５に同
時に圧油を作用させて反力受用取付具３の両側のトルク
アームに前記失視の方向と反対方向にトルクを作用させ
前記の負荷トルクと桔抗させる。この場合、油圧ジャッ
キ４の力（シリンダ力）をＦ，、試験体１の軸心から油
圧ジャッキ４の作用点中心までの距離を１，、また油圧
ジャッキ５の力（シリンダ力）をＦ２、試験体１の軸心
から油圧ジャッキ５の作用点中心までの距離を１２とす
ると、が，１，＝Ｆ２１２となるように各油圧ジャッキ
が作動するようにしなければならない。したがって各取
付具２、および３の各トルクアームの長さを同一すなわ
ち１，＝１２にしておく場合には、Ｆ２＝が，になるよ
う油圧ジャッキ５の容量を油圧ジャッキ４のそれの２倍
に選定しておく必要がある。また各油圧ジャッキのロッ
ドの押出し量をできる限り均一にしておかねばならない
。そのために精度の高い油量の分配装置を油圧源と各油
圧ジャッキ間の回路に設置しておく必要がある。これら
の制御を各油圧シリンダの側面に電気油圧式サーボ弁を
取付け各トルクアームにロードセルを介して油圧ジャッ
キのシリンダ力を付加させるようにし、油圧ジャッキ４
についてはシリンダ力が全て等しく、油圧ジャッキ５に
ついては、左右のシリンダ力が同等であるとともにその
各々の大きさが油圧シリンダ４のシリンダ力の丁度２倍
になるように各ロードセルからの信号電流によって圧油
の供給をコントロールする方法によればもっとも精度高
く行うことができる。一方負荷用油圧ジャッキ４からの
反力は負荷用支持枠６を介して、また対負荷用油圧ジャ
ッキ５からの反力は反力受用支持枠７を介して、それぞ
れ連結枠８に伝達され、結果として上下の左右各１対の
連結枠を連結する各タィロッドに引張力が，を生起させ
ることとなる。

したがってタィロッドにこの引張力によって生ずる応力
がその使用材料の降伏点より十分低い値になるようその
直径ならびに材質を選定すればよい。したがって枠組各
部に生ずる力はいずれも内力として完全に平衡させるこ
とができ、定盤や基礎に作用する外力は全く生じない。
試験体１の表面の各所における操り試験間におけるひず
みの測定は測定箇所に適当な容量のストレーンゲージを
はりつけることによって測定することが可能である。取
付具を工夫することによって試験体には各種断面形状の
ものを試験しうろことは勿論である。以上のようにして
試験体１に反力受用取付臭３のトルクアームを介し対負
荷用油圧ジャッキ５によって苗抗湊リトルクを与えて、
バランスをとりながら、負荷用取付具２のトルクアーム
を介して負荷用油圧ジャッキ４によって所定の振りトル
クを試験体１に加えることによって擦り試験を実施する
ことができる。

したがって前記の説明によって明らかなようにこの発明
にかかる装置は従来の擦り試験装置におけるような試験
体に加える大きな操りモーメントに耐えうる十分な剛性
を有する大がかりな反力枠の必要がなく、単純な曲げに
耐えうる枠、単純な引張りに耐えうるロッドの組合せか
らなる簡単な枠組で構成されており、外力としては自重
以外は全く作用しないため、定盤や据付け基礎に配慮す
る必要がない。

また負荷に必要な擬リトルクもトルクの形で負荷するの
ではなく、取付具のトルクアームに直接力を加えればよ
いので、油圧ジャッキなどによって大きい力でありなが
ら高い精度にて荷重をかけることが可能である。すなわ
ち、この発明によって構造物部材に模り試験を行うこと
を可能ならしめる経済的な換り試験装置を提供しえたも
のである。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明にかかる実施例装置を示し、第１図はこ
の装置の主要部を示す斜視図である。 １・・・・・・試験体、２・・・・・・負荷用取付具、
３・・・・・・反応受用取付具、４・・・・・・負荷装
置（２５仇油圧ジャッキ）、５・・・・・・対負荷装置
（５０枕油圧ジャッキ）、６・…・・負荷用支持枠、７
・・・・・・反力受用支持枠、８・・・・・・連結枠、
１０・…・・タィロツド。 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 両側にトルクアームを有する負荷用取付具を両端部
   または中央部に、同じく両側にトルクアームを有する反
   力受用取付具を中央部または両端部にそれぞれ固定した
   柱状試験体把持装置と、前記負荷用トルクアームを介し
   て前記試験体に同一方向に負荷トルクを加える負荷装置
   を取付けた１対の負荷用支持枠と、前記反力受用取付具
   のトルクアームを介しての前記試験体から伝達される反
   力に拮抗する対負荷装置を取付けた１対の反力受用支持
   枠と、これら両支持枠の各１対をその両端部において結
   合する連結枠と、この連結枠同志を相互に連結するタイ
   ロツドとよりなる枠組からなり、前記枠組の中央部に設
   置した前記柱状試験体にその各取付具のトルクアームを
   介して各１対の負荷装置からの負荷を等しく、かつ１対
   の対負荷装置からの拮抗負荷を前記負荷装置の各負荷の
   ２倍または２分の１になるようにしたことを特徴とする
   捩り試験装置。