JP2008275319A - Portable longitudinal elastic modulus measuring device, longitudinal elastic modulus measuring method, and breaking strength measuring method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンクリートやアスファルトコンクリート、木材などの固形物体からなる既存の人工構造物や、岩盤や樹木などの固形物体である既存の非人工物体(以下、測定対象物体と称する)の診断に用いられる縦弾性係数測定装置と破断強度測定方法に関する。特に、測定対象物体である人工構造物や非人工物体の所在現場において、前記測定対象物体に形成した試験体に必要な荷重を載荷し縦弾性係数を測定する携帯型縦弾性係数測定装置、荷重載荷時の試験体の曲げ変形を利用した縦弾性測定方法および破断強度測定方法に関する。 The present invention is used for diagnosis of existing artificial structures made of solid objects such as concrete, asphalt concrete, and wood, and existing non-artificial objects (hereinafter referred to as measurement target objects) that are solid objects such as bedrock and trees. The present invention relates to a longitudinal elastic modulus measuring device and a breaking strength measuring method. In particular, in a place where an artificial structure or non-artificial object that is a measurement target object is located, a portable longitudinal elastic modulus measurement device that loads a necessary load on a test body formed on the measurement target object and measures a longitudinal elastic modulus, a load The present invention relates to a method for measuring longitudinal elasticity and a method for measuring breaking strength using bending deformation of a test specimen at the time of loading.
従来、既存の構造物(測定対象物体)の診断のために縦弾性係数の測定、破断強度の測定を行う方法としては、測定対象物体から円柱状の試験体(直径:100mm×長さ:200mm)を採取して測定室に持ち帰り、万能試験機を用いて縦弾性係数の測定や破断強度の測定を行うのが一般的である。 Conventionally, as a method of measuring the longitudinal elastic modulus and measuring the breaking strength for diagnosing existing structures (objects to be measured), a cylindrical specimen (diameter: 100 mm x length: 200 mm) from the object to be measured ) Is collected and taken back to the measuring room, and the longitudinal elastic modulus and the breaking strength are generally measured using a universal testing machine.
ここで使用する万能試験機は、圧縮または引張試験により、構造物を構成する材料の弾性係数や破断強度を測定するものであり、使用する試験体は、上述した円柱状の試験体である。この試験体を用いて圧縮強度の測定を行うには400kgf/cm2を試験体に載荷する必要がある。また、引張試験により破断強度を測定するには、30kgf/cm2を載荷する必要がある。かかる荷重の載荷には、油圧等の外部動力が必要である。 The universal testing machine used here measures the elastic modulus and breaking strength of the material constituting the structure by a compression or tensile test, and the test specimen used is the above-described cylindrical specimen. In order to measure the compressive strength using this specimen, it is necessary to load 400 kgf / cm 2 on the specimen. In order to measure the breaking strength by a tensile test, it is necessary to load 30 kgf / cm 2 . To load such a load, external power such as hydraulic pressure is required.
また、これまでの測定方法では、円柱状の試験体を採取する必要があり、その寸法は直径:100mm×長さ:200mmと大きい。このため、構造物に大きな採取跡が残ってしまうとともに、採取した円柱状試験体を測定室に持ち帰らなければならないため、現場においてリアルタイムに構造物の縦弾性係数や破断強度を測定できないという問題があった。また、このことは現場の状況に応じて最適な復旧活動がその場でできないという問題があった。 In addition, in the conventional measurement method, it is necessary to collect a cylindrical specimen, and the dimensions are large: diameter: 100 mm × length: 200 mm. For this reason, a large collection trace remains in the structure, and the sampled cylindrical specimen must be taken back to the measurement room, so that the longitudinal elastic modulus and breaking strength of the structure cannot be measured in real time on site. there were. In addition, this has a problem that optimal recovery activities cannot be performed on the spot according to the situation at the site.
更に、試験体を測定室に持ち帰らなければならないことから輸送コストがかかるとともに、高価で大きな万能試験器を用いなければ試験ができないため、構造物の診断にコストがかかるという問題があった。 Further, since the test body must be brought back to the measurement room, there is a problem that the transportation cost is high, and the test cannot be performed unless an expensive and large universal tester is used.
標準より小さい径の試験体を採取して圧縮強度を測定する方法として、コンクリート構造体から直径:15mmから30mm、長さは直径の倍程度の小径円柱状試験体を複数採取し、その小径円柱状試験体を複数回に渡る圧縮試験の平均値から構造物の縦弾性係数や破断強度を推定する技術が提案されている(特許文献1)。 As a method of measuring compressive strength by collecting specimens with a diameter smaller than the standard, several small diameter cylindrical specimens with a diameter of 15 to 30 mm and a length approximately twice the diameter are collected from the concrete structure, and the small diameter circle is obtained. There has been proposed a technique for estimating a longitudinal elastic modulus and a breaking strength of a structure from an average value of a compression test over a plurality of columnar specimens (Patent Document 1).
しかし、この技術においても採取した円柱状試験体は、従来の万能試験機を使っての圧縮試験によって縦弾性係数の測定や破断強度の試験を行わなければならず、現場においてリアルタイムに構造物の縦弾性係数の測定や破断強度の試験を行うことができないという問題がある。 However, the cylindrical specimens collected by this technology must also be subjected to a measurement of longitudinal elastic modulus and a test of breaking strength by a compression test using a conventional universal testing machine. There is a problem that the measurement of the longitudinal elastic modulus and the test of the breaking strength cannot be performed.
上記の問題を解決する方法として、測定対象物体に直径:45mm×長さ:90mm〜135mm程度の円柱状試験体を形成し、この試験体にねじり試験を施すことによって測定対象物体の縦弾性係数やねじり強度を現場にて推定する技術が提案されている(特許文献2)。しかし、この技術においては直接測定できる弾性係数はせん断弾性係数であり、縦弾性係数を求めるためにはポアソン比を適当な値に仮定しなければならないという問題がある。
そこで、本発明の課題は、コンクリートなどの既存の人工構造物や岩盤などの既存の非人工物体の所在現場において、構造物の診断に必要な縦弾性係数と破断強度を直接測定できるようにするための、縦弾性係数測定装置の提供、これを用いた縦弾性係数の測定方法、及び破断強度試験方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to make it possible to directly measure the longitudinal elastic modulus and the breaking strength necessary for diagnosing a structure at a site where an existing artificial structure such as concrete or an existing non-artificial object such as a rock is located. An object of the present invention is to provide a longitudinal elastic modulus measuring apparatus, a longitudinal elastic modulus measuring method using the same, and a breaking strength test method.
(1)本発明は、測定対象物体の表面から柱状体が残るように穿孔し、測定対象物体中に形成された片持ち梁構造の試験体の開放端の一端に曲げ荷重を作用させる携帯型荷重載荷器と、前記荷重を検出する荷重検出器と、前記荷重により前記試験体に生じた変位を検出する変位検出器と、前記変位を縦弾性係数に換算する換算器とを備えたことを特徴とする。構造物などの測定対象物体にコアドリル等により円柱状試験体を片持ち梁となるように形成し、この片持ち梁の開放端の一端に集中荷重を加えることにより曲げ変形を生じさせる。携帯型荷重試験器により加えた荷重の値と曲げ変形により生じた変位の値から構造体の縦弾性係数を換算する換算器により、試験体を採取、持ち帰ることなく、測定対象物体の縦弾性係数を直接測定することができる。
(2)前記測定対象物体は、コンクリート、アスファルトコンクリートおよび木材等で建造された人工構造物、又は岩盤、樹木等の非人工物体であることを好適である。
(3)本発明は、測定対象物体の表面から柱状体が残るように穿孔し、該測定対象物体中に片持ち梁構造の試験体を形成し、前記試験体の開放端に曲げ荷重を作用させることにより曲げ変形を発生させ、前記変形により生じた変位を前記測定対象物体の縦弾性係数に換算することを特徴とする。
(1) The present invention is a portable type in which a columnar body remains perforated from the surface of a measurement target object, and a bending load is applied to one end of an open end of a cantilever structure test body formed in the measurement target object. A load loader; a load detector for detecting the load; a displacement detector for detecting a displacement generated in the specimen by the load; and a converter for converting the displacement into a longitudinal elastic modulus. Features. A cylindrical test body is formed into a cantilever beam by a core drill or the like on an object to be measured such as a structure, and bending deformation is caused by applying a concentrated load to one end of the open end of the cantilever beam. With a converter that converts the longitudinal elastic modulus of the structure from the value of the load applied by the portable load tester and the displacement caused by the bending deformation, the longitudinal elastic modulus of the object to be measured is collected without taking the test specimen and taking it home. Can be measured directly.
(2) The measurement object is preferably an artificial structure constructed of concrete, asphalt concrete, wood, or the like, or a non-artificial object such as a rock mass or a tree.
(3) The present invention drills so that a columnar body remains from the surface of the object to be measured, forms a test body with a cantilever structure in the object to be measured, and applies a bending load to the open end of the test object. Bending deformation is generated, and the displacement generated by the deformation is converted into a longitudinal elastic modulus of the object to be measured.
本発明は、上記(3)に記載の荷重を前記試験体が破断するまで加えることにより、測定対象物体の破断強度を測定することを特徴とする。 The present invention is characterized in that the breaking strength of the object to be measured is measured by applying the load described in (3) above until the specimen is broken.
本発明の携帯型縦弾性係数測定装置によれば、油圧等の外部動力を用いることなく、測定対象物体の所在現場において、縦弾性係数を直接測定することができる。また、本発明の携帯型荷重試験器により荷重を前記試験体が破断に至るまで増大させて、破断時の荷重の値を求めることにより、現場において測定対象物体の破断強度を測定することができる。 According to the portable longitudinal elastic modulus measuring device of the present invention, the longitudinal elastic modulus can be directly measured at the site where the measurement target object is located without using external power such as hydraulic pressure. Further, by increasing the load by the portable load tester according to the present invention until the test body breaks and determining the value of the load at the time of the break, the break strength of the object to be measured can be measured in the field. .
図面に基づき本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。図1は測定対象物体10に円柱状の試験体11を形成した状態を示した図である。円柱状試験体11は、市販のコアドリルを用いることによって形成すればよい。従来技術においては、ダイヤモンドチップを先端に有する円筒状のドリルビットを備えたコアドリルにより、中実の大口径の孔を測定対象物体10に設けた後、中実の円柱体(試験体11)を測定対象物体10から折り取り、それを万能試験機に供するための直径:100mm×長さ:200mmの円柱状試験体を得ている。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto. FIG. 1 is a view showing a state in which a cylindrical test body 11 is formed on an object 10 to be measured. The cylindrical specimen 11 may be formed by using a commercially available core drill. In the prior art, a solid cylindrical body (test body 11) is formed after a solid large-diameter hole is provided in the object 10 by a core drill having a cylindrical drill bit having a diamond tip at the tip. A cylindrical specimen having a diameter of 100 mm and a length of 200 mm is obtained from the object 10 to be measured and used in a universal testing machine.
本実施の形態では、円筒状ドリルビットを用いて穿孔を行うところまでは、これまでのコアドリルの使用方法と何ら変わるところはないが、試験体11を折り取らずに前記測定対象物体10にそのまま残置しておくことに特徴がある。 In the present embodiment, until the drilling is performed using the cylindrical drill bit, there is no difference from the conventional method of using the core drill, but the test object 11 is not broken and the measurement target object 10 is left as it is. It is characterized by leaving it behind.
図2は試験体11を測定対象物体10に残置させ、測定対象物体10に現場にて形成した円柱状試験体11を荷重が載荷された片持ち梁としてとらえた状態を示したものである。図2に示すように現場にて荷重を載荷することによって、前記試験体11は曲げ変形の状態となり変位を生じさせることができる。 FIG. 2 shows a state in which the test body 11 is left on the measurement target object 10 and the cylindrical test body 11 formed on the measurement target object 10 in the field is regarded as a cantilever loaded with a load. As shown in FIG. 2, by applying a load on site, the test body 11 is in a bending deformation state and can be displaced.
測定対象物体10が所在する現場にて載荷荷重の大きさを変化させながら、変位を記録し、既知の方法、すなわち構造力学等で一般的に知られている片持ち梁の開放端に荷重を載荷した際の荷重とたわみの関係式を換算式として適用すれば、現場にて縦弾性係数を測定できることになる。この時、前記荷重を与えながら前記変位を記録しつづける時間は5分〜10分間程度であり、前記の換算式を予めノート型パーソナルコンピュータなどの記憶・演算装置に格納しておけば、現場にて縦弾性係数を求めることができる。 The displacement is recorded while changing the magnitude of the loading load at the site where the measurement object 10 is located, and the load is applied to the open end of a cantilever beam that is generally known by a known method, that is, structural mechanics. If the relational expression between the load and deflection at the time of loading is applied as a conversion formula, the longitudinal elastic modulus can be measured at the site. At this time, the time for continuously recording the displacement while applying the load is about 5 to 10 minutes, and if the above conversion formula is stored in a storage / calculation device such as a notebook personal computer in advance, Thus, the longitudinal elastic modulus can be obtained.
以上の説明では、載荷荷重の大きさが測定対象物体10の弾性変形範囲内であることが前提となっている。しかし、載荷荷重の値を試験体が破断に至るまで大きくすることによって、破断時の荷重を現場にて記録することも可能である。これにより、破断強度を測定することが可能である。なお、破断時の荷重の大きさがわかればよいので、変位の計測は省略しても試験を行うことが可能である。 In the above description, it is assumed that the magnitude of the loaded load is within the elastic deformation range of the object 10 to be measured. However, it is also possible to record the load at the time of breakage by increasing the value of the loaded load until the test piece breaks. Thereby, the breaking strength can be measured. Since it is only necessary to know the magnitude of the load at the time of fracture, the test can be performed even if measurement of displacement is omitted.
図3は本発明の一実施の形態である携帯型縦弾性係数測定装置の構成機器を示した図である。図3に示すように、実施の形態発明による携帯型縦弾性係数測定装置は、携帯型荷重載荷器30と前記携帯型荷重載荷器30により載荷した荷重を検出するための荷重検出器31と、試験体11に生じた曲げ変形による変位を検出するための変位検出器32によって構成されていれば良い。 FIG. 3 is a diagram showing components constituting a portable longitudinal elastic modulus measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the portable longitudinal elastic modulus measuring device according to the embodiment of the present invention includes a portable load loader 30 and a load detector 31 for detecting the load loaded by the portable load loader 30; What is necessary is just to be comprised by the displacement detector 32 for detecting the displacement by the bending deformation which arose in the test body 11. FIG.
図3に示す測定対象物体10の材質や形成した円柱状試験体11の寸法によって縦弾性係数の測定方法は多少異なるが、ここでは前記試験体11の直径と長さが従来技術に比較して小型(直径:45mm×長さ:約113mm〜158mm程度)の場合について説明する。
なお、実際の現場においては図1で示したように、測定対象物体10に形成した試験体11の周囲には測定対象物体10が存在しているが、図3においては、本発明の縦弾性係数測定方法をわかりやすく説明するため、前記試験体11の周囲から測定対象物体10を省略して示しある。
The method of measuring the longitudinal elastic modulus is slightly different depending on the material of the object to be measured 10 shown in FIG. 3 and the dimensions of the formed cylindrical test body 11, but here the diameter and length of the test body 11 are different from those of the prior art. A case of a small size (diameter: 45 mm × length: about 113 mm to 158 mm) will be described.
In the actual site, as shown in FIG. 1, the measurement target object 10 exists around the test body 11 formed on the measurement target object 10, but in FIG. 3, the longitudinal elasticity of the present invention is present. In order to explain the coefficient measurement method in an easy-to-understand manner, the measurement object 10 is omitted from the periphery of the test body 11.
試験体11と測定対象物体10は、試験体11が片持ち梁状であることを強調するために試験体11の底面のみが測定対象物体10と一体化している様子を図示し、試験体11の周囲には本発明による縦弾性係数を測定するために必要な構成機器を分離して示している。 The test body 11 and the measurement target object 10 illustrate the state in which only the bottom surface of the test body 11 is integrated with the measurement target object 10 in order to emphasize that the test body 11 has a cantilever shape. The components necessary for measuring the longitudinal elastic modulus according to the present invention are separately shown around the.
図3においては、荷重検出器31は、携帯型荷重載荷器30と試験体11の間に位置しているが、荷重検出器31は携帯型荷重載荷器30によって発生される荷重を検出できればこれに限定されるものではない。測定対象物体10の材質や試験体11の寸法や現場での状況に応じて適宜に設置位置を変えることができる。 In FIG. 3, the load detector 31 is located between the portable load loader 30 and the test body 11. However, if the load detector 31 can detect the load generated by the portable load loader 30, It is not limited to. The installation position can be appropriately changed according to the material of the measurement object 10, the dimensions of the test body 11, and the situation at the site.
図4は、携帯型荷重載荷器30の動作を説明するためのものである。図4(a)に携帯型荷重載荷器30の詳細を示す。載荷時の作動概要は載荷ハンドル400を回転させることによって、固定ボデー411に対してスライドボデー410を平行移動させることによって所定の載荷力を得ることができる。すなわち、載荷ハンドル400は貫通孔402によってハンドルブラケット401と接続されている一方、ハンドルブラケット401はメインスクリュー404と固定されている。 FIG. 4 is a view for explaining the operation of the portable load loader 30. FIG. 4 (a) shows details of the portable load loader 30. FIG. The outline of the operation at the time of loading is that a predetermined loading force can be obtained by rotating the loading handle 400 and moving the slide body 410 in parallel with respect to the fixed body 411. That is, the loading handle 400 is connected to the handle bracket 401 through the through hole 402, while the handle bracket 401 is fixed to the main screw 404.
したがって、載荷ハンドル400を回転させることによってメインスクリュー404も回転し、スライドボデー410に設けられたメインスクリュー受け雌ねじ405との作用によって固定ボデー411に対してスライドボデー410が相対的に移動することとなる。さらにメインスクリュー404は固定ボデー411に平行に取り付けられているアッパースライドピン406とロワースライドピン407によって挟まれており、スライドボデー410にはアッパースライドピン受け孔408とロワースライドピン受け孔409とが設けられているので、メインスクリュー404の回転によって作動するスライドボデー410は平行に相対移動することになる。 Therefore, by rotating the loading handle 400, the main screw 404 also rotates, and the slide body 410 moves relative to the fixed body 411 by the action of the main screw receiving female screw 405 provided on the slide body 410. Become. Further, the main screw 404 is sandwiched between an upper slide pin 406 and a lower slide pin 407 that are mounted in parallel to the fixed body 411. The slide body 410 has an upper slide pin receiving hole 408 and a lower slide pin receiving hole 409. Therefore, the slide body 410 operated by the rotation of the main screw 404 is relatively moved in parallel.
また、メインスクリュー404、アッパースライドピン406およびロワースライドピン407は載荷しようとする荷重(最大で100kgf程度)に対して十分な剛性を有しているため、前記試験体11に直接接触し、荷重を載荷する曲率歯412と載荷時の反力を分担するフラット歯413も平行に移動することができる。また、試験体11と直接接触する前記曲率歯412は曲率をもっているため、試験体11との接触状況を管理することが容易である。 In addition, the main screw 404, the upper slide pin 406, and the lower slide pin 407 have sufficient rigidity with respect to the load to be loaded (maximum of about 100kgf). The curvature tooth 412 for loading the load and the flat tooth 413 for sharing the reaction force upon loading can also move in parallel. In addition, since the curvature tooth 412 that is in direct contact with the test body 11 has a curvature, it is easy to manage the contact state with the test body 11.
なお、載荷ハンドル400の両端に設けられているハンドルストッパー403は、載荷ハンドル400がハンドルブラケット401から脱落するのを防止するためのものである。図4(b)に試作した荷重載荷器30の写真を示す。 The handle stoppers 403 provided at both ends of the loading handle 400 are for preventing the loading handle 400 from falling off the handle bracket 401. FIG. 4 (b) shows a photograph of the prototype loader 30.
図5は先端にダイヤモンドチップを有する外径:52mm×内径:45mm×有効穿孔深さ:300mmの円筒状ドリルビットを用いて、コアドリルによりモルタルで作成した測定対象物体10に直径:45mm×長さ:約113mm〜158mmの円柱状試験体11を形成した状態と、さらに、試験体11に隣接させて、携帯型荷重載荷器30と荷重検出器31を収納させるためのスペース12を直径:32mmのドリルビットを用いて深さが30mm程度になるように穿孔した状態を示したものである。このときに穿孔突起部13が形成されるのだが、これは携帯型荷重載荷器30と荷重検出器31を収納させる際の妨げとなったので、タガネやマイナスの貫通ドライバーを用いてハンマーなどの打撃により取り除くこととした。 Fig. 5 shows the measurement object 10 made of mortar with a core drill using a cylindrical drill bit with an outer diameter of 52 mm × inner diameter: 45 mm × effective drilling depth: 300 mm with a diamond tip at the tip. Diameter: 45 mm × length : A state in which a cylindrical test body 11 of about 113 mm to 158 mm is formed, and a space 12 for accommodating the portable load loader 30 and the load detector 31 adjacent to the test body 11 and having a diameter of 32 mm It shows a state where a drill bit is drilled to a depth of about 30 mm. At this time, the perforation protrusion 13 is formed, but this has hindered the storage of the portable load loader 30 and the load detector 31. It was decided to remove it by striking.
図5(b)に測定対象物体10に形成した試験体11と収納スペース12の断面を示す。図6は図5で示した穿孔突起部13を取り除いた後の状態を示したものである。図6(a)はモルタル製の測定対象物体10に円柱状試験体11が形成されており、携帯型荷重載荷器30と荷重検出器31の収納スペースが直線状に接続されていることがわかる。図6(b)に実際に形成した写真を示す。 FIG. 5 (b) shows a cross section of the test body 11 and the storage space 12 formed on the object 10 to be measured. FIG. 6 shows a state after the perforation protrusion 13 shown in FIG. 5 is removed. FIG. 6 (a) shows that a cylindrical test body 11 is formed on a measurement object 10 made of mortar, and the storage space for the portable load loader 30 and the load detector 31 is connected linearly. . FIG. 6 (b) shows a photograph actually formed.
図7は縦弾性係数を測定するための試験を行っている様子を示したものである。収納スペース12に納められた携帯型荷重載荷器30の載荷ハンドル400を回転させることによって、曲率歯412に荷重が作用し、フラット歯413が反力を受け持っており、そのときの荷重を荷重検出器31が計測している。そして、モルタル製の測定対象物体10に形成した直径:45mm×長さ:約113mm〜158mmの円柱状試験体11に、曲げ変形が生じており、そのときの変位を変位検出器32が計測している。 FIG. 7 shows a state in which a test for measuring the longitudinal elastic modulus is being performed. By rotating the loading handle 400 of the portable load loader 30 stored in the storage space 12, a load acts on the curvature tooth 412, and the flat tooth 413 takes charge of the reaction force, and the load at that time is detected. The instrument 31 is measuring. Then, bending deformation is generated in the cylindrical test body 11 having a diameter of 45 mm × length of about 113 mm to 158 mm formed on the measurement object 10 made of mortar, and the displacement detector 32 measures the displacement at that time. ing.
ここに、測定対象物体10とそこに形成された円柱状試験体11はモルタルであること、また、円柱状試験体11の寸法が直径:45mm×長さ:約113mm〜158mmであることから、ここでは縦弾性係数を測定する方法と破断強度を試験するために、荷重検出器31として(株)東京測器研究所製の品名:圧縮超小型荷重計、品番:CLS-2KNAを用いることとし、また、変位検出器32には(株)東京測器研究所製の品名:クリップ型変位計、品番:UB-2を用いることにした。 Here, the measurement object 10 and the cylindrical specimen 11 formed thereon are mortar, and the dimensions of the cylindrical specimen 11 are diameter: 45 mm × length: about 113 mm to 158 mm, Here, in order to test the method of measuring the longitudinal elastic modulus and the breaking strength, the load detector 31 is a product name: compression micro load cell manufactured by Tokyo Sokki Kenkyujo Co., Ltd., product number: CLS-2KNA. In addition, as the displacement detector 32, a product name: clip type displacement meter manufactured by Tokyo Sokki Kenkyujo Co., Ltd., product number: UB-2 was used.
ただし、前述したように、破断強度試験の際には破断時の荷重の大きさのみが計測できればよいので、変位検出器32は省略することができる。また、ここで用いた荷重検出器31の使用制限として、載荷された荷重を正確に検出するためには底面が平面と接していることが条件となっている。そこで本実施例では、クランクプレート14を用いることにより、この条件を満たすことにした。 However, as described above, the displacement detector 32 can be omitted because it is sufficient that only the magnitude of the load at the time of breaking can be measured in the breaking strength test. In addition, as a restriction on the use of the load detector 31 used here, the bottom surface is in contact with a flat surface in order to accurately detect the loaded load. Therefore, in this embodiment, this condition is satisfied by using the crank plate 14.
図8はクランクプレート14の詳細を示したものである。このクランクプレート14は荷重検出器31と直接接触する平面プレート部15と、収納スペース12に設置がしやすいように設けられた取っ手16とから構成されており、クランクプレート14に求められる性能は破断強度を試験するための大きさの荷重を載荷しても平面プレート部15が変形しない程度の剛性をもつことであるが、これは、クランクプレート14に一般構造用鋼であるSS41程度の強度を持たせれば十分に達成することができる。クランクプレート14は収納スペース12の大きさに応じて作成すれば良いのだが、概ね1〜2mm程度の厚みが必要である。 FIG. 8 shows the details of the crank plate 14. This crank plate 14 is composed of a flat plate portion 15 that is in direct contact with the load detector 31 and a handle 16 provided so as to be easily installed in the storage space 12, and the performance required for the crank plate 14 is broken. The flat plate part 15 has a rigidity that does not deform even when a load of a magnitude for testing the strength is loaded. This is because the crank plate 14 has a strength of about SS41, which is a general structural steel. If you have it, you can achieve it well. The crank plate 14 may be made according to the size of the storage space 12, but it needs to have a thickness of about 1 to 2 mm.
図9は縦弾性係数を測定しているときの実際の様子を写真で示したものである。ここでは、載荷が容易に行えるように、携帯型荷重載荷器30の載荷ハンドル400をレンチで延長して回転させ、荷重を載荷している。 FIG. 9 is a photograph showing an actual state when the longitudinal elastic modulus is measured. Here, the load handle 400 of the portable load loader 30 is extended and rotated by a wrench so that the load can be easily loaded.
図10に上記の要領で載荷を行い、試験体11が曲げ変形を生じる際にたわんだ変位量を横軸にとり、載荷した荷重の大きさを縦軸にとったときの結果を示す。たわみ(変位)と荷重の関係をプロットし、そのときのたわみと荷重との関係を最小二乗法などによって近似直線100を得て、さらにその傾き101をその場で求める。 FIG. 10 shows the results when loading was performed in the above-described manner, the amount of displacement when the specimen 11 was bent and deformed on the horizontal axis, and the magnitude of the loaded load on the vertical axis. The relationship between the deflection (displacement) and the load is plotted, and the relationship between the deflection and the load at that time is obtained by an approximate straight line 100 by the least square method or the like, and the slope 101 is obtained on the spot.
直線の傾き101は既知の換算式によって縦弾性係数に変換することができる。さらに、測定対象物体10が等方性であると仮定し、前記特許文献2により求めたせん断弾性係数とからポアソン比を導出することもできる。 The straight line slope 101 can be converted into a longitudinal elastic modulus by a known conversion formula. Furthermore, assuming that the measurement target object 10 is isotropic, the Poisson's ratio can be derived from the shear elastic modulus obtained from Patent Document 2.
表1は同一の測定対象物体10に対して、試験体11の直径寸法Dを45mmに固定し、試験体11の長さLを約113mm、135mmおよび158mmに設定して縦弾性係数を求めた結果である。これらの試験体11の直径寸法Dと長さ寸法Lの比L/Dはそれぞれ約2.5、3および3.5に相当するが、いずれの値も20回〜30回測定を行った結果を平均したものであり、従来の圧縮試験により求めた縦弾性係数の値約21GPaとほぼ同じであることが確認できた。 Table 1 shows that for the same object 10 to be measured, the diameter D of the test body 11 was fixed to 45 mm, and the length L of the test body 11 was set to about 113 mm, 135 mm, and 158 mm to obtain the longitudinal elastic modulus. It is a result. The ratio L / D between the diameter dimension D and the length dimension L of these specimens 11 corresponds to about 2.5, 3 and 3.5, respectively, but all values are averages of the results of measurements 20 to 30 times. It was confirmed that it was almost the same as the value of about 21 GPa of the longitudinal elastic modulus obtained by the conventional compression test.
本発明の携帯型荷重試験器によれば、現場においてリアルタイムで構造物の縦弾性係数と破断強度とを簡易に測定することができることから、試験経費を大幅に低減したり、現場において適切は復旧及び補修作業を行ったりすることに利用できる可能性がある。 According to the portable load tester of the present invention, it is possible to easily measure the longitudinal elastic modulus and breaking strength of a structure in real time in the field. And may be used for repair work.
10 測定対象物体
11 試験体
30 携帯型荷重載荷器
31 荷重検出器
32 変位検出器
400 載荷ハンドル
401 ハンドルブラケット
402 貫通孔
403 ハンドルストッパー
404 メインスクリュー
405 メインスクリュー受け雌ねじ
406 アッパースライドピン
407 ロワースライドピン
408 アッパースライドピン受け孔
409 ロワースライドピン受け孔
410 スライドボデー
411 固定ボデー
412 曲率歯
413 フラット歯
12 収納スペース
13 穿孔突起部
14 クランクプレート
15 平面プレート部
16 取っ手
100 近似直線
101 近似直線の傾き
10 Object to be measured
11 Specimen
30 Portable loader
31 Load detector
32 Displacement detector
400 Loading handle
401 Handle bracket
402 Through hole
403 Handle stopper
404 main screw
405 Main screw receiving female screw
406 Upper slide pin
407 Lower slide pin
408 Upper slide pin receiving hole
409 Lower slide pin receiving hole
410 slide body
411 fixed body
412 curvature teeth
413 flat teeth
12 Storage space
13 Drilling protrusion
14 Crank plate
15 Flat plate section
16 Handle
100 approximate line
101 Slope of approximate line
Claims (4)
前記荷重を検出する荷重検出器と、
前記荷重により前記試験体に生じた変位を検出する変位検出器と、
前記変位を縦弾性係数に換算する換算器とを備えたことを特徴とする携帯型縦弾性係数測定装置。 A portable load loader that applies a bending load to the open end of the test body of the cantilever structure in the measurement target object formed by drilling so that the columnar body remains from the surface of the measurement target object;
A load detector for detecting the load;
A displacement detector for detecting displacement generated in the specimen by the load;
A portable longitudinal elastic modulus measuring apparatus comprising a converter for converting the displacement into a longitudinal elastic modulus.
前記試験体の開放端に曲げ荷重を作用させることにより曲げ変形を発生させ、
前記変形により生じた変位を前記測定対象物体の縦弾性係数に換算することを特徴とする縦弾性係数測定方法。 Drilling so that the columnar body remains from the surface of the object to be measured, forming a test body with a cantilever structure,
Bending deformation is generated by applying a bending load to the open end of the specimen,
A method of measuring a longitudinal elastic modulus, wherein the displacement caused by the deformation is converted into a longitudinal elastic modulus of the object to be measured.
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