(57)【要約】【課題】非磁性材料からなる構造物を被測定部材とし、その応力測定に関し、長期間にわたる応力変化のモニタリングを可能にする。【解決手段】非磁性材料からなる被測定部材１に磁性体からなる測定板２を貼付し、該測定板２の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材１の応力を測定するようにする。また、測定板２の被測定部材１への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、被測定部材１の荷重変化後の測定板２の応力を磁歪法により測定して、該測定板２の荷重変化後の応力測定結果と上記初期応力との差分を被測定部材１の応力とした。【選択図】    図１
2004317158.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料からなる被測定部材（１）の応力測定方法であって、
被測定部材（１）に磁性体からなる測定板（２）を貼付し、
該測定板（２）の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材（１）の応力を測定する、ことを特徴とする非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項２】
測定板（２）の被測定部材（１）への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、
被測定部材（１）の荷重変化後の測定板（２）の応力を磁歪法により測定して、該測定板（２）の荷重変化後の応力測定結果と上記初期応力との差分を被測定部材（１）の応力とした、ことを特徴とする請求項１に記載の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項３】
測定板（２）についてこれにかけた応力とそのときの磁歪法における磁歪測定器の出力電圧との対応関係を調べておき、
該対応関係に基づいて以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定を行うようにした、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項４】
歪みゲージ（５）を上記測定板（２）に貼付し、
磁歪法による該測定板（２）の出力電圧と上記歪みゲージ（５）を用いた歪みゲージ法による応力値との関係を、以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定に用いた、ことを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項５】
歪みゲージ（６）を上記測定板（２）の近傍における被測定部材（１）に貼付し、磁歪法による該測定板（２）の出力電圧と上記歪みゲージ（６）を用いた歪みゲージ法による応力値との関係を、以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定に用いた、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項６】
磁歪法による測定点（４）を複数設けた、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４又は請求項５に記載の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項７】
測定板（２）の厚さを被測定部材（１）の応力変化に影響がない程度のものにした、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５又は請求項６に記載の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【請求項８】
測定板（２）を被測定部材（１）に蒸着することにより形成した、ことを特徴とする請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５、請求項６又は請求項７に記載の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、構造物、特に非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリートなどの構造物の応力測定は歪みゲージ法により計測するのが一般的である。
図７は、このような従来の歪みゲージ法による応力測定方法を示すもので、被測定部材がコンクリートでその壁面ａに歪みゲージｂが防水用接着剤ｃにて貼付されている。歪みゲージｂには図示しない測定機器に接続するためのリード線ｄが設けられている。
【０００３】
そして、コンクリートａに応力がかかると、これとともに歪みゲージｂがその応力により歪み、これにより抵抗値が変化するため、該抵抗値の変化を応力換算してコンクリートａにかかった応力を測定することが出来る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、歪みゲージ法による応力測定方法にあっては、歪みゲージをコンクリートに貼付しなければならず、この歪みゲージは剥がれやすく一般的に寿命が短いため、長期間にわたる応力変化をモニタリングすることができないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
ところで、構造体の応力測定には、その構造体が磁性材料である場合に、特開平２００３−２１５６３号に示されたような磁歪法を利用することが出来る。磁歪法による応力測定方法とは、強磁性材料に荷重が作用すると透磁率に異方性が生じ、荷重方向の透磁率が大きくなり、反対に荷重方向と直角方向の透磁率が小さくなるので、両透磁率の差を磁歪センサ（磁歪測定器の検出プローブ）により検出することによって、主応力の方向および大きさを測定する手法である。
【０００６】
しかし、被測定部材が非磁性材料から成る構造体にあっては、磁歪法による応力測定方法を用いることができず、歪みゲージ法により応力測定を行うしかなかった。
【０００７】
本発明は、かかる問題点を解決するために創設されたものである。すなわち、本発明の目的は、非磁性材料からなる構造物を被測定部材とし、その応力測定に関し、長期間にわたる応力変化をモニタリングすることが出来る非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の非磁性材料からなる被測定部材（１）の応力測定方法は、被測定部材（１）に磁性体からなる測定板（２）を貼付し、該測定板（２）の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材（１）の応力を測定するようにしたことを特徴とする。
この発明によれば、コンクリートなどの非磁性材料からなる構造体の応力を磁歪法で測定することを可能とし、従来のように歪みゲージ法における歪みゲージ（５）を構造物に貼付する必要がないため、長期間にわたる応力変化をモニタリングすることが出来る。
【０００９】
測定板（２）の被測定部材（１）への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、被測定部材（１）の荷重変化後の測定板（２）の応力を磁歪法により測定して、該測定板（２）の荷重変化後の応力測定結果と上記初期応力との差分を被測定部材（１）の応力とすると、測定板（２）の初期応力を除いた被測定部材（１）の応力変化を精度良く測定することが出来る。
【００１０】
測定板（２）についてこれにかけた応力とそのときの磁歪法における磁歪測定器の出力電圧との対応関係を調べておき、該対応関係に基づいて以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定を行うようにすると、被測定部材（１）の応力の測定をさらに精度良く行うことが出来る。
【００１１】
歪みゲージ（５）を上記測定板（２）に貼付し、磁歪法による測定板（２）の出力電圧と上記歪みゲージ（５）を用いた歪みゲージ法による応力値との関係を、以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定に用いると、磁歪法による応力測定結果を歪みゲージ法による応力値で検証することが出来る。
【００１２】
歪みゲージ（６）を上記測定板（２）の近傍における被測定部材（１）に貼付し、磁歪法による該測定板（２）の出力電圧と上記歪みゲージ（６）を用いた歪みゲージ法による応力値との関係を、以後の被測定部材（１）の磁歪法による応力測定に用いると、磁歪法による応力測定結果を歪みゲージ法による応力値で検証することができ、検証の結果を上記測定板（２）の磁歪法による応力測定方法にフィードバックすることによりさらに精度良い測定結果を得ることが期待できる。
【００１３】
磁歪法による測定点（４）を複数設けると、複数の測定点（４）の測定値からせん断応力差積分法を用いて主応力をさらに精度良く測定ことが出来る。
【００１４】
測定板（２）の厚さを被測定部材（１）の応力変化に影響がない程度のものにすると、被測定部材（１）にかかる応力のみを精度良く測定できる。
【００１５】
測定板（２）を被測定部材（１）に蒸着することにより形成すると、測定板（２）の被測定部材（１）への貼付を簡単にすることが出来る。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照にして説明する。なお、各実施の形態は本発明をコンクリートの応力測定方法に適用したものである。
【００１７】
図１及び図２は、第１の実施の形態にかかるもので被測定部材としてコンクリート１に測定板である鋼板２を貼付したものを示し、図１は正面図を、図２は断面図を示す。
測定板２としてこの実施の形態では鋼板を用いたが、他に鉄・ニッケル・コバルト等の磁性体からなるものであればよい。
【００１８】
鋼板２はコンクリート壁面１に接着剤３により貼付される。コンクリート壁面１又は鋼板２に接着剤３を塗布した後、接着剤３が完全に硬化しない状態で鋼板２をコンクリート壁面１に貼付する。接着剤３は硬化に伴う収縮が少ないものを使用することが望ましい。これは接着剤３が硬化するときに鋼板２に応力が発生してしまうからである。
【００１９】
鋼板２の厚さは、例えば０．３ｍｍとされ、コンクリート１に応力がかかったときに、鋼板２が貼付されていることによりその応力に影響を与えない程度のものとする。なお、あらかじめ、鋼板２をコンクリート１に貼付することによるコンクリート１にかかる応力に対して与える影響の度合いを解析することにより、多少厚い鋼板を用いることも可能である。
鋼板２については、予め応力と磁歪式応力測定器の出力電圧の関係（磁化特性）を調べておく。
【００２０】
コンクリート１にかかる応力変化を測定するには、先ず、鋼板２の任意の点を測定点４（図面上●で表した部位である。以下同じ。）とし、該測定点４に磁歪測定器の検出プローブ（磁歪センサ）を当てて、その出力電圧を検出する。この測定点４は、図１に示すように碁盤目状に複数箇所とする。測定点４を複数箇所とするのは、磁歪測定器の出力電圧から得られる応力値が主応力差であることから、せん断応力差積分法を用いて主応力を分離するためである。なお、応力が作用する方向が明確な場合には測定点４は１点でも構わない。
【００２１】
このように、コンクリート１にかかる応力が変化したときには、鋼板２について磁歪測定法を用いて鋼板２の応力を測定することにより、コンクリート１にかかる応力を測定することが出来る。
【００２２】
そして、従来のように歪みゲージを用いないため、非磁性材料からなる被測定部材の長期間にわたる応力変化をモニタリングすることが出来る。
【００２３】
また、鋼板２をコンクリート１に貼付したときに、鋼板２に磁歪測定器の検出プローブ（磁歪センサ）を当ててその初期応力を測定すると、精度良い応力測定を行うことが出来る。
【００２４】
すなわち、鋼板２はその製造工程において、或いはコンクリート壁面への貼付時に応力が発生する場合がある。かかる初期応力が残留応力として残った状態である場合にはその後の応力測定に誤差が生じる可能性があり、測定結果を不正確なものにしてしまう。特に、鋼板２をボルト締めによりコンクリート１壁面に貼付した場合には、鋼板２にボルト締めによる応力が発生してしまっている。
【００２５】
そこで、コンクリート１に鋼板２を貼付した後鋼板２の初期応力を磁歪測定法により測定し、コンクリート１にかかる荷重変化等による応力の変化は、随時磁歪法で計測した応力と初期応力の差で表すことで、さらに精度良いコンクリート１の応力測定を行うことが出来る。
【００２６】
図３は、第２の実施の形態にかかるもので、正面図を示す。この第２の実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、鋼板２に歪みゲージを貼付した点である。従って、第２の実施の形態の説明については、上記第１の実施の形態を同様の部分については、図面に同一符号を付すことにより説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００２７】
鋼板２には、図３に示すように、２つの歪みゲージ５がそれぞれ貼付されている。この歪みゲージ５は、鋼板２に生じた応力を測定することが出来る。
【００２８】
そして、コンクリート１に応力変化があった場合、鋼板２とともに歪みゲージ５も歪むため、鋼板２の磁歪測定法による応力測定と歪みゲージ５の歪みゲージ法による応力測定を同時に行うことが出来る。
【００２９】
そのため、特に、鋼板２について予め応力と磁歪式応力測定器の出力電圧の関係（磁化特性）が不明である場合でも、鋼板２を歪みゲージ法により応力測定を精度良く行うことが出来る。そして、鋼板２の磁歪法による出力電圧と上記歪みゲージ法による応力との対応関係から、以後の鋼板２についての磁歪法による応力測定法に用いることができ、コンクリート１の応力測定を可能にする。特に、短期間でのコンクリート１の応力変化が見込めるときに有効であり、また、測定板について応力と出力電圧の関係（磁化特性）が明確で無い磁性体の応力も簡単に計測できる。
【００３０】
図４は、第３の実施の形態にかかるもので、正面図を示す。この第３の実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、歪みゲージを鋼板２の他にコンクリート１壁面に貼付した点である。従って、第３の実施の形態の説明については、上記第１の実施の形態を同様の部分については、図面に同一符号を付すことにより説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００３１】
コンクリート１の壁面であって、上記鋼板２の貼付箇所の近傍には２つの歪みゲージ６が貼付されている。
【００３２】
そして、コンクリート１に応力変化があった場合、鋼板２とともに歪みゲージ６が歪むため、鋼板２の磁歪測定法による応力測定と歪みゲージ６の歪みゲージ法による応力測定を同時に行うことができ、鋼板２についての磁歪法による応力測定方法の結果をコンクリート１の歪みゲージ法による応力測定値で検証することができ、検証の結果を上記鋼板２の磁歪法による応力測定方法にフィードバックすることによりさらに精度良い測定結果を得ることが期待できる。
【００３３】
なお、この第３の実施の形態にかかる鋼板２に、さらに別の歪みゲージを貼付し、該歪みゲージを用いて歪みゲージ法により鋼板２の応力測定を行い、その測定値を加味してコンクリート１の応力測定に反映させることが出来るのは勿論である。
【００３４】
図５及び図６は、第４の実施の形態にかかるもので、図５は正面図を、図６は断面図を示す。この第４の実施の形態が上記第１の実施の形態と異なる点は、測定板を鋼板２でなく、ニッケルの蒸着膜にした点である。従って、第４の実施の形態の説明については、上記第１の実施の形態を同様の部分については、図面に同一符号を付すことにより説明を省略し、異なる部分について主に説明する。
【００３５】
コンクリート１の壁面の任意の箇所にニッケルの蒸着膜７を形成し、該ニッケル蒸着膜７を測定板とした。
そして、ニッケル蒸着膜７の任意な点に複数の磁歪法による測定点４を形成する。
【００３６】
このように、コンクリート１に応力変化があった場合、ニッケル蒸着膜７が歪むため、これを磁歪測定法により応力測定することによりコンクリート１の応力変化を測定することが出来る。
また、この第４の実施の形態にあっては、測定板を蒸着膜としたが本発明はこれに限らず、磁性材料を塗布するようにしてもよい。
【００３７】
なお、上記各実施の形態において、被測定部材をコンクリートとしたが、本発明はこれに限らず、プラスチック等の非磁性材料から成るものであればよい。
【００３８】
【発明の効果】
上述したように、本発明の非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法は、非磁性材料からなる被測定部材の応力測定方法であって、被測定部材に磁性体からなる測定板を被測定部材に貼付し、該測定板の歪みを磁歪法により応力に換算して上記被測定部材の応力を測定するようにしたことを特徴とする。
この発明によれば、コンクリートなどの非磁性材料からなる構造体の応力を磁歪法で測定することを可能とし、従来のように歪みゲージ法における歪みゲージを構造物に貼付する必要がないため、長期間にわたる応力変化をモニタリングすることが出来る。
【００３９】
測定板の被測定部材への貼付直後または貼付前の応力を磁歪法により測定して初期応力とし、被測定部材の荷重変化後の測定板の応力を磁歪法により測定して、該測定板の荷重変化後の応力測定結果と上記初期応力との差分を被測定部材の応力とすると、測定板の初期応力を除いた被測定部材の応力変化を精度良く測定することが出来る。
【００４０】
測定板についてこれにかけた応力とそのときの磁歪法における磁歪測定器の出力電圧との対応関係を調べておき、該対応関係に基づいて以後の被測定部材の磁歪法による応力測定を行うようにすると、被測定部材の応力の測定をさらに精度良く行うことが出来る。
【００４１】
歪みゲージを上記測定板に貼付し、磁歪法による測定板の出力電圧と上記歪みゲージを用いた歪みゲージ法による応力値との関係を、以後の被測定部材の磁歪法による応力測定に用いると、磁歪法による応力測定結果を歪みゲージ法による応力値で検証することができ、検証の結果を上記鋼板の磁歪法による応力測定方法にフィードバックすることによりさらに精度良い測定結果を得ることが期待できる。
【００４２】
歪みゲージを上記測定板の近傍における被測定部材に貼付し、磁歪法による該測定板の出力電圧と上記歪みゲージを用いた歪みゲージ法による応力値との関係を、以後の被測定部材の磁歪法による応力測定に用いると、磁歪法による応力測定結果を歪みゲージ法による応力値で検証することが出来る。
【００４３】
磁歪法による測定点を複数設けると、複数の測定点の測定値からせん断応力差積分法を用いて主応力をさらに精度良く測定ことが出来る。
【００４４】
測定板の厚さを被測定部材の応力変化に影響がない程度のものにすると、被測定部材にかかる応力のみを精度良く測定できる。
【００４５】
測定板を被測定部材に蒸着することにより形成すると、測定板の被測定部材への貼付を簡単にすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２とともに本発明の第１の実施の形態を示すもので、本図は正面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】第２の実施の形態を示す正面図である。
【図４】第３の実施の形態を示す正面図である。
【図５】図６とともに本発明の第４の実施の形態を示すもので、本図は正面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】従来の応力測定方法を説明するための正面図である。
【符号の説明】
１  被測定部材（コンクリート）
２  測定板（鋼板）
３  接着剤
４  測定点
５  歪みゲージ
６  歪みゲージ
７  ニッケル蒸着膜
【図１】
2004317158.tif 000003
【図２】
2004317158.tif 000004
【図３】
2004317158.tif 000005
【図４】
2004317158.tif 000006
【図５】
2004317158.tif 000007
【図６】
2004317158.tif 000008
【図７】
2004317158.tif 000009