(57)【要約】【課題】構造物に対して実際の風圧による変形を模して簡便に荷重を掛け、また繰り返し荷重を行うことのできる模擬風圧試験方法を提供することを課題とする。【解決手段】構造物と、前記構造物を支える支持体を接合して気密の空間部を形成し、前記支持体の一部に設けられた孔から、前記空間部の空気を排出して前記空間部を減圧にして前記構造物を変形させることにより、実際の風圧による変形を模する前記構造物の模擬風圧試験方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物と前記構造物を支える支持体を接合して気密の空間部を形成し、前記支持体の一部に設けられた孔から、前記空間部の空気を排出して前記空間部を減圧にして前記構造物を変形させることにより、実際の風圧による変形を模する前記構造物の模擬風圧試験方法。
【請求項２】
構造物の外側全体を樹脂フィルムで覆い、構造物と支持体の接合部に前記樹脂フィルムを密着させて気密とする請求項１に記載の模擬風圧試験方法。
【請求項３】
構造物が樹脂成形品である請求項１または２に記載の模擬風圧試験方法。
【請求項４】
構造物の変形量を変位計で測定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の模擬風圧試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の変形量や強度を簡易的に測定する模擬風圧試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
看板等の屋外に設置された構造物は常に風圧による荷重を受け、変形を繰り返している。構造物が変形すると、その表面には引張応力や曲げ応力が発生し、この発生応力が限界応力を上回った場合は破壊することがある。また変形量が大きい場合は構造物が支持枠から脱落するおそれがある。設計風圧以下で破壊したり、支持枠から外れることを防止するためには、材料の厚味や取り付け方法を適正化することが必要である。
【０００３】
矩形等の簡単な形状の構造物であれば、変形量や発生応力を数値計算あるいは特定のプログラムによるシミュレーションで求めることができるが、成形型を使用して複雑な形状に成形した構造物では、構造物の表面が延伸され構造物の厚味が一定でなくなることから、変形量や発生応力を求めることは難しい。従って複雑な形状の構造物では実際の構造物に圧力を掛けて、変形量等を測定し、破壊圧力を求める必要がある。
【０００４】
風速に対する変形量や破壊強さを求めるためには、風洞実験を行えば正確な数値を得ることができる。しかし、風洞実験は高価である事や、強風下では実験中に変形等を目視で確認することが難しい。また一般的な風洞実験装置は４０ｍ／ｓｅｃまでの風速にしか対応していない。
【０００５】
従来の試験方法の一つとして、構造物と支持体を水平に設置し、その構造物の上に風圧に相当する量の砂等を載せて構造物の変形量や破壊限界荷重を測定していた。
【０００６】
この方法は、風荷重のように構造物全体に均等荷重を掛けることが難しい事と、実際には垂直に設置される構造物も水平に置く必要があるため、自重による影響を受けていた。
また、砂荷重を掛けるために大きな労力を要することから、短時間で荷重を掛けることが難しく、また、繰り返し荷重を掛けることも難しい。更に、人手で砂荷重を載せるため、作業が人手の届く範囲内に限定され、例えば１辺が１．５ｍを超えるようなサイズでは作業が難しいと言う問題があった。
【０００７】
他の試験方法として動風圧試験装置を用いる方法があり、例えば特許文献１に開示されているが、この方法では構造物のサイズ毎に試験装置が必要になり、また装置も高価になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平５−１８０７２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、構造物に対して実際の風圧による変形を模して簡便に荷重を掛け、また繰り返し荷重を行うことのできる模擬風圧試験方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、構造物と前記構造物を支える支持体を接合して気密の空間部を形成し、前記支持体の一部に設けられた孔から、前記空間部の空気を排出して前記空間部を減圧にして前記構造物を変形させることにより、実際の風圧による変形を模する前記構造物の模擬風圧試験方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の方法によれば、構造物に対して実際の風圧に近似した荷重を簡便に掛けることができる。すなわち、短時間で荷重を掛けたり、繰り返し荷重を掛けることができるため、短期間で構造物の適正な厚みや形状を設計したり、また適切なたわみ防止装置を配設することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は実施例１に係る模擬風圧試験の全体の一例を示す概略断面図である。
【図２】図２は構造物と支持体を樹脂フィルムで接合する一例を示す概略断面図である。
【図３】図３はたわみ防止装置の一例を示す概略断面図である。
【図４】図４は構造物の変形量の測定を行う場所を示す概略正面図である。
【図５】図５は負圧時の試験方法の一例を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、構造物と前記構造物を支える支持体を接合して気密の空間部を形成し、前記支持体の一部に設けられた孔から、前記空間部の空気を排出して前記空間部を減圧にして前記構造物を変形させることにより、実際の風圧による変形を模する前記構造物の模擬風圧試験方法である。
【００１４】
本発明の模擬風圧試験方法では、構造物と構造物を支える支持体の関係に変化がないことから、実際の構造物の変形量や強度を測定することができる。
【００１５】
本発明の構造物は、樹脂成形品であることが好ましい。樹脂材質としては特に限定されないが、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、塩化ビニル樹脂等が挙げられる。またＦＲＰ等、ガラス繊維、炭素繊維等の補強材を埋め込んだ合成樹脂複合材料を使用することもできる。
【００１６】
本発明の支持体は構造物を支えるものであり、その材質としては、剛性のある金属が挙げられ、例えば軽量で取り扱いやすいアルミが挙げられる。
【００１７】
支持体の形状としては、構造物と支持体を接合して気密の空間部を形成することが可能であれば特に限定されないが、構造物と支持体の接合が簡単に行えるような構造とすることが好ましい。これにより構造物の交換も容易となり、構造物の厚みを増減したり、形状を変えたり、構造物の変形を防止するためのたわみ防止装置等を取付けたりと、種々の試験を低コストで簡単に行うことができる。
【００１８】
支持体の一部には減圧にするための孔が設けられる。前記空間部を減圧する際、圧力を調整するための減圧弁や三方バルブ等を適宜取り付けることが好ましい。
【００１９】
構造物と支持体で形成される空間部は、そのままでは減圧を保つことが難しい場合、構造物と支持体の接合部に樹脂フィルムを密着させて気密にすることができる。樹脂フィルムとしては、特に限定されないが例えば包装材等で使用されているポリエチレン（ＬＤＰＥやＨＤＰＥ）等が使用できる。
【００２０】
構造物の変形量は変位計を用いて測定することが好ましい。変位計としては、例えば取り扱いが簡単で測定精度の高いレーザー変位計が挙げられる。
【００２１】
以下、図面を参照しながら、模擬風圧試験について詳細に説明する。
【００２２】
図１では凸型形状の構造物を用い、この構造物を実際の使用環境と同じになるように配設し、圧力モニターは真空タンクから離れた位置に配置している。
【００２３】
構造物と支持体を接合する方法は、樹脂フィルムで構造物の全体を覆っても良いし（図２）、減圧が確保できるのであれば接合する一部分を覆うだけでも良い。
【００２４】
樹脂フィルムは構造体の変形を阻害しないように、凸型成形品の立ち上がり部分に遊びを持たせることが好ましい。これにより構造物と構造物を支える支持体の関係に変化がないことから、実際の風圧に相当する構造物の変形量や強度を測定することができる。
【００２５】
図３に示すたわみ防止装置においては、構造物の内側をＬＥＤや蛍光灯で点灯した時、影ができないように該たわみ防止装置と構造物の距離を保つことが好ましい。たわみ防止装置は、構造物が風圧等で一定以上変形が起きた時、構造物とたわみ防止装置が接触し、構造物をそれ以上変形させない役目を担っており、構造物の強度向上に寄与している。たわみ防止装置の表面は、構造体にキズを付けないためにゴム等が貼られることが好ましい。
【００２６】
構造物の測定場所は構造物の大きさ、形状により任意に設定することができる。構造物の外辺付近の測定点１，２，６，７は構造体のズレを測定するためのものである（図４）。
【００２７】
図５は負圧時の試験方法を示している。すなわち、構造物の外側全体を負圧用金属箱で覆い、支持体の外辺と接合した構造である。前記金属箱の一部に孔が設けてあり、構造物の外側と金属箱とで形成される空間部の空気を前記孔から排気し、空間部ほ減圧にし、風圧の掛かる方向と逆方向に変形させることができる。
【実施例】
【００２８】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
外寸１１００×２６００（ｍｍ）、開口部１０００×２５００（ｍｍ）、支持体の飲み込み代が３０ｍｍのアルミ製支持体に、三菱レイヨン（株）製アクリライトＬ  ＃００１を使用して、成形部分の投影サイズが１０００×２０００（ｍｍ）、高さ５０ｍｍのペン皿状に成形された構造物（以下、「ペン皿成形品」という）を上記アルミ製支持体に取り付けた。
構造物の掛かり代は各辺共２０ｍｍとした。
【００２９】
その後、樹脂フィルム（サーモ（株）製  ＬＤＰＥ  厚み：２００μｍ）でアクリル製ペン皿成形品を全て覆い、樹脂フィルムとアルミ製支持体を粘着テープ（セキスイ社製マスクライトテープNo,７３０）で接合した。なお、樹脂フィルムは構造物の変形を阻害しないように、ペン皿成形品の立ち上がり部分に遊びを持たせた。
【００３０】
アルミ製支持体の一部に真空孔を設けて、耐圧ホースを介して真空タンクに接続した。耐圧ホースの一部分には構造物内の真空圧を調整するために三方バルブを取り付けた。構造物の内部の圧力をモニターするために、支持体の真空孔から離れた部分に穴を開け、圧力モニター（ＣＯＳＭＯ社製デジタルマノメーターＤＭ３５００）を接続した。圧力モニターは水圧差を利用したＵ字管でも代用することができる。
【００３１】
構造物の前方には、レーザー変位計（ライカジオシステムズ社製ＤＩＳＴ  Ｐｒｏ４´ａ）を配置した。構造物の前面には図３に示すように７点のマークを付け、マークとレーザー変位計との距離を測定した。マークの位置は構造物の形状やサイズにより任意に設定することができる。
【００３２】
片側から見る看板の場合は、裏側が箱状の金属などで覆われているため支持体はそのまま使用できるが、両面から見るタイプの看板では表裏に同じ構造物を設置する構造になっているので両面共空間になっている。片面は構造物をセットし構造物と支持枠をフィルムで接合する。残りの面にも同じ構造物をセットすることができるが２枚セットする事は効率的ではない。
【００３３】
減圧した空間部の圧力を保持するために、非測定面を強度のある金属板で全体を覆い、減圧を保持するために表面と同様に樹脂フィルムで全体を覆った。
減圧が確保できるのであれば、金属板に変えてベニヤ等も使用できる。
続いて、各風速に相当する荷重と同じ負圧力を掛けて、７点の距離を測定した。
【００３４】
風速と荷重、真空圧の関係を表１に示す。
各風速とは１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０（ｍ／ｓｅｃ）である。
【００３５】
風速から速度圧への換算式は  ｑ＝Ｖ２／１６  ・・・・・（式１）
ｑ：速度圧（真空圧）、Ｖ：風速
【００３６】
【表１】
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得られた結果（風速と変形量の関係）を表２に示す。
【００３７】
【表２】
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＊１  構造体の中心部分で構造体から４０ｍｍの位置にたわみ防止装置を設定している。
（実施例２）
図３はたわみ防止装置を示す斜視図である。
構造体の変形を減少させるために、構造物から４０ｍｍ離れた位置にたわみ防止装置を取り付けること以外は実施例１と同様に試験を行った。
たわみ防止装置は、構造物に掛かる圧力に耐えられる強度も持っている。結果を表２に示す。
（実施例３）
図５は負圧を行う時の斜視図である。
圧力を掛ける方向を負圧にする以外は実施例１と同じにした。結果を表２に示す。
（比較例１）
１個が５ｋｇ、１０ｋｇの砂袋を２２５ｋｇ分用意した。実施例１と同様に支持体にペン皿成形品を取り付け、水平に設置した状態でペン皿成形品の上に砂袋を乗せ、設定した各荷重で変形量を測定した。
【００３８】
砂荷重の移動作業は大変であり、短時間で荷重を掛けることはできなかった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明によれば、従来の風圧試験方法の代替法として、広く適用できる。
【符号の説明】
【００４０】
１    構造体
２    支持体
３    樹脂フィルム
４    粘着テープ
５    真空タンク
６    三方バルブ
７    圧力モニター
８    レーザー変位計
９    ＧＬ
１０    たわみ防止装置
１１    負圧用金属箱
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2013210250.tif 000008
【図５】
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