JPH08313387A - 重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の横揺れと縦揺れに対するシュミレーション試験装置 - Google Patents
重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の横揺れと縦揺れに対するシュミレーション試験装置Info
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- JPH08313387A JPH08313387A JP7140080A JP14008095A JPH08313387A JP H08313387 A JPH08313387 A JP H08313387A JP 7140080 A JP7140080 A JP 7140080A JP 14008095 A JP14008095 A JP 14008095A JP H08313387 A JPH08313387 A JP H08313387A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 実重量と加速度を電気量に代えサーボ油圧装
置で地震と同等な剪断又は上下方向の荷重を試験体に加
える試験装置の提供。 【構成】 フレーム(11)、加振台(6)、振動発生用油圧
シリンダー(31)、等価荷重載荷用シリンダー(21)、剪断
荷重発生用油圧シリンダー(41)、加速度検出器(4)、該
シリンダー(41)用電気−油圧サーボ機構(45)を有する。
該フレームに該シリンダー(21)と該シリンダー(41)が直
交軸線を保って支持され、該加振台は試験体(1)を支持
し該シリンダー(31)により基台(7)上で移動する。該シ
リンダー(21)は試験体の取付具(2)に連結され重量体(10
2)と等価の垂直荷重を載荷する。該シリンダー(41)は該
取付具に連結されかつ荷重検出器(5)を備え、該加速度
検出器は該取付具の力点(3)付近に設けられ該機構(45)
に導結される。該機構(45)の作動で該シリンダー(41)に
よる荷重を地震による慣性力と等価に追従させる。
置で地震と同等な剪断又は上下方向の荷重を試験体に加
える試験装置の提供。 【構成】 フレーム(11)、加振台(6)、振動発生用油圧
シリンダー(31)、等価荷重載荷用シリンダー(21)、剪断
荷重発生用油圧シリンダー(41)、加速度検出器(4)、該
シリンダー(41)用電気−油圧サーボ機構(45)を有する。
該フレームに該シリンダー(21)と該シリンダー(41)が直
交軸線を保って支持され、該加振台は試験体(1)を支持
し該シリンダー(31)により基台(7)上で移動する。該シ
リンダー(21)は試験体の取付具(2)に連結され重量体(10
2)と等価の垂直荷重を載荷する。該シリンダー(41)は該
取付具に連結されかつ荷重検出器(5)を備え、該加速度
検出器は該取付具の力点(3)付近に設けられ該機構(45)
に導結される。該機構(45)の作動で該シリンダー(41)に
よる荷重を地震による慣性力と等価に追従させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は重量体を支持している構
造部材又は構造体（以下構造部材等という。）の地震の
横揺れや縦揺れに対するシュミレーション試験装置にか
かる。
造部材又は構造体（以下構造部材等という。）の地震の
横揺れや縦揺れに対するシュミレーション試験装置にか
かる。
【０００２】
【従来の技術】重量体を支持する構造部材等の地震に対
する試験装置としては次のようなものが知られている。
する試験装置としては次のようなものが知られている。
【０００３】図７に示すように、加振台８１に試験体８
２を載せ、その上に実重量８３を載せて試験を行う。こ
のやり方は最も実際の地震の場合に近い試験を行うこと
ができるが、数百トンに及ぶ実重量を載荷してこれを振
動させることは、非常に大型かつ高価な試験装置とな
り、その上、破壊時に危険を伴うことが多い。
２を載せ、その上に実重量８３を載せて試験を行う。こ
のやり方は最も実際の地震の場合に近い試験を行うこと
ができるが、数百トンに及ぶ実重量を載荷してこれを振
動させることは、非常に大型かつ高価な試験装置とな
り、その上、破壊時に危険を伴うことが多い。
【０００４】図８に示したものは、加振台８１を駆動し
て荷重検出器８４により剪断荷重を測定する型式であ
る。これによると、剪断荷重は地震の場合、重量体の質
量ｍと重量体が受ける加速度αとによりＦ＝ｍαの剪断
荷重を受ける、という原則と全く異なり、単に加振台８
１の変位による荷重を測定するのに止まり、実際の地震
の場合の剪断荷重とは関係のないものである。また、上
下方向の揺れに対する測定装置の存在は知らない。
て荷重検出器８４により剪断荷重を測定する型式であ
る。これによると、剪断荷重は地震の場合、重量体の質
量ｍと重量体が受ける加速度αとによりＦ＝ｍαの剪断
荷重を受ける、という原則と全く異なり、単に加振台８
１の変位による荷重を測定するのに止まり、実際の地震
の場合の剪断荷重とは関係のないものである。また、上
下方向の揺れに対する測定装置の存在は知らない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、こ
れらの課題を解決するべく、実重量及び加速度を電気量
に代え、サーボ油圧装置を用いることにより実際の地震
と同等な剪断荷重又は上下方向の荷重を試験体に加えて
実験を行える試験装置を提供することを目的とする。
れらの課題を解決するべく、実重量及び加速度を電気量
に代え、サーボ油圧装置を用いることにより実際の地震
と同等な剪断荷重又は上下方向の荷重を試験体に加えて
実験を行える試験装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる重量体を
支持している構造部材等の地震の横揺れに対するシュミ
レーション試験装置は、フレーム、加振台、振動発生用
油圧シリンダー、等価荷重載荷用シリンダー、剪断荷重
発生用油圧シリンダー、加速度検出器、及び該剪断荷重
発生用油圧シリンダー用の電気−油圧サーボ機構を有し
ている。該フレームは該等価荷重載荷用シリンダーを垂
直にその上枠部に支持しかつ該剪断荷重発生用油圧シリ
ンダーを側枠部にその軸線が該等価荷重載荷用シリンダ
ーの軸線と直交する位置で支持している。該加振台は上
面に構造部材に対応する試験体の載置面を有し、基台に
該振動発生用油圧シリンダーにより移動自在に載ってい
る。該等価荷重載荷用シリンダーは試験体に対する重量
体との等価の垂直荷重を試験体に載荷するためのもので
そのピストンロッドは試験体の取付具に連結されてい
る。該剪断荷重発生用油圧シリンダーはその水平棒の端
部に該取付具との連結部と荷重検出器を備えている。該
加速度検出器は該取付具の該剪断荷重発生用油圧シリン
ダーによる力点の近くに設けられて該電気−油圧サーボ
機構に導結されている。そして、該電気−油圧サーボ機
構の作動により該剪断荷重発生用油圧シリンダーによる
荷重を地震による慣性力に追従させる。
支持している構造部材等の地震の横揺れに対するシュミ
レーション試験装置は、フレーム、加振台、振動発生用
油圧シリンダー、等価荷重載荷用シリンダー、剪断荷重
発生用油圧シリンダー、加速度検出器、及び該剪断荷重
発生用油圧シリンダー用の電気−油圧サーボ機構を有し
ている。該フレームは該等価荷重載荷用シリンダーを垂
直にその上枠部に支持しかつ該剪断荷重発生用油圧シリ
ンダーを側枠部にその軸線が該等価荷重載荷用シリンダ
ーの軸線と直交する位置で支持している。該加振台は上
面に構造部材に対応する試験体の載置面を有し、基台に
該振動発生用油圧シリンダーにより移動自在に載ってい
る。該等価荷重載荷用シリンダーは試験体に対する重量
体との等価の垂直荷重を試験体に載荷するためのもので
そのピストンロッドは試験体の取付具に連結されてい
る。該剪断荷重発生用油圧シリンダーはその水平棒の端
部に該取付具との連結部と荷重検出器を備えている。該
加速度検出器は該取付具の該剪断荷重発生用油圧シリン
ダーによる力点の近くに設けられて該電気−油圧サーボ
機構に導結されている。そして、該電気−油圧サーボ機
構の作動により該剪断荷重発生用油圧シリンダーによる
荷重を地震による慣性力に追従させる。
【０００７】該剪断荷重発生用油圧シリンダー用の電気
−油圧サーボ機構は重量体の質量に対応する電圧値を発
生する可調整型の質量対応電圧発生器を有している。
−油圧サーボ機構は重量体の質量に対応する電圧値を発
生する可調整型の質量対応電圧発生器を有している。
【０００８】該加振台の振動発生用油圧シリンダーは電
気−油圧サーボ機構に包含され、該電気−油圧サーボ機
構の地震波電圧発生器に対する入力で該加振台が種々の
地震波形で振動可能となっている。
気−油圧サーボ機構に包含され、該電気−油圧サーボ機
構の地震波電圧発生器に対する入力で該加振台が種々の
地震波形で振動可能となっている。
【０００９】また、本発明にかかる重量体を支持してい
る構造部材等の地震の縦揺れに対するシュミレーション
試験装置は、フレーム、加振台、振動発生用油圧シリン
ダー、垂直荷重発生用油圧シリンダー、加速度検出器、
等価荷重載荷用シリンダー、及び該垂直荷重発生用油圧
シリンダー用の電気−油圧サーボ機構を有している。該
フレームは該垂直荷重発生用油圧シリンダーと該振動発
生用油圧シリンダーを上下に対向して支持している。該
加振台は上面に構造部材に対応する試験体の載置面を有
し該振動発生用油圧シリンダーに昇降自在に支持されて
いる。該垂直荷重発生用油圧シリンダーはその垂下棒の
端部に試験体との連結部、該加速度検出器及び荷重検出
器を備えて該電気−油圧サーボ機構に導結されている。
該等価荷重載荷用シリンダーは試験体に対する重量体と
の等価の垂直荷重を試験体に載荷するためのもので一対
が各別に該加振台と該垂下棒に関連して配設され、かつ
共通のガス−油圧アキュムレーターに導結されている。
そして、該電気−油圧サーボ機構の作動により該垂直荷
重発生用油圧シリンダーによる荷重を地震による慣性力
に追従させる。
る構造部材等の地震の縦揺れに対するシュミレーション
試験装置は、フレーム、加振台、振動発生用油圧シリン
ダー、垂直荷重発生用油圧シリンダー、加速度検出器、
等価荷重載荷用シリンダー、及び該垂直荷重発生用油圧
シリンダー用の電気−油圧サーボ機構を有している。該
フレームは該垂直荷重発生用油圧シリンダーと該振動発
生用油圧シリンダーを上下に対向して支持している。該
加振台は上面に構造部材に対応する試験体の載置面を有
し該振動発生用油圧シリンダーに昇降自在に支持されて
いる。該垂直荷重発生用油圧シリンダーはその垂下棒の
端部に試験体との連結部、該加速度検出器及び荷重検出
器を備えて該電気−油圧サーボ機構に導結されている。
該等価荷重載荷用シリンダーは試験体に対する重量体と
の等価の垂直荷重を試験体に載荷するためのもので一対
が各別に該加振台と該垂下棒に関連して配設され、かつ
共通のガス−油圧アキュムレーターに導結されている。
そして、該電気−油圧サーボ機構の作動により該垂直荷
重発生用油圧シリンダーによる荷重を地震による慣性力
に追従させる。
【００１０】該等価荷重載荷用シリンダーはそれぞれ、
該振動発生用油圧シリンダーと該垂直荷重発生用油圧シ
リンダーの対向面に形成した環状溝とそれぞれの環状溝
に摺嵌する該振動発生用油圧シリンダーの下面や該垂直
荷重発生用油圧シリンダーの該垂下棒と同心配置の環状
ラムで構成されている。
該振動発生用油圧シリンダーと該垂直荷重発生用油圧シ
リンダーの対向面に形成した環状溝とそれぞれの環状溝
に摺嵌する該振動発生用油圧シリンダーの下面や該垂直
荷重発生用油圧シリンダーの該垂下棒と同心配置の環状
ラムで構成されている。
【００１１】また、この縦揺れに対するシュミレーショ
ン試験装置の場合も、該剪断荷重発生用油圧シリンダー
用の電気−油圧サーボ機構は重量体の質量に対応する電
圧値を発生する可調整型の質量対応電圧発生器を有した
り、又は該加振台の振動発生用油圧シリンダーは電気−
油圧サーボ機構に包含され、該電気−油圧サーボ機構の
地震波電圧発生器に対する入力で該加振台が種々の地震
波形で振動可能となっていてもよい。
ン試験装置の場合も、該剪断荷重発生用油圧シリンダー
用の電気−油圧サーボ機構は重量体の質量に対応する電
圧値を発生する可調整型の質量対応電圧発生器を有した
り、又は該加振台の振動発生用油圧シリンダーは電気−
油圧サーボ機構に包含され、該電気−油圧サーボ機構の
地震波電圧発生器に対する入力で該加振台が種々の地震
波形で振動可能となっていてもよい。
【００１２】
【作用】水平揺れの場合、重量体を支持している構造部
材等が地震を受けると、重量体の質量とその加速度によ
り質量×加速度の慣性力を生じ、この力が構造部材等を
介し地表（又は基礎）との間に剪断荷重を与えて構造部
材等を破壊に至らしめる。これを実験台上で再現させる
に際し、重量体の実重量を試験体に装着することは困難
である。
材等が地震を受けると、重量体の質量とその加速度によ
り質量×加速度の慣性力を生じ、この力が構造部材等を
介し地表（又は基礎）との間に剪断荷重を与えて構造部
材等を破壊に至らしめる。これを実験台上で再現させる
に際し、重量体の実重量を試験体に装着することは困難
である。
【００１３】そこで、本装置は重量体の質量と等価の荷
重をシリンダーにより試験体に載荷しつつ重量体の質量
や重量体の加速度に対応する電気量（電圧）を与え、両
電気量の積なる電圧と該剪断荷重発生装置にて、載荷す
る荷重に対応する電圧を常にその両電気量の積、即ち該
剪断荷重発生装置の荷重が重量体の慣性力に等しくなる
ように電気−油圧サーボ機構を用いて追従させ、実際の
地震と同様の実験を行う。
重をシリンダーにより試験体に載荷しつつ重量体の質量
や重量体の加速度に対応する電気量（電圧）を与え、両
電気量の積なる電圧と該剪断荷重発生装置にて、載荷す
る荷重に対応する電圧を常にその両電気量の積、即ち該
剪断荷重発生装置の荷重が重量体の慣性力に等しくなる
ように電気−油圧サーボ機構を用いて追従させ、実際の
地震と同様の実験を行う。
【００１４】該剪断荷重発生用油圧シリンダー用の電気
−油圧サーボ機構が重量体の質量に対応する電圧値を発
生する可調整型の質量対応電圧発生器を有していると、
質量対応電圧を種々変更でき、いろんな質量を想定して
試験が可能となる。
−油圧サーボ機構が重量体の質量に対応する電圧値を発
生する可調整型の質量対応電圧発生器を有していると、
質量対応電圧を種々変更でき、いろんな質量を想定して
試験が可能となる。
【００１５】該加振台の振動発生用油圧シリンダーが電
気−油圧サーボ機構に包含され、該電気−油圧サーボ機
構の地震波電圧発生器に対する入力で該加振台が種々の
地震波形で振動可能となっていると、加振台を種々の地
震波形で駆動でき、試験を実際の地震に近づけることが
できる。
気−油圧サーボ機構に包含され、該電気−油圧サーボ機
構の地震波電圧発生器に対する入力で該加振台が種々の
地震波形で振動可能となっていると、加振台を種々の地
震波形で駆動でき、試験を実際の地震に近づけることが
できる。
【００１６】また、縦揺れに対しては、等価荷重載荷用
油圧シリンダーは上下一対が共通のガス−油圧アキュム
レーターに導結されているので、振動発生用油圧シリン
ダーと垂直荷重発生用シリンダーの発生する荷重との干
渉を防止し、両シリンダーの上下運動を妨害することな
く、重量体の自重に相当する一定の荷重を円滑に載荷す
る。
油圧シリンダーは上下一対が共通のガス−油圧アキュム
レーターに導結されているので、振動発生用油圧シリン
ダーと垂直荷重発生用シリンダーの発生する荷重との干
渉を防止し、両シリンダーの上下運動を妨害することな
く、重量体の自重に相当する一定の荷重を円滑に載荷す
る。
【００１７】該等価荷重載荷用シリンダーがそれぞれ該
振動発生用油圧シリンダーと該垂直荷重発生用油圧シリ
ンダーの対向面に形成した環状溝とそれぞれの環状溝に
摺嵌する該振動発生用油圧シリンダーの下面に突設した
環状脚と該垂直荷重発生用油圧シリンダーの該垂下棒に
これと平行に設けた環状突部で構成されていると、両シ
リンダーのバランスがよくなり、構成も簡単となる。
振動発生用油圧シリンダーと該垂直荷重発生用油圧シリ
ンダーの対向面に形成した環状溝とそれぞれの環状溝に
摺嵌する該振動発生用油圧シリンダーの下面に突設した
環状脚と該垂直荷重発生用油圧シリンダーの該垂下棒に
これと平行に設けた環状突部で構成されていると、両シ
リンダーのバランスがよくなり、構成も簡単となる。
【００１８】前記の［００１４］で述べた作用は剪断荷
重発生用油圧シリンダーを垂直荷重発生用油圧シリンダ
ーにおきかえることによって、また［００１５］で述べ
た作用はそのまま、何れも縦揺れに対する試験装置の場
合にも奏する。
重発生用油圧シリンダーを垂直荷重発生用油圧シリンダ
ーにおきかえることによって、また［００１５］で述べ
た作用はそのまま、何れも縦揺れに対する試験装置の場
合にも奏する。
【００１９】
【実施例】図面において、同一符号は同一もしくは相応
部分を示す。図１から図４は横揺れの場合を示してあ
る。図１で、１０１は構造部材等、１０２は重量体、１
０３は重心点、１０６は地表である。Ｆは慣性力で、重
量体１０２の質量ｍと、その重心１０３に作用する地震
により生ずる加速度αとの積で表わされる。α0は地震
の加速度（又は変位）である。この加速度αは構造部材
等１０１の剛性により地震の加速度α0に対して位相遅
れ角Δを生ずる。
部分を示す。図１から図４は横揺れの場合を示してあ
る。図１で、１０１は構造部材等、１０２は重量体、１
０３は重心点、１０６は地表である。Ｆは慣性力で、重
量体１０２の質量ｍと、その重心１０３に作用する地震
により生ずる加速度αとの積で表わされる。α0は地震
の加速度（又は変位）である。この加速度αは構造部材
等１０１の剛性により地震の加速度α0に対して位相遅
れ角Δを生ずる。
【００２０】図２は試験装置を示してある。１は構造部
材等１０１に対応する試験体、２は試験体１の取付具、
３は重心点１０３に相当する力点、４はこの力点３の近
くに設けられた加速度検出器、５は荷重検出器（ロード
セル）、６は加振台、７は基台である。１１はフレー
ム、１２は水平摺動ガイドで摺動コロ１３と協働して加
振台６を基台面１４上で水平移動自在としている。
材等１０１に対応する試験体、２は試験体１の取付具、
３は重心点１０３に相当する力点、４はこの力点３の近
くに設けられた加速度検出器、５は荷重検出器（ロード
セル）、６は加振台、７は基台である。１１はフレー
ム、１２は水平摺動ガイドで摺動コロ１３と協働して加
振台６を基台面１４上で水平移動自在としている。
【００２１】２１は重量体１０２の等価荷重載荷用油圧
シリンダーでフレーム１１の上枠部１１ａに支持され、
その垂直荷重載荷棒２２が取付具２の上面に連結され
る。２３は油圧ポンプ、２４は制御弁、２５は油タンク
である。２６は振動荷重用油圧ポンプ、２７は油圧−ガ
ス式アキュムレーター、２８は油タンクである。
シリンダーでフレーム１１の上枠部１１ａに支持され、
その垂直荷重載荷棒２２が取付具２の上面に連結され
る。２３は油圧ポンプ、２４は制御弁、２５は油タンク
である。２６は振動荷重用油圧ポンプ、２７は油圧−ガ
ス式アキュムレーター、２８は油タンクである。
【００２２】３１は振動（地震）発生用油圧シリンダ
ー、３２はその水平棒で加振台６に連結されている。３
３は振動（地震）波加速度検出器、３４は変位検出器で
それぞれ水平棒３２の端部の被検出部３５の移動で検出
作用をするようになっている。３６は電気−油圧サーボ
弁で電気−油圧サーボ機構３７の一構成要素となってお
り、油圧シリンダー３１の油圧を切換えて加振台６を振
動させる。
ー、３２はその水平棒で加振台６に連結されている。３
３は振動（地震）波加速度検出器、３４は変位検出器で
それぞれ水平棒３２の端部の被検出部３５の移動で検出
作用をするようになっている。３６は電気−油圧サーボ
弁で電気−油圧サーボ機構３７の一構成要素となってお
り、油圧シリンダー３１の油圧を切換えて加振台６を振
動させる。
【００２３】４１は剪断荷重発生用の油圧シリンダーで
フレーム１１の側枠部１１ｂに取付けられ、その水平棒
４２の端部に試験体取付具２との連結部４３と荷重検出
器５を備えている。４４は電気−油圧サーボ弁で電気−
油圧サーボ機構４５の一構成要素となっており、油圧シ
リンダー４１の油圧を切換えて試験体１に剪断荷重を与
える。
フレーム１１の側枠部１１ｂに取付けられ、その水平棒
４２の端部に試験体取付具２との連結部４３と荷重検出
器５を備えている。４４は電気−油圧サーボ弁で電気−
油圧サーボ機構４５の一構成要素となっており、油圧シ
リンダー４１の油圧を切換えて試験体１に剪断荷重を与
える。
【００２４】５１は対象とする重量体１０２の質量ｍに
対応する電圧発生器、５２は乗算演算器でこの電圧発生
器５１の信号Ｅｍと加速度検出器４の信号Ｅαを乗算し
てその信号ＥＦを差動演算器５３に送る。この差動演算
器５３は乗算演算器５２からの信号ＥＦと荷重検出器５
からの信号ＥＦ1とから差圧ＥＳを発信し、増幅器５４
により増幅して電気−油圧サーボ弁４４を作動させる。
対応する電圧発生器、５２は乗算演算器でこの電圧発生
器５１の信号Ｅｍと加速度検出器４の信号Ｅαを乗算し
てその信号ＥＦを差動演算器５３に送る。この差動演算
器５３は乗算演算器５２からの信号ＥＦと荷重検出器５
からの信号ＥＦ1とから差圧ＥＳを発信し、増幅器５４
により増幅して電気−油圧サーボ弁４４を作動させる。
【００２５】６１は地震波電圧発生器（ウェーブジェネ
レーター）、６２は差動演算器で変位検出器３４と地震
波電圧発生器６１の信号を受けてその差圧を発信し、増
幅器６３により増幅して電気−油圧サーボ弁３６を作動
する。
レーター）、６２は差動演算器で変位検出器３４と地震
波電圧発生器６１の信号を受けてその差圧を発信し、増
幅器６３により増幅して電気−油圧サーボ弁３６を作動
する。
【００２６】７１は変位（地震波）表示オシログラフ、
７２は地震波加速度表示オシログラフ、７３は重量体１
０２の加速度表示オシログラフ、７４は剪断荷重Ｆ1の
表示オシログラフである。
７２は地震波加速度表示オシログラフ、７３は重量体１
０２の加速度表示オシログラフ、７４は剪断荷重Ｆ1の
表示オシログラフである。
【００２７】図３は実際の地震発生時における地表の変
位、地表の加速度、重量体１０２の重心点の加速度α、
重量体１０２の慣性力Ｆ（Ｆ＝ｍα）、構造部材等１０
１に加わる剪断荷重Ｆ（Ｆ＝−ｍα）の各位相の変位
を、それぞれ曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを以って示したも
のである。Δは既記の通りαのα0に対する遅れ角を示
す。
位、地表の加速度、重量体１０２の重心点の加速度α、
重量体１０２の慣性力Ｆ（Ｆ＝ｍα）、構造部材等１０
１に加わる剪断荷重Ｆ（Ｆ＝−ｍα）の各位相の変位
を、それぞれ曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅを以って示したも
のである。Δは既記の通りαのα0に対する遅れ角を示
す。
【００２８】図４は本試験装置の加振台６に加える振動
（地表の変位と同じ）の変位、取付具２の力点３の加速
度α1（理論的にα1＝α）、この加速度αと設定質量に
対応する電圧ｍ1との相乗積α1×ｍ1に対応する電圧Ｅ
Ｆ1、油圧シリンダー４１により構造部材等１０１に加
えられる剪断荷重Ｆ1（理論的にＦ1＝Ｆ）の各位相の変
位を、それぞれ曲線Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘを以って示したもの
である。
（地表の変位と同じ）の変位、取付具２の力点３の加速
度α1（理論的にα1＝α）、この加速度αと設定質量に
対応する電圧ｍ1との相乗積α1×ｍ1に対応する電圧Ｅ
Ｆ1、油圧シリンダー４１により構造部材等１０１に加
えられる剪断荷重Ｆ1（理論的にＦ1＝Ｆ）の各位相の変
位を、それぞれ曲線Ｕ、Ｖ、Ｗ、Ｘを以って示したもの
である。
【００２９】図１及び図３で、地表１０６が曲線Ａのよ
うに地震で揺動すると、曲線Ｂのように地表の加速度は
α0の値で変化する。これに従って重量体１０２の重心
点１０３には曲線Ｃのような加速度αを生じる。このと
き構造部材等１０１の剛性と重量体１０２の質量ｍによ
りΔなる位相遅れを生じるのが通例である。これらの加
速度αと質量ｍによりＦ＝ｍαなる慣性力が重量体１０
２に生じ、曲線Ｄとなる。この慣性力Ｆは構造部材等１
０１に、Ｆに対する反力の−Ｆなる剪断荷重として働く
（曲線Ｅ）。
うに地震で揺動すると、曲線Ｂのように地表の加速度は
α0の値で変化する。これに従って重量体１０２の重心
点１０３には曲線Ｃのような加速度αを生じる。このと
き構造部材等１０１の剛性と重量体１０２の質量ｍによ
りΔなる位相遅れを生じるのが通例である。これらの加
速度αと質量ｍによりＦ＝ｍαなる慣性力が重量体１０
２に生じ、曲線Ｄとなる。この慣性力Ｆは構造部材等１
０１に、Ｆに対する反力の−Ｆなる剪断荷重として働く
（曲線Ｅ）。
【００３０】また、図２及び図４に示すように、加振台
６に地震と同様な振動を振動発生用油圧シリンダー３１
により与えれば、加振台６は曲線Ｕ（曲線Ａに同じ）の
ように震動し、力点３に加速度を与えようとする。重量
体１０２の質量に対応する電圧発生器５１よりの設定質
量ｍに対応する設定電圧Ｅｍと、力点３に設けた加速度
検出器４の出力電圧Ｅαで、乗算演算器５２により慣性
力Ｆに対応するＥＦ1なる電圧を演算せしめる。
６に地震と同様な振動を振動発生用油圧シリンダー３１
により与えれば、加振台６は曲線Ｕ（曲線Ａに同じ）の
ように震動し、力点３に加速度を与えようとする。重量
体１０２の質量に対応する電圧発生器５１よりの設定質
量ｍに対応する設定電圧Ｅｍと、力点３に設けた加速度
検出器４の出力電圧Ｅαで、乗算演算器５２により慣性
力Ｆに対応するＥＦ1なる電圧を演算せしめる。
【００３１】そして、油圧シリンダー４１により発生し
た荷重Ｆを荷重検出器（ロードセル）５の出力電圧ＥＦ
1とし、ＥＦとＥＦ1の差動演算器５３によりＥＦ〜ＥＦ
1＝ＥＳなるサーボ駆動電圧を得て電気−油圧サーボ機
構４５により常にＥＳ→０即ちＥＦ1→ＥＦ及びＦ1→Ｆ
となるようにサーボ作動して、Ｆ1＝ＦとなるようにＦ
をＦ1に追従させる。
た荷重Ｆを荷重検出器（ロードセル）５の出力電圧ＥＦ
1とし、ＥＦとＥＦ1の差動演算器５３によりＥＦ〜ＥＦ
1＝ＥＳなるサーボ駆動電圧を得て電気−油圧サーボ機
構４５により常にＥＳ→０即ちＥＦ1→ＥＦ及びＦ1→Ｆ
となるようにサーボ作動して、Ｆ1＝ＦとなるようにＦ
をＦ1に追従させる。
【００３２】上記のようにして、実際の地震で発生する
慣性力Ｆは油圧シリンダー４１で載荷したＦ1によって
剪断荷重として試験体１に働く。試験体１の破壊の進行
は原則として目視による。加振台６に対して実際の地震
の波形データを電圧発生器６１に入力し、電気−油圧サ
ーボ機構３７によって地震と同様な振動をこれに与え
る。
慣性力Ｆは油圧シリンダー４１で載荷したＦ1によって
剪断荷重として試験体１に働く。試験体１の破壊の進行
は原則として目視による。加振台６に対して実際の地震
の波形データを電圧発生器６１に入力し、電気−油圧サ
ーボ機構３７によって地震と同様な振動をこれに与え
る。
【００３３】シリンダー２１、油圧制御弁２４及びポン
プ２３によって重量体１０２と同等な垂直荷重Ｍを試験
体１に載荷する。これにより構造部材等１０１に実際の
荷重に相当する荷重をかけることができ、試験結果を一
層実際に近づけることが可能となる。
プ２３によって重量体１０２と同等な垂直荷重Ｍを試験
体１に載荷する。これにより構造部材等１０１に実際の
荷重に相当する荷重をかけることができ、試験結果を一
層実際に近づけることが可能となる。
【００３４】剪断荷重発生用油圧シリンダー４１用の電
気−油圧サーボ機構４５は重量体１０２の質量（ｍ）に
対応する電圧値（Ｅｍ）を発生する可調整型の質量対応
電圧発生器５１を有している。こうすると、質量ｍを種
々変更でき、いろんな質量の重量体１０２にに対する試
験が可能となる。
気−油圧サーボ機構４５は重量体１０２の質量（ｍ）に
対応する電圧値（Ｅｍ）を発生する可調整型の質量対応
電圧発生器５１を有している。こうすると、質量ｍを種
々変更でき、いろんな質量の重量体１０２にに対する試
験が可能となる。
【００３５】質量体１０２の質量ｍの想定値Ｅｍを調整
して質量ｍの大小に関わる試験体１の受ける剪断荷重の
変化は剪断荷重表示オシログラフ７４で観測し、その加
速度αはオシログラフ７３で観測する。これで試験体１
に及ぼす破壊力との関係を評価できる。
して質量ｍの大小に関わる試験体１の受ける剪断荷重の
変化は剪断荷重表示オシログラフ７４で観測し、その加
速度αはオシログラフ７３で観測する。これで試験体１
に及ぼす破壊力との関係を評価できる。
【００３６】加振台６の振動発生用油圧シリンダー３１
は電気−油圧サーボ機構３７に包含され、電気−油圧サ
ーボ機構３７の地震波電圧発生器６１に対する入力で加
振台６が種々の地震波形で振動可能となっている。こう
すると、実際の地震の記録データは勿論、振幅、加速度
を種々組合せた波形及びこれらの繰返しプログラム等を
入力でき、加振台６を種々の地震波形で駆動でき、試験
を実際の地震に近づけることができる。これらは変位表
示オシログラフ７１及び地震波加速度表示オシログラフ
７２により、その数値及び図形を観測し、記録を行う。
は電気−油圧サーボ機構３７に包含され、電気−油圧サ
ーボ機構３７の地震波電圧発生器６１に対する入力で加
振台６が種々の地震波形で振動可能となっている。こう
すると、実際の地震の記録データは勿論、振幅、加速度
を種々組合せた波形及びこれらの繰返しプログラム等を
入力でき、加振台６を種々の地震波形で駆動でき、試験
を実際の地震に近づけることができる。これらは変位表
示オシログラフ７１及び地震波加速度表示オシログラフ
７２により、その数値及び図形を観測し、記録を行う。
【００３７】図５と図６は縦揺れ用試験の場合を示して
いる。即ち、この場合は、横揺れ用試験装置の大部分を
利用し、加振台６′を上下移動自在とし、等価荷重載荷
用油圧シリンダー２１′は上下一対が共通のガス−油圧
アキュムレーター２９に導結されている。こうすると、
振動発生用油圧シリンダー３１′と垂直荷重発生用シリ
ンダー４１′の発生する荷重との干渉を防止し、両シリ
ンダーの上下運動を妨害することなく、重量体１０２の
自重に相当する一定の荷重を円滑に載荷でき、従って縦
揺れに対する試験体１′の挙動を試験できる。
いる。即ち、この場合は、横揺れ用試験装置の大部分を
利用し、加振台６′を上下移動自在とし、等価荷重載荷
用油圧シリンダー２１′は上下一対が共通のガス−油圧
アキュムレーター２９に導結されている。こうすると、
振動発生用油圧シリンダー３１′と垂直荷重発生用シリ
ンダー４１′の発生する荷重との干渉を防止し、両シリ
ンダーの上下運動を妨害することなく、重量体１０２の
自重に相当する一定の荷重を円滑に載荷でき、従って縦
揺れに対する試験体１′の挙動を試験できる。
【００３８】等価荷重載荷用シリンダー２１′はそれぞ
れ、振動発生用油圧シリンダー３１′と垂直荷重発生用
油圧シリンダー４１′の対向面に形成した環状溝２６
と、それぞれの環状溝２６に摺嵌する振動発生用油圧シ
リンダー３１′の下面に突設した環状ラム２７や、垂直
荷重発生用油圧シリンダー４１′の垂下棒４２′と同心
配置の環状ラム２７で、構成されている。こうすると、
両シリンダー３１′と４１′のバランスがよくなり、構
成も簡単となる。
れ、振動発生用油圧シリンダー３１′と垂直荷重発生用
油圧シリンダー４１′の対向面に形成した環状溝２６
と、それぞれの環状溝２６に摺嵌する振動発生用油圧シ
リンダー３１′の下面に突設した環状ラム２７や、垂直
荷重発生用油圧シリンダー４１′の垂下棒４２′と同心
配置の環状ラム２７で、構成されている。こうすると、
両シリンダー３１′と４１′のバランスがよくなり、構
成も簡単となる。
【００３９】
【発明の効果】本発明によれば、重量体を支持している
構造部材等が地震による横揺れを受けたときと同様な剪
断荷重を試験体に与えてその試験をできる。
構造部材等が地震による横揺れを受けたときと同様な剪
断荷重を試験体に与えてその試験をできる。
【００４０】請求項２によれば、質量を種々変更でき、
いろんな種々の質量に対する試験が可能となる。請求項
３によれば、加振台を種々の地震波形で駆動でき、試験
を実際の地震に近づけることができる。
いろんな種々の質量に対する試験が可能となる。請求項
３によれば、加振台を種々の地震波形で駆動でき、試験
を実際の地震に近づけることができる。
【００４１】請求項４によれば、縦揺れに対する重量体
の挙動を簡単に試験できる。請求項５によれば、垂直荷
重発生用油圧シリンダーと振動発生用油圧シリンダーの
バランスをよくでき、構成も簡単にできる。
の挙動を簡単に試験できる。請求項５によれば、垂直荷
重発生用油圧シリンダーと振動発生用油圧シリンダーの
バランスをよくでき、構成も簡単にできる。
【００４２】請求項６や７によれば、重量体を支持して
いる構造部材又は構造体の縦揺れに対するシュミレーシ
ョン試験に際し、質量を種々変更でき、いろんな種々の
質量に対する試験が可能となり、また加振台を種々の地
震波形で駆動でき、試験を実際の地震に近づけることが
できる。
いる構造部材又は構造体の縦揺れに対するシュミレーシ
ョン試験に際し、質量を種々変更でき、いろんな種々の
質量に対する試験が可能となり、また加振台を種々の地
震波形で駆動でき、試験を実際の地震に近づけることが
できる。
【図１】構造部材等により地面上に支持されてい重量体
の横揺れ地震発生時における慣性力の発生状況の説明図
である。
の横揺れ地震発生時における慣性力の発生状況の説明図
である。
【図２】本発明にかかる重量体を支持している構造部材
等の地震の横揺れに対するシュミレーション試験装置の
具体例を示す原理図である。
等の地震の横揺れに対するシュミレーション試験装置の
具体例を示す原理図である。
【図３】実際の地震発生時における各位相の変位を示す
グラフである。
グラフである。
【図４】本発明にかかるシュミレーション試験装置にお
ける各位相の変位を示すグラフである。
ける各位相の変位を示すグラフである。
【図５】構造部材等により地面上に支持されてい重量体
の縦揺れ地震発生時における慣性力の発生状況の説明図
である。
の縦揺れ地震発生時における慣性力の発生状況の説明図
である。
【図６】本発明にかかる重量体を支持している構造部材
等の地震の縦揺れに対するシュミレーション試験装置の
具体例を示す原理図である。
等の地震の縦揺れに対するシュミレーション試験装置の
具体例を示す原理図である。
【図７】従来の横揺れ試験装置の概略説明図である。
【図８】従来の横揺れ試験装置の別の場合の概略説明図
である。
である。
１ 試験体 ２ 取付具 ３ 力点 ４ 加速度検出器 ５ 荷重検出器 ６ 加振台 ７ 基台 １１ フレーム １１ａ上枠部 ２１ 等価荷重載荷用油圧シリンダー ３１ 振動（地震）発生用油圧シリンダー ３７ 電気−油圧サーボ機構 ４１ 剪断荷重発生用油圧シリンダー ４１′垂直荷重載荷用油圧シリンダー ４５ 電気−油圧サーボ機構 ４６ 水平棒 ４７ 連結部 ５１ 質量対応電圧発生器 ６１ 地震波電圧発生器
Claims (7)
- 【請求項１】 フレーム(11)、加振台(6)、振動発生用
油圧シリンダー(31)、等価荷重載荷用シリンダー(21)、
剪断荷重発生用油圧シリンダー(41)、加速度検出器
(4)、及び該剪断荷重発生用油圧シリンダー(41)用の電
気−油圧サーボ機構(45)を有し、 該フレーム(11)は該等価荷重載荷用シリンダー(21)を垂
直にその上枠部(11a)に支持しかつ該剪断荷重発生用油
圧シリンダー(41)を側枠部(11b)にその軸線が該等価荷
重載荷用シリンダー(21)の軸線と直交する位置で支持
し、 該加振台(6)は上面に構造部材又は構造体(101)に対応す
る試験体(1)の載置面(6a)を有し、基台(7)に該振動発生
用油圧シリンダー(31)により移動自在に載っており、 該等価荷重載荷用シリンダー(21)は試験体(1)に対する
重量体(102)との等価の垂直荷重を試験体(1)に載荷する
ためのものでその垂直荷重載荷棒(22)は試験体(1)の取
付具(2)に連結され、 該剪断荷重発生用油圧シリンダー(41)はその水平棒(42)
の端部に該取付具(2)との連結部(43)と荷重検出器(5)を
備え、 該加速度検出器(4)は該取付具(2)の該剪断荷重発生用油
圧シリンダー(41)による力点(3)の近くに設けられて該
電気−油圧サーボ機構(45)に導結され、 該電気−油圧サーボ機構(45)の作動により該剪断荷重発
生用油圧シリンダー(41)による荷重（Ｆ1）を地震によ
る慣性力（Ｆ＝ｍα）と等価に追従させることを特徴と
する重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の
横揺れに対するシュミレーション試験装置。 - 【請求項２】 該剪断荷重発生用油圧シリンダー(41)用
の電気−油圧サーボ機構(45)は重量体(102)の質量
（ｍ）に対応する電圧値（Ｅｍ）を発生する可調整型の
質量対応電圧発生器(51)を有している請求項１に記載の
重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の横揺
れに対するシュミレーション試験装置。 - 【請求項３】 該加振台(6)の振動発生用油圧シリンダ
ー(31)は電気−油圧サーボ機構(37)に包含され、該電気
−油圧サーボ機構(37)の地震波電圧発生器(61)に対する
入力で該加振台(6)が種々の地震波形で振動可能となっ
ている請求項１に記載の重量体を支持している構造部材
又は構造体の地震の横揺れに対するシュミレーション試
験装置。 - 【請求項４】 フレーム(11')、加振台(6')、振動発生
用油圧シリンダー(31')、垂直荷重発生用油圧シリンダ
ー(41')、加速度検出器(4)、等価荷重載荷用シリンダー
(21')、及び該垂直荷重発生用油圧シリンダー(41')用の
電気−油圧サーボ機構(45)を有し、 該フレーム(11')は該垂直荷重発生用油圧シリンダー(4
1')と該振動発生用油圧シリンダー(31')を上下に対向し
て支持し、 該加振台(6')は上面に構造部材又は構造体(101)に対応
する試験体(1')の載置面(6a')を有し該振動発生用油圧
シリンダー(31')に昇降自在に支持されており、 該垂直荷重発生用油圧シリンダー(41')はその垂下棒(4
6')の端部に試験体(1')との連結部(43')、該加速度検出
器(4)及び荷重検出器(5)を備えて該電気−油圧サーボ機
構(45)に導結され、 該等価荷重載荷用シリンダー(21')は試験体(1')に対す
る重量体(102)との等価の垂直荷重を試験体(1')に載荷
するためのもので一対が各別に該加振台(6')と該垂下棒
(46')に関連して配設され、かつ共通のガス−油圧アキ
ュムレーター(29)に導結されており、 該電気−油圧サーボ機構(45)の作動により該垂直荷重発
生用油圧シリンダー(41')による荷重（Ｆ1）を地震によ
る慣性力（Ｆ＝ｍα）と等価に追従させることを特徴と
する重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の
縦揺れに対するシュミレーション試験装置。 - 【請求項５】 該等価荷重載荷用シリンダー(21')はそ
れぞれ、該振動発生用油圧シリンダー(31')と該垂直荷
重発生用油圧シリンダー(41')の対向面に形成した環状
溝(26)と、それぞれの環状溝(26)に摺嵌する該振動発生
用油圧シリンダー(31')の下面や該垂直荷重発生用油圧
シリンダー(41')の該垂下棒(42')と同心配置の環状ラム
(27)で構成されている請求項４に記載の重量体を支持し
ている構造部材又は構造体の地震の縦揺れに対するシュ
ミレーション試験装置。 - 【請求項６】 該剪断荷重発生用油圧シリンダー(41)用
の電気−油圧サーボ機構(45)は重量体(102)の質量
（ｍ）に対応する電圧値（Ｅｍ）を発生する可調整型の
質量対応電圧発生器(51)を有している請求項４に記載の
重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の縦揺
れに対するシュミレーション試験装置。 - 【請求項７】 該加振台(6)の振動発生用油圧シリンダ
ー(31)は電気−油圧サーボ機構(37)に包含され、該電気
−油圧サーボ機構(37)の地震波電圧発生器(61)に対する
入力で該加振台(6)が種々の地震波形で振動可能となっ
ている請求項４に記載の重量体を支持している構造部材
又は構造体の地震の縦揺れに対するシュミレーション試
験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7140080A JP2753970B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の横揺れと縦揺れに対するシュミレーション試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7140080A JP2753970B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の横揺れと縦揺れに対するシュミレーション試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08313387A true JPH08313387A (ja) | 1996-11-29 |
| JP2753970B2 JP2753970B2 (ja) | 1998-05-20 |
Family
ID=15260504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7140080A Expired - Fee Related JP2753970B2 (ja) | 1995-05-16 | 1995-05-16 | 重量体を支持している構造部材又は構造体の地震の横揺れと縦揺れに対するシュミレーション試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2753970B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999014570A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-25 | Hitachi, Ltd. | Oscillateur multi-axial et procede de commande dudit oscillateur |
| JP2014025590A (ja) * | 2008-11-21 | 2014-02-06 | Kokusai Keisokki Kk | 油圧装置 |
| CN105319044A (zh) * | 2014-06-10 | 2016-02-10 | 广西大学 | 一种实现振动模拟实验台垂直与水平运动解耦的导向装置 |
| CN105334037A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 华南农业大学 | 一种用于水果振动采收的振动参数测试装置 |
| CN115839834A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-03-24 | 中核环保产业有限公司 | 一种适用于乏燃料干法室内外吊具承载功能验证设备 |
-
1995
- 1995-05-16 JP JP7140080A patent/JP2753970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999014570A1 (fr) * | 1997-09-12 | 1999-03-25 | Hitachi, Ltd. | Oscillateur multi-axial et procede de commande dudit oscillateur |
| JP2014025590A (ja) * | 2008-11-21 | 2014-02-06 | Kokusai Keisokki Kk | 油圧装置 |
| CN105319044A (zh) * | 2014-06-10 | 2016-02-10 | 广西大学 | 一种实现振动模拟实验台垂直与水平运动解耦的导向装置 |
| CN105334037A (zh) * | 2015-11-23 | 2016-02-17 | 华南农业大学 | 一种用于水果振动采收的振动参数测试装置 |
| CN105334037B (zh) * | 2015-11-23 | 2018-01-09 | 华南农业大学 | 一种用于水果振动采收的振动参数测试装置 |
| CN115839834A (zh) * | 2022-10-25 | 2023-03-24 | 中核环保产业有限公司 | 一种适用于乏燃料干法室内外吊具承载功能验证设备 |
| CN115839834B (zh) * | 2022-10-25 | 2023-09-19 | 中核环保产业有限公司 | 一种适用于乏燃料干法室内外吊具承载功能验证设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2753970B2 (ja) | 1998-05-20 |
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