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公開番号2025118434
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-13
出願番号2024013749
出願日2024-01-31
発明の名称軸力推定装置、軸力推定方法及びプログラム
出願人株式会社構造計画研究所
代理人個人
主分類G01M 7/02 20060101AFI20250805BHJP(測定;試験)
要約【課題】大規模構造物の部材に内在する軸力を簡易かつ高精度に測定する軸力推定装置、軸力推定方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】軸力推定装置1は、大規模構造物の部材に、環境振動、自然現象による振動又は予め設置された加振器による振動が入力することにより生じる加速度、速度、変位、又はひずみを測定する測定部と、前記測定部の測定データに基づき、振動モード比によって前記部材に生じる軸力を推定する推定部と、を含む。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
大規模構造物の部材に、環境振動、自然現象による振動又は予め設置された加振器による振動が入力することにより生じる加速度、速度、変位、又はひずみを測定する測定部と、
前記測定部の測定データに基づき、振動モード比によって前記部材に生じる軸力を推定する推定部と、を含む
軸力推定装置。
続きを表示（約 440 文字）【請求項２】
前記測定部は、前記部材に設置された複数のセンサである
請求項１記載の軸力推定装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記部材とは遠隔した位置において、デジタル画像相関法により前記測定を行う画像計測装置である
請求項１記載の軸力推定装置。
【請求項４】
前記測定部は、圧縮センシングを利用したデジタル画像相関法により前記測定を行う
請求項３記載の軸力推定装置。
【請求項５】
大規模構造物の部材に、環境振動、自然現象による振動、又は予め設置された加振器による振動が入力することにより生じる加速度、速度、変位、又はひずみを測定する測定ステップと、
前記測定ステップで測定した測定データに基づき、振動モード比によって前記部材に生じる軸力を推定する推定ステップと、を含む
軸力推定方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法をコンピュータに実行させるプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は軸力推定装置、軸力推定方法及びプログラムに関し、特に鉄塔や橋梁をはじめとする大規模構造物の部材に内在する軸力を簡易かつ高精度に測定する技術に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
大規模構造物の維持管理業務において、発生した変状を簡易かつ高精度で発見することは重要である。
【０００３】
例えば鉄塔の点検時に、主柱材に変形等の変状が見出されることがある。このような変状が生じる主な要因は、山岳地斜面における地すべり、軟弱地盤における地盤沈下や液状化など様々である。このような要因により地盤が不均等に沈下すると、偏心（複数の柱材の荷重にばらつきが生じること）が発生し、鉄塔全体の耐荷力が低下する。鉄塔の耐荷力が低下すると、例えば地震等の災害発生時に、仮に鉄塔に作用する外力が設計許容値内であったとしても、倒壊等の事故が生じる可能性がある。
【０００４】
そこで、大規模構造物の維持管理業務においては、部材に発生した変状の程度を正確に測定し、解析的に評価検討した上で、部材補修、補強部材の設置、部材交換、構造物の建替えなどの対策がとることが求められる。
【０００５】
ところが、大規模構造物の部材に内在する軸力や変形等を直接的に観測することは難しい。現時点において一般的な軸力の測定方法は、発生応力が大きいと疑う重要構造部材を構造物から一度取り外し、応力解放された状態でセンサを実装してから再度構造物に戻し、応力状態を計測する方法である。この方法は、非常に大掛かりな作業が必要であり、また高コストであるため、大規模な調査には適用が難しい。
【０００６】
そこで、大規模構造物の部材に内在する軸力を、解析的手法により簡易かつ精度良く求める技術が求められている。
【０００７】
関連する技術として、特許文献１乃至５には、対象部材（主にボルト）に振動を与え、対象部材に設置された１つのセンサから得られた応答を推定式に入力することで軸力を推定する手法が開示されている。
【０００８】
また、特許文献６及び非特許文献１には、柱状の対象部材に振動を与え、対象部材に設置された複数のセンサから得られた応答を推定式に入力することで軸力を推定する手法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２１－１７５９５７号公報
特開２０２０－１４８５０４号公報
特開２０１９－１２８１９３号公報
特開２００２－３４０７１０号公報
特開２００２－１６８７０８号公報
ＣＮ－Ｂ－１０２２５２７９２
特開２０２０－２０１１４６号公報
特願２０２２－０８６４６５
【非特許文献】
【００１０】
Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆａｘｉａｌｆｏｒｃｅｆｏｒａｂｅａｍｍｅｍｂｅｒｗｉｔｈｕｎｃｅｒｔａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ＳｕｚｈｅｎＬｉ他３名，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｏｕｎｄａｎｄＶｉｂｒａｔｉｏｎ３３２（２０１３）７９５－８０６，２０１２年１１月８日
アンサンブルカルマンフィルタによる弾塑性有限要素解析のデータ同化，中ノ智史他２名，第３１回計算力学講演会（ＣＭＤ２０１８）講演論文集，Ｎｏ．１８－８，一般社団法人日本機械学会，２０１８年１１月２３日
Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ－ｂａｓｅｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆａｘｉａｌｆｏｒｃｅｆｏｒｂａｒｍｅｍｂａｅｒｓ，ＹＵＡＮＹｏｎｇ－ｑｉａｎｇ他２名，ＪｏｕｒｎａｌｏｆＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．５５Ｎｏ．５，２０１５年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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