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JP5095258B2 - Stress measuring system and method for reinforced concrete members - Google Patents
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JP5095258B2 - Stress measuring system and method for reinforced concrete members - Google Patents

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Description

本発明は、一方向に応力が負荷された鉄筋コンクリート部材の応力を正確に測定する際に好適な鉄筋コンクリート部材の応力測定システム及び方法、プログラム、記録媒体、鉄筋コンクリート部材に関する。   The present invention relates to a stress measurement system and method for a reinforced concrete member, a program, a recording medium, and a reinforced concrete member that are suitable for accurately measuring the stress of a reinforced concrete member loaded with stress in one direction.

各種の橋梁において、自動車等の荷重を直接支持するコンクリート桁には支点間で常時曲げモーメントが作用する。このためT桁、箱桁、中空床版、版桁を構成するコンクリートにプレストレスを導入したプレストレストコンクリートを製造し、桁の強度向上を図ることが通常行われている。   In various bridges, a bending moment always acts between fulcrums on concrete girders that directly support the load of automobiles and the like. For this reason, it is a common practice to manufacture prestressed concrete in which prestress is introduced into the concrete constituting the T-girder, box girder, hollow floor slab, and plate girder to improve the strength of the girder.

このようなプレストレストコンクリートのような一方向に応力が負荷された鉄筋コンクリート部材について、実際に負荷されている有効応力度(或いは有効プレストレス)がいかなる大きさであるのか判定することにより、当該鉄筋コンクリート部材を構成する構造物の置かれている状況の判断や使用安全性等を検討したい場合もある。さらに、測定した有効応力度に基づいてプレストレスの導入条件の適正化を望む場合もある。   For such a reinforced concrete member loaded with stress in one direction, such as prestressed concrete, the magnitude of the effective stress level (or effective prestress) actually applied is determined to determine the magnitude of the reinforced concrete member. In some cases, it may be desirable to consider the situation in which the structures that make up the structure are placed and to examine the safety of use. Furthermore, there are cases where it is desired to optimize prestress introduction conditions based on the measured effective stress level.

ここで、図5に示す橋梁等に利用されるプレストレストコンクリートについて、x方向にプレストレスが導入されているときに、当該x方向へ実際に負荷されている応力を測定する従来の方法(例えば、特許文献1参照。)について、以下説明する。   Here, for prestressed concrete used for the bridge shown in FIG. 5 and the like, when prestress is introduced in the x direction, a conventional method for measuring stress actually applied in the x direction (for example, (See Patent Document 1).

先ず、コンクリート部材7の側面にx方向に第1の歪ゲージ71を、またx方向に対して直角方向に相当するy方向に第2の歪ゲージ72を互いに交差するようにして貼り付け、各歪ゲージ71、72を介して、x、y方向の歪みの初期値を検出する。即ち、導入されたプレストレスに基づく応力がコンクリートに負荷されている状態を歪みの初期値とする。   First, the first strain gauge 71 is attached to the side surface of the concrete member 7 in the x direction, and the second strain gauge 72 is attached to the y direction corresponding to the direction perpendicular to the x direction so as to cross each other. An initial value of strain in the x and y directions is detected via the strain gauges 71 and 72. That is, a state in which the stress based on the introduced prestress is applied to the concrete is set as an initial value of strain.

次に、コンクリート部材7から、第1の歪ゲージ71並びに第2の歪ゲージ72が貼り付けられた側面を含むようにしてコンクリート片74を切り出す。このコンクリート片74は、導入されたプレストレスが開放された状態となる。この段階において、第1の歪ゲージ71を介して、応力が開放されることによるx方向の歪み実測値(以下、応力開放歪み実測値という。)を測定し、また第2の歪ゲージ72を介してy方向の応力開放歪み実測値を測定する。そして、この測定したx方向の応力開放歪み実測値から、上記x方向の歪みの初期値を差し引くことにより歪みεを検出し、また測定したy方向の応力開放歪み実測値から、上記y方向の歪みの初期値を差し引くことにより歪みεを検出する。即ち、プレストレスが導入された状態で測定した歪みの初期値と、プレストレスが開放された状態で測定した弾性歪みとの差分を測定することにより、実際に導入されたプレストレスに基づく応力による歪みε、εを検出することが可能となる。 Next, the concrete piece 74 is cut out from the concrete member 7 so as to include a side surface to which the first strain gauge 71 and the second strain gauge 72 are attached. The concrete piece 74 is in a state where the introduced prestress is released. At this stage, a measured strain value in the x direction (hereinafter referred to as a measured stress release strain value) due to the release of stress is measured via the first strain gauge 71, and the second strain gauge 72 is mounted. Then, an actual measurement value of stress release strain in the y direction is measured. Then, the strain ε x is detected by subtracting the initial value of the strain in the x direction from the measured stress release strain value in the x direction, and the y direction is determined from the measured stress release strain value in the y direction. The distortion ε y is detected by subtracting the initial value of the distortion. That is, by measuring the difference between the initial value of the strain measured with the prestress introduced and the elastic strain measured with the prestress released, it depends on the stress based on the actually introduced prestress. The strains ε x and ε y can be detected.

また、ここでプレストレスによるコンクリート部材7表面に作用する応力を有効応力と定義した場合に、式(0)に示すように、歪みεから歪みεを差し引くとともにコンクリートのポアソン比νに基づく補正を施すことにより、弾性歪みΔεx、eを演算する。そして、コンクリートにおけるx方向の弾性係数Ex、cをこのΔεx、eに積算することにより、x方向の有効応力σx、cをほぼ推定することが可能となる。 When the stress acting on the surface of the concrete member 7 due to prestress is defined as an effective stress, the strain ε y is subtracted from the strain ε x and based on the Poisson's ratio ν of the concrete, as shown in the equation (0). By performing the correction, the elastic strain Δε x, e is calculated. Then, by adding the elastic modulus Ex , c in the x direction of the concrete to the Δε x, e , it is possible to almost estimate the effective stress σ x, c in the x direction.


Figure 0005095258
特開2004−101322号公報
Figure 0005095258
JP 2004-101322 A

しかしながら、コンクリート部材7には、クリープや乾燥収縮等の作用により、応力状態が必ずしも設計通りになるとは限らない。特にコンクリート部材7に作用する内部拘束応力の存在の認識不足とそのメカニズムが十分に把握されていないため、実際に求めた応力が有効応力と乖離している場合も少なからず存在していた。   However, the concrete member 7 does not always have a stress state as designed due to creep, drying shrinkage, or the like. In particular, since the lack of recognition of the existence of internal restraint stress acting on the concrete member 7 and the mechanism thereof are not sufficiently grasped, there are not a few cases where the actually obtained stress deviates from the effective stress.

また、上記特許文献1に示される特許では、特にクリープ歪みを鋼材が拘束することにより発生する拘束歪みの分が何ら考慮されていないことから、正確な有効応力を算出できるに至らなかった。   Moreover, in the patent shown in the above-mentioned patent document 1, since the amount of restraint strain generated by restraining the creep strain by the steel material is not taken into consideration at all, an accurate effective stress cannot be calculated.

また、上記特許文献1に示される特許では、コンクリート片74を切り出す際に削孔する溝の深さを、所定の深さとしており、具体的には、削孔径の2倍以上であり、削孔しながら連続的に測定する歪みが一定となる深さとしている。しかし、乾燥収縮の進行度が深さ方向において差異があることから、これに起因する内部拘束応力の影響を考慮することができないという問題点があった。   Moreover, in the patent shown in the above-mentioned Patent Document 1, the depth of the groove to be drilled when the concrete piece 74 is cut out is set to a predetermined depth. The depth is such that the strain continuously measured while the hole is formed is constant. However, since the degree of progress of drying shrinkage is different in the depth direction, there is a problem that the influence of internal restraint stress due to this cannot be considered.

また、上記特許文献1に開示される特許では、安定した歪み測定値を得るために、削孔深さを見出す必要があるところ、歪ゲージによる歪みの連続測定を行う必要があり、特殊な測定装置が必要となり、測定が高コストになるという問題点もあった。   Further, in the patent disclosed in Patent Document 1, it is necessary to find the depth of drilling holes in order to obtain a stable strain measurement value. However, it is necessary to perform continuous measurement of strain using a strain gauge. There was also a problem that an apparatus was required and measurement was expensive.

そこで、本発明は、上述した課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、コンクリート部材に作用する内部拘束応力の種類とメカニズムを分類、把握した上で、コンクリート部材への有効応力を高精度に測定することが可能なコンクリート部材の応力測定システム及び方法、プログラム、記録媒体、鉄筋コンクリート部材を提供することにある。   Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to classify and grasp the types and mechanisms of internal restraint stress acting on the concrete member, and then to the concrete member. It is an object to provide a concrete member stress measurement system and method, a program, a recording medium, and a reinforced concrete member capable of measuring the effective stress of the concrete member with high accuracy.

本発明に係るコンクリート部材の応力測定システムは、x方向に応力が負荷されている鉄筋コンクリート部材の応力測定システムにおいて、上記コンクリート部材の側面に上記x方向に貼り付けられた第1の歪ゲージ、並びに上記x方向に対して直角方向に相当するy方向に貼り付けられた第2の歪ゲージと、上記第1の歪ゲージ並びに上記第2の歪ゲージが貼り付けられた側面を含むようにして切り出されたコンクリート片から、当該第1の歪ゲージを介してx方向の歪みεxを検出するとともに、当該第2の歪ゲージを介してy方向の歪みεyを検出する歪み検出手段と、上記歪み検出手段により検出された歪みεx、εyから下記(22)式に基づいて、上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算し、更に下記(3)式に基づいてx方向の有効応力σxeを算出する算出手段とを備えることを特徴とする。

Figure 0005095258
ν:コンクリートのポアソン比
Δεxcr:クリープ歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε x sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε y sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Exc:x方向のコンクリートの弾性係数 The stress measurement system for a concrete member according to the present invention is the stress measurement system for a reinforced concrete member in which stress is applied in the x direction, the first strain gauge affixed to the side surface of the concrete member in the x direction, and Cut out to include the second strain gauge attached in the y direction corresponding to the direction perpendicular to the x direction, the first strain gauge, and the side surface to which the second strain gauge is attached. A strain detection means for detecting a strain ε x in the x direction from the concrete piece via the first strain gauge, and detecting a strain ε y in the y direction via the second strain gauge, and the strain detection the detected strain epsilon x by means, on the basis of the epsilon y below (22), the x-direction of the elastic strain [Delta] [epsilon] x, computes e, effective in the x direction on the basis of further following formula (3) Power sigma x, characterized in that it comprises a calculating means for calculating e.
Figure 0005095258
ν: Poisson's ratio of concrete Δε x , cr : elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to creep restraint is released
Δε x , sr : Elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to steel restraint of drying shrinkage strain is released
Δε y , sr : Elastic strain in the y direction when the y direction stress due to the steel restraint of drying shrinkage strain is released
E x , c : Elastic modulus of concrete in x direction

本発明に係るコンクリート部材の応力測定方法は、x方向に応力が負荷されている鉄筋コンクリート部材の応力測定方法において、上記コンクリート部材の側面に上記x方向に第1の歪ゲージを、また上記x方向に対して直角方向に相当するy方向に第2の歪ゲージを貼り付け、上記第1の歪ゲージ並びに上記第2の歪ゲージが貼り付けられた側面を含むようにしてコンクリート片を切り出し、上記第1の歪ゲージを介してx方向の歪みεxを検出するとともに、上記第2の歪ゲージを介してy方向の歪みεyを検出し、上記検出した歪みεx、εyから下記(22)式に基づいて、上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算し、更に下記(3)式に基づいてx方向の有効応力σxeを算出することを特徴とする。

Figure 0005095258
ν:コンクリートのポアソン比
Δεxcr:クリープ歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε x sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε y sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Exc:x方向のコンクリートの弾性係数 The stress measurement method for a concrete member according to the present invention is the stress measurement method for a reinforced concrete member in which stress is applied in the x direction, wherein the first strain gauge is provided in the x direction on the side surface of the concrete member, and the x direction is provided. A second strain gauge is attached in the y direction corresponding to a direction perpendicular to the first direction, and the concrete piece is cut out so as to include the first strain gauge and the side surface to which the second strain gauge is attached. The strain ε x in the x direction is detected through the strain gage of the first strain, and the strain ε y in the y direction is detected through the second strain gauge. From the detected strains ε x and ε y , the following (22) The elastic strains Δε x and e in the x direction are calculated based on the formula, and the effective stresses σ x and e in the x direction are calculated based on the following formula (3).
Figure 0005095258
ν: Poisson's ratio of concrete Δε x , cr : elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to creep restraint is released
Δε x , sr : Elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to steel restraint of drying shrinkage strain is released
Δε y , sr : Elastic strain in the y direction when the y direction stress due to the steel restraint of drying shrinkage strain is released
E x , c : Elastic modulus of concrete in x direction

上述した構成からなる本発明では、コンクリート部材に作用する内部拘束応力の種類とメカニズムを分類、把握した上で、コンクリート部材への有効応力を高精度に測定することが可能となり、特に有効応力σx、eを算出する際に、特に、このクリープ歪みの影響を除去することにより、算出精度の向上を図ることが可能となる。 In the present invention having the above-described configuration, it becomes possible to measure the effective stress on the concrete member with high accuracy after classifying and grasping the types and mechanisms of the internal restraint stress acting on the concrete member, and in particular, the effective stress σ When calculating x and e , it is possible to improve the calculation accuracy especially by removing the influence of this creep distortion.

以下、本発明を実施するための最良の形態として、鉄筋コンクリート部材の応力測定システムについて、図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, as a best mode for carrying out the present invention, a stress measurement system for a reinforced concrete member will be described in detail with reference to the drawings.

この応力測定システム1は、例えば図1に示すように、PC鋼材等の緊張により、x方向に外力が負荷されている鉄筋コンクリート部材3の内部応力を測定するものである。この応力測定システム1は、例えば鉄筋コンクリート部材3の側面にx方向に貼り付けられた第1の歪ゲージ11と、x方向に対して直角方向に相当するy方向に貼り付けられた第2の歪ゲージ12と、第1の歪ゲージ11、第2の歪ゲージ12に接続されたスイッチボックス13と、スイッチボックス13に接続されたパーソナルコンピュータ(PC)14とを備えている。ちなみに、この鉄筋コンクリート部材3は、x方向に向けて鋼材24が埋設されている   As shown in FIG. 1, for example, the stress measurement system 1 measures the internal stress of a reinforced concrete member 3 in which an external force is applied in the x direction due to tension of a PC steel material or the like. The stress measurement system 1 includes, for example, a first strain gauge 11 attached to the side surface of the reinforced concrete member 3 in the x direction and a second strain attached in the y direction corresponding to a direction perpendicular to the x direction. A gauge 12, a first strain gauge 11, a switch box 13 connected to the second strain gauge 12, and a personal computer (PC) 14 connected to the switch box 13 are provided. Incidentally, this reinforced concrete member 3 has a steel material 24 embedded in the x direction.

上述の如き構成からなる応力測定システム1では、鉄筋コンクリート部材3に負荷された応力に基づく歪みを第1の歪ゲージ11、第2の歪ゲージ12を介して電気信号に変換し、これをスイッチボックス13を介して検出し、さらにPC14において、この検出した電気信号に基づいてx方向の有効応力を算出するものである。   In the stress measurement system 1 configured as described above, strain based on the stress loaded on the reinforced concrete member 3 is converted into an electrical signal via the first strain gauge 11 and the second strain gauge 12, and this is converted into a switch box. 13, and the PC 14 calculates the effective stress in the x direction based on the detected electrical signal.

次に、この応力測定システム1を用いて、実際にx方向に応力が負荷されている鉄筋コンクリート部材3についてx方向の有効応力を測定する方法について説明をする。   Next, a method for measuring the effective stress in the x direction for the reinforced concrete member 3 actually stressed in the x direction using the stress measurement system 1 will be described.

先ず、コンクリート部材3の側面にx方向に第1の歪ゲージ11を、またx方向に対して直角方向に相当するy方向に第2の歪ゲージ12を互いに交差するようにして貼り付ける。この歪ゲージ11、12は、ゲージ長60mm程度とすることが望ましい。   First, the first strain gauge 11 is attached to the side surface of the concrete member 3 so as to cross the first strain gauge 11 in the x direction and the second strain gauge 12 in the y direction corresponding to the direction perpendicular to the x direction. It is desirable that the strain gauges 11 and 12 have a gauge length of about 60 mm.

各歪ゲージ11、12を介して、x、y方向の歪みの初期値を検出する。導入されたプレストレスに基づく応力がコンクリートに負荷されている状態を歪みの初期値とする。   An initial value of strain in the x and y directions is detected via the strain gauges 11 and 12. The state in which the stress based on the introduced prestress is applied to the concrete is defined as an initial value of strain.

次に、コンクリート部材3から、第1の歪ゲージ11並びに第2の歪ゲージ12が貼り付けられた側面を含むようにしてコンクリート片22を切り出す。このコンクリート片22は、通常、円柱状で構成されるものであって、コアの直径は100mm程度であることが望ましい。その理由として、歪ゲージにより測定される歪みは、コンクリートの粗骨材の影響を受けることが知られているところ、その歪ゲージ長は、コンクリートの最大骨材寸法の3倍以上が望ましいものとされている。その歪ゲージ長の要件を満たすためには、コンクリート片22を切り出すことによるコアの直径は100mm程度が必要となるためである。   Next, the concrete piece 22 is cut out from the concrete member 3 so as to include the side surface to which the first strain gauge 11 and the second strain gauge 12 are attached. The concrete piece 22 is usually formed in a columnar shape, and the core diameter is desirably about 100 mm. The reason is that the strain measured by the strain gauge is known to be affected by the coarse aggregate of the concrete, and the strain gauge length should be at least three times the maximum aggregate size of the concrete. Has been. This is because the core diameter obtained by cutting out the concrete piece 22 needs to be about 100 mm in order to satisfy the strain gauge length requirement.

コンクリート片22の深さは、コンクリート部材3の部材厚で構成されることが望ましい。しかし、このコンクリート片22の削孔を途中で止める場合には、後処理をすることが必要となる。ちなみに、コンクリート片22を削孔する際には、水を使用することなく、乾式で削孔することが望ましい。その理由として、水による冷却を行う湿式方法では、コンクリートの膨潤による付加歪みを発生させる要因にもなり、また歪ゲージの剥離や絶縁不良の原因を作り出すことにもつながるが、乾式による削孔では、それらのリスクを軽減させることが可能となるからである。また、乾式による削孔の場合には、摩擦熱によりコアコンクリート温度が上昇するため、冷却機能を備えたコアドリルを使用することが望ましい。このような、温度上昇を殆ど伴わないコアリング手法を用いることにより、温度変化に対して敏感に影響を受けることなく第1の歪ゲージ11、第2の歪ゲージ12による検出精度を向上させることが可能となる。   The depth of the concrete piece 22 is preferably configured by the thickness of the concrete member 3. However, when the drilling of the concrete piece 22 is stopped halfway, it is necessary to perform post-processing. Incidentally, when the concrete piece 22 is drilled, it is desirable to drill in a dry manner without using water. The reason for this is that the wet method of cooling with water can cause additional strain due to swelling of the concrete, and can also cause the peeling of strain gauges and the cause of poor insulation. This is because those risks can be reduced. In the case of dry drilling, the core concrete temperature rises due to frictional heat, so it is desirable to use a core drill having a cooling function. By using such a coring technique that hardly causes a temperature rise, the detection accuracy by the first strain gauge 11 and the second strain gauge 12 is improved without being sensitively influenced by a temperature change. Is possible.

ちなみに、この切り出されたコンクリート片22は、導入されたプレストレスが開放された状態にある。この段階において、第1の歪ゲージ11を介して、応力が開放されることによるx方向の歪み実測値(以下、応力開放歪み実測値という。)を測定し、また第2の歪ゲージ12を介してy方向の応力開放歪み実測値を測定する。そして、この測定したx方向の応力開放歪み実測値から、上記x方向の歪みの初期値を差し引くことにより歪みεを検出し、また測定したy方向の応力開放歪み実測値から、上記y方向の歪みの初期値を差し引くことにより歪みεを検出する。ちなみに、歪みε、εの算出は、上述したPC14により実行していくことになる。また、歪みε、εの検出は、データのばらつきを防止する観点からコンクリート片22を削孔後、半日程度継続的に測定することが望ましい。 Incidentally, the cut concrete piece 22 is in a state in which the introduced prestress is released. At this stage, a measured strain value in the x direction (hereinafter referred to as a measured stress release strain value) due to the release of stress is measured via the first strain gauge 11, and the second strain gauge 12 is mounted. Then, an actual measurement value of stress release strain in the y direction is measured. Then, the strain ε x is detected by subtracting the initial value of the strain in the x direction from the measured stress release strain value in the x direction, and the y direction is determined from the measured stress release strain value in the y direction. The distortion ε y is detected by subtracting the initial value of the distortion. Incidentally, the calculation of the strains ε x and ε y is executed by the PC 14 described above. Moreover, it is desirable that the strains ε x and ε y are detected continuously for about half a day after drilling the concrete piece 22 from the viewpoint of preventing variation in data.

なお、コンクリート片22が切り出された後のコアが円筒状で構成されている場合には、当該コア周囲のコンクリートに過度の応力集中等が生じにくく、また膨張性コンクリートやモルタル等で、このコアを埋め戻すことにより、削孔を行う前に近い応力状態に戻すことも可能となる。   In addition, when the core after the concrete piece 22 is cut out is formed in a cylindrical shape, excessive stress concentration or the like hardly occurs in the concrete around the core, and the core is made of expansive concrete or mortar. By backfilling, it is possible to return to a stress state close to that before drilling.

また、コンクリートは鋼材等と比較して均質性に劣り、物性のばらつきも多い。このため、歪み測定においては、ある程度の誤差が生じてしまう。そこで、複数個所で削孔を行うことにより、複数のコンクリート片22を切り出し、求めた歪み測定値を平均化するようにしてもよい。更に同一断面内で複数個所に亘り歪みの測定を行うことにより、曲げによる断面内応力分布を推定することができ、応力推定の精度向上を図ることが可能となる。   Moreover, concrete is inferior in homogeneity compared with steel materials etc., and there are many dispersion | variation in a physical property. For this reason, a certain amount of error occurs in the distortion measurement. Therefore, a plurality of concrete pieces 22 may be cut out by drilling holes at a plurality of locations, and the obtained strain measurement values may be averaged. Furthermore, by measuring strain over a plurality of locations within the same cross section, the stress distribution in the cross section due to bending can be estimated, and the accuracy of stress estimation can be improved.

次に、この検出した歪みε、εに基づいて、x方向の有効応力σx、eを算出する。この有効応力σx、eの算出は、以下に説明するコンセプトに基づいて実行する。 Next, the effective stress σ x, e in the x direction is calculated based on the detected strains ε x , ε y . The calculation of the effective stress σ x, e is executed based on the concept described below.

図2(a)〜(c)は、鉄筋コンクリート部材3に作用する内部拘束応力の種類とメカニズムを示している。この内部拘束応力の種類としては、図2(a)に示すような、乾燥収縮度の深さ方向での不均一性に起因する拘束歪みα1と、図2(b)に示すような乾燥収縮歪みを鋼材24が拘束することにより発生する拘束歪みα2と、図2(c)に示すようなクリープ歪みを鋼材が拘束することにより発生する拘束歪みα3とが存在することになる。   2A to 2C show the types and mechanisms of internal restraint stress acting on the reinforced concrete member 3. As the types of internal restraint stress, restraint strain α1 caused by non-uniformity in the depth direction of drying shrinkage as shown in FIG. 2 (a) and drying shrinkage as shown in FIG. 2 (b). There is a restraining strain α2 generated when the steel material 24 restrains the strain, and a restraining strain α3 generated when the steel material restrains the creep strain as shown in FIG. 2 (c).

特にこのα2、3は、鋼材24の存在により発生しえる歪みであることから、プレストレストコンクリートを含む概念としての鉄筋コンクリート部材3において内部応力を測定する際に考慮しなければならないパラメータである。これら拘束歪みα1〜α3は、各ポテンシャル量、実歪みの差分値として表すことが可能となる。実際に有効応力σx、eを測定する際には、これら拘束歪みα1〜α3の影響を除去した、純粋なプレストレスに基づく応力を測定する必要がある。 In particular, α2 and 3 are distortions that may occur due to the presence of the steel material 24, and are parameters that must be taken into account when measuring internal stress in the reinforced concrete member 3 as a concept including prestressed concrete. These constrained strains α1 to α3 can be expressed as a difference value between each potential amount and actual strain. When actually measuring the effective stress σ x, e , it is necessary to measure a stress based on pure pre-stress from which the influence of the constraint strains α1 to α3 is removed.

図3は、歪みε、εを経時的に測定した例を示している。歪みεには、拘束歪みα1、α2の成分が含まれている。歪みεには、拘束歪みα1、α2、α3の成分に加え、さらにx方向に負荷された外力に基づく弾性歪みAが含まれている。 FIG. 3 shows an example in which strains ε x and ε y are measured over time. The strain ε y includes components of constraint strains α1 and α2. The strain ε x includes an elastic strain A based on an external force loaded in the x direction in addition to the components of the constraint strains α1, α2, and α3.

このため、従来の特許文献1の如く、単に(0)式に基づいて歪みε、εの差分を求めただけでは、拘束歪みα1、α2の成分は消去することができるが、拘束歪みα3の成分は消去することができず、結局のところα3+Aの成分が残ってしまうことになる。即ち、従来の特許文献1の開示技術では、無筋コンクリートの内部応力を精度よく測定することができるが、内部に鉄筋が埋設されている鉄筋コンクリート部材3では、これを高精度に測定することができない。 For this reason, the components of the constraint strains α1 and α2 can be eliminated by simply obtaining the difference between the strains ε x and ε y based on the equation (0) as in the conventional patent document 1, but the constraint strain The α3 component cannot be erased, and eventually the α3 + A component remains. In other words, the conventional technique disclosed in Patent Document 1 can accurately measure the internal stress of unreinforced concrete, but the reinforced concrete member 3 in which the reinforcing bars are embedded can be measured with high accuracy. Can not.

このため、最終的にAの成分を求めるためには、A=ε−ε−α3のように、歪みε、εの差分から更にクリープ歪みに基づくα3の成分を引いてやらなければならない。 Therefore, in order to obtain the final component of A, as in A = ε xy -α3, strain epsilon x, unless Yara pull the α3 ingredient based on further creep strain from the difference of epsilon y I must.

本発明を適用した応力測定方法は、有効応力σx、eを算出する際に、特に、このクリープ歪みに基づくα3の影響を除去することにより、算出精度の向上を図ることに特化したものである。以下実際の算出プロセスについて詳細に説明する。 The stress measurement method to which the present invention is applied specializes in improving the calculation accuracy by calculating the effective stress σ x, e , particularly by removing the influence of α 3 based on the creep strain. It is. Hereinafter, the actual calculation process will be described in detail.

先ず、コンクリート片22の削孔により開放される歪みと応力度との関係を式(1)〜(4)に示す。

Figure 0005095258
Figure 0005095258
ここで、
σx,e:x方向の有効応力度(持続荷重によりコンクリート部材断面に作用する応力度)
σy,e:y方向の有効応力度(持続荷重によりコンクリート部材断面に作用する応力度)
Ex,c:x方向のコンクリートの弾性係数
Ey,c:y方向のコンクリートの弾性係数
εx:コア削孔より開放されるx方向の歪み
εy:コア削孔より開放されるy方向の歪み
Δεx,e:x方向有効応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δεy,xe:x方向有効応力が開放されるときのy方向のポアソン歪み=−νΔεx,e
Δεy,e:y方向有効応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Δεx,ye:y方向有効応力が開放されるときのx方向のポアソン歪み=−νΔεy,e
Δεx,si:乾燥収縮歪みの深さ方向の不均一性に起因する内部拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δεy,xsi:乾燥収縮歪みの深さ方向の不均一性に起因する内部拘束によるx方向応力が開放されるときのy方向のポアソン歪み=−νΔεx,si
Δεy,si:乾燥収縮歪みの深さ方向の不均一性に起因する内部拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Δεx,ysi:乾燥収縮歪みの深さ方向の不均一性に起因する内部拘束によるy方向応力が開放されるときのx方向のポアソン歪み=−νΔεy,si
Δεx,sr:乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δεy,xsr:乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのy方向のポアソン歪み=−νΔεx,sr
Δεy,sr:乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Δεx,ysr:乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのx方向のポアソン歪み=−νΔεy,sr
Δεx,cr:クリープ歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δεy,xcr:クリープ歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのy方向のポアソン歪み=−νΔεx,cr
Δεy,cr:クリープ歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Δεx,ycr:クリープ歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのx方向のポアソン歪み=−νΔεy,cr First, equations (1) to (4) show the relationship between the strain released by the drilling of the concrete piece 22 and the degree of stress.

Figure 0005095258
Figure 0005095258
here,
σ x, e : Effective stress level in the x direction (stress level acting on the cross section of concrete member due to sustained load)
σ y, e : Effective stress level in the y direction (stress level acting on the cross section of the concrete member due to sustained load)
E x, c : Elastic modulus of concrete in the x direction
E y, c : Elastic modulus of concrete in y direction ε x : Strain in x direction released from core drilling ε y : Strain in y direction released from core drilling Δε x, e : Effective stress in x direction Elastic strain Δε y, xe in the x direction when released: Poisson strain in the y direction when the effective stress in the x direction is released = −νΔε x, e
Δε y, e : elastic strain in y direction when y-direction effective stress is released Δε x, ye : Poisson strain in x direction when y-direction effective stress is released = −νΔε y, e
Δε x, si : Elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to internal constraints due to nonuniformity in the depth direction of the drying shrinkage strain is released Δε y, xsi : Non-uniformity in the depth direction of the drying shrinkage strain Poisson strain in the y direction when the stress in the x direction due to internal constraints due to uniformity is released = −νΔε x, si
Δε y, si : Y-direction elastic strain when the stress in the y-direction due to internal constraints due to non-uniformity in the depth direction of drying shrinkage strain is released Δε x, ysi : Non-uniformity in the depth direction of drying shrinkage strain Poisson strain in the x direction when the y direction stress due to internal constraints due to uniformity is released = -νΔε y, si
Δε x, sr : Elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to steel restraint of dry shrinkage strain is released Δε y, xsr : Y direction in which the stress in the x direction due to steel restraint of dry shrinkage strain is released Poisson distortion = −νΔε x, sr
Δε y, sr : Elastic strain in the y direction when the stress in the y direction due to steel restraint of drying shrinkage is released Δε x, ysr : Stress in the y direction when the stress in the y direction due to steel restraint of drying shrinkage strain is released Poisson distortion = -νΔε y, sr
Δε x, cr : Elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to creep restraint is released Δε y, xcr : Poisson strain in the y direction when the stress in the x direction due to creep restraint is released = −νΔε x, cr
Δε y, cr : Elastic strain in the y direction when the y-direction stress due to creep restraint is released Δε x, ycr : Poisson strain in the x direction when the y-direction stress due to creep restraint is released = −νΔε y, cr

次に、x方向にのみ外力が負荷され、y方向に外力が負荷されない場合について考えてみる。   Next, consider a case where an external force is applied only in the x direction and no external force is applied in the y direction.

先ず、x方向にのみ外力が負荷される場合に、下記のように表せる。

Figure 0005095258
First, when an external force is applied only in the x direction, it can be expressed as follows.

Figure 0005095258

ここで、コンクリートはマクロな視点からは等方性とみなされるため、次の関係が成り立つ。

Figure 0005095258
Here, since concrete is considered isotropic from a macro perspective, the following relationship holds.

Figure 0005095258

x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しい場合When the x-direction steel ratio and the y-direction steel ratio are equal

さらに、鋼材24について、x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しい場合について考えてみる。x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しいと仮定した場合に、次の関係が成り立つ。

Figure 0005095258
ここで、φx,r:x方向の鋼材比、φy,r:y方向の鋼材比とする。 Further, consider the case where the steel material 24 has the same x-direction steel material ratio and the y-direction steel material ratio. When it is assumed that the x-direction steel material ratio and the y-direction steel material ratio are equal, the following relationship holds.

Figure 0005095258
Here, φ x, r : steel material ratio in the x direction, and φ y, r : steel material ratio in the y direction.

よって、コンクリート片22の削孔により開放されるx方向歪みとy方向歪みとの差は次のように表せる。

Figure 0005095258
Figure 0005095258
Therefore, the difference between the strain in the x direction and the strain in the y direction that is opened by drilling the concrete piece 22 can be expressed as follows.

Figure 0005095258
Figure 0005095258

クリープ歪みによる鋼材の拘束力とそれによってコンクリートに作用する反力の釣合いを考えると次のように表すことができる。

Figure 0005095258
ここで、
Ex,s:x方向の鋼材の弾性係数
Ax,c:x方向のコンクリートの断面積
Ax,s:x方向の鋼材の断面積
εcp t,x:材齢tにおける鋼材による拘束がない場合のx方向のコンクリートの全クリープ歪み
t:測定時におけるコンクリートの材齢
とする。このときの、Δεx、cr、εcp t、xの関係を図4(a)に示す。鋼材24がないコンクリートに外力(σx,e)が負荷された場合は、大きさεcp t、xのクリープひずみが発生するが、鋼材24が存在する場合には、クリープひずみは、その一部が鋼材24によって拘束されて、Δεx、crだけ小さくなることが示されている。このとき、プレストレスや死荷重などの持続荷重に加えて、鋼材24の存在によって拘束応力が新たに発生する。従って、クリープ歪みΔεcp t、xを下記(9)式のように表すことができる。 Considering the balance between the restraining force of steel due to creep strain and the reaction force acting on the concrete, it can be expressed as follows.

Figure 0005095258
here,
E x, s : Elastic modulus of steel in x direction
A x, c : Cross section of concrete in x direction
A x, s : Cross section of steel in x direction ε cp t, x : Total creep strain of concrete in x direction when there is no restraint by steel at age t
t: Age of concrete at the time of measurement. In this case, [Delta] [epsilon] x, cr, shown epsilon cp t, the relationship between x in Figure 4 (a). When an external force (σ x, e ) is applied to the concrete without the steel material 24 , a creep strain of magnitude ε cpt, x is generated, but when the steel material 24 is present, the creep strain is one of them. It is shown that the portion is constrained by the steel material 24 and becomes smaller by Δε x, cr . At this time, in addition to continuous loads such as pre-stress and dead load, restraint stress is newly generated due to the presence of the steel material 24. Accordingly, the creep strain Δε cp t, x can be expressed by the following equation (9).


Figure 0005095258

ここで、
φt、x:材齢tにおけるx方向のコンクリート部材3のクリープ係数(JSCEコンクリート標準示方書などによる)
Figure 0005095258

here,
φ t, x : Creep coefficient of concrete member 3 in x direction at age t (according to JSCE concrete standard specifications, etc.)

ちなみに、このφt、xは、(社)土木学会が出版している「2002年制定 コンクリート標準示方書[構造性能照査編]」、2002年3月版、3.2.9 クリープ、pp.34〜37を適用するようにしてもよい。かかる場合には、当該文献における式(解 3.2.15)や(解 3.2.20)によるε’cc(t,t’,to)/σ’cpを求め、この求めたε’cc(t,t’,to)/σ’cpにEx,cをかけたものがクリープ係数φt,xになる。なお、このクリープ係数φt,xは、当該文献における表3.2.3や3.2.4によって簡易的に決めるようにしてもよい。以下、この表3.2.3を表1に、また表3.2.4を表2に示しておく。 By the way, this φ t, x is published by the Japan Society of Civil Engineers "Standard Specification for Concrete [Structural Performance Review]", March 2002, 3.2.9 Creep, pp.34- 37 may be applied. In such a case, ε ′ cc (t, t ′, t o ) / σ ′ cp is calculated according to the equations (solution 3.2.15) and (solution 3.2.20) in this document, and the obtained ε ′ cc (t , t ', t o ) / σ' cp multiplied by Ex, c gives the creep coefficient φt, x. Note that the creep coefficient φt, x may be simply determined according to Tables 3.2.3 and 3.2.4 in the document. Table 3.2.3 is shown in Table 1 and Table 3.2.4 is shown in Table 2.

Figure 0005095258
Figure 0005095258

Figure 0005095258
Figure 0005095258

また、このφt、xは、例えば、文献(ACI-209R-92、「Prediction of Creep, Shrinkage, and Temperature Effects in Concrete Structures」April, 1994、pp.209R-1〜209R-47)や、文献(「CEB-FIP MODEL CODE 1990」、June,1991、 2.1.6.4 Creep and Shrinkage pp.53〜58)に開示されている式を利用して求めるようにしてもよい。 In addition, this φ t, x is, for example, literature (ACI-209R-92, “Prediction of Creep, Shrinkage, and Temperature Effects in Concrete Structures” April, 1994, pp.209R-1 to 209R-47) and literature (“CEB-FIP MODEL CODE 1990”, June, 1991, 2.1.6.4 Creep and Shrinkage pp. 53-58) may be used to obtain the value.

ここで、
Δσx:コンクリートに発生するクリープおよび乾燥収縮ひずみを鋼材が拘束することによって発生する付加応力であり、言い換えると鋼材拘束応力

Figure 0005095258
here,
Δσ x : Additional stress generated by restraining the creep and drying shrinkage strain that occurs in concrete, in other words steel restraining stress

Figure 0005095258

この(10)式で示される関係を式(9)に代入し、さらに式(8)に代入すると次のようになる。

Figure 0005095258
ここでγ1xを(12)のように定義したとき、式(11)は(13)に書き換えられる。

Figure 0005095258
Substituting the relationship shown in equation (10) into equation (9) and then into equation (8) gives the following.

Figure 0005095258
Here, when γ 1x is defined as (12), equation (11) is rewritten as (13).

Figure 0005095258

式(14)を式(6)に代入すると次のようになる。

Figure 0005095258
Figure 0005095258
Substituting equation (14) into equation (6) yields:

Figure 0005095258
Figure 0005095258

さらに、乾燥収縮歪みによる鋼材の拘束力とそれによってコンクリートに作用する反力の釣合いを考えると次のように表せる。

Figure 0005095258
ここで、
εsht、x:材齢tにおける鋼材による拘束がない場合のx方向のコンクリートの全乾燥収縮歪み(JSCEコンクリート標準示方書などによる) Furthermore, considering the balance between the restraining force of the steel due to drying shrinkage and the reaction force acting on the concrete, it can be expressed as follows.

Figure 0005095258
here,
ε sht, x : Total drying shrinkage strain of concrete in the x direction when there is no restraint by steel at age t (according to JSCE concrete standard specifications, etc.)

ちなみに、このεsht、xは、(社)土木学会「2002年制定 コンクリート標準示方書[構造性能照査編]」、2002年3月版、3.2.8 収縮、pp.30〜34に記載の下式(解 3.2.3)〜(解 3.2.5)や(解 3.2.6)〜(解 3.2.14)を使用して求めるようにしてもよい。
このときの、Δεx、sr、εsh t、xの関係を図4(b)に示す。鋼材24がないコンクリートに乾燥収縮が発生した場合は、大きさεsh t、xの乾燥収縮ひずみが発生するが、鋼材24が存在する場合には、乾燥収縮ひずみは、その一部が鋼材24によって拘束されて、Δεx、srだけ小さくなることが示されている。
式(19)を式(17)に代入すると次のようになる。

Figure 0005095258
By the way, this ε sht, x is as described in the Japan Society of Civil Engineers "Concrete Standard Specification [Structural Performance Review Edition]", March 2002 edition, 3.2.8 Shrinkage, pp.30-34 It may be obtained using the equations (Solution 3.2.3) to (Solution 3.2.5) and (Solution 3.2.6) to (Solution 3.2.14).
FIG. 4B shows the relationship between Δε x, sr , ε sh t, x at this time. When drying shrinkage occurs in concrete without the steel material 24 , a drying shrinkage strain having a size ε sht, x occurs. However, when the steel material 24 is present, a part of the drying shrinkage strain is the steel material 24. It is shown that it becomes smaller by Δε x, sr .
Substituting equation (19) into equation (17) yields:

Figure 0005095258

式(20)から演算した、x方向の弾性歪みΔεx、eから、更に下記(3)式に基づいてx方向の有効応力σx、eを算出する。

Figure 0005095258
From the elastic strain Δε x, e in the x direction calculated from the equation (20), the effective stress σ x, e in the x direction is further calculated based on the following equation (3).

Figure 0005095258

x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しくない場合When the x-direction steel ratio and the y-direction steel ratio are not equal

さらに、鋼材24について、x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しくない場合について考えてみる。x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しくない場合、次の関係が成り立つ。

Figure 0005095258
Figure 0005095258
Further, regarding the steel material 24, consider the case where the x-direction steel material ratio and the y-direction steel material ratio are not equal. When the x-direction steel material ratio and the y-direction steel material ratio are not equal, the following relationship holds.

Figure 0005095258
Figure 0005095258

コンクリート片22の切り出しに基づくコア削孔により開放されるx方向歪みεとy方向歪みεとの差は次のように表せる。

Figure 0005095258
The difference between the x-direction strain ε x and the y-direction strain ε y released by the core drilling based on the cutting of the concrete piece 22 can be expressed as follows.

Figure 0005095258

乾燥収縮歪みによる鋼材の拘束力とそれによってコンクリートに作用する反力の釣合いを考えた場合、乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪みΔεx,srは次のように表せる。

Figure 0005095258
When considering the balance between the restraining force of the steel due to drying shrinkage strain and the reaction force acting on the concrete, the elastic strain Δε x, sr in the x direction when the stress in the x direction due to the steel restraining of the drying shrinkage strain is released is It can be expressed as follows.

Figure 0005095258

また,γ1yを(26)のように定義すると、乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪みΔεy,srは次のように表せる。

Figure 0005095258
If γ 1y is defined as (26), the elastic strain Δε y, sr in the y direction when the y direction stress due to the steel material constraint of the drying shrinkage strain is released can be expressed as follows.

Figure 0005095258

ここで、
Ey,s:y方向の鋼材の弾性係数
Ay,c:y方向のコンクリートの断面積
Ay,s:y方向の鋼材の断面積
εsht、x:材齢tにおける鋼材による拘束がない場合のy方向のコンクリートの全乾燥収縮歪み
here,
E y, s : Elastic modulus of steel in y direction
A y, c : Cross section of concrete in y direction
A y, s : sectional area ε sht of steel material in y direction , x : total drying shrinkage strain of concrete in y direction when not restrained by steel material at age t

従って式(22)は、次式のように書き直すことができる。

Figure 0005095258
Therefore, equation (22) can be rewritten as:

Figure 0005095258

クリープ歪みによる鋼材の拘束力とそれによってコンクリートに作用する反力の釣合いを考えると次のように表せる。

Figure 0005095258
Considering the balance between the restraining force of steel due to creep strain and the reaction force acting on the concrete, it can be expressed as follows.

Figure 0005095258

コンクリートに発生するクリープおよび乾燥収縮ひずみを鋼材が拘束することによって、鋼材拘束応力が付加応力として発生するため、コンクリートのクリープひずみは次のように表すことができる。

Figure 0005095258
Since the steel material restrains the creep and drying shrinkage strain generated in the concrete, and the steel material restraint stress is generated as an additional stress, the creep strain of the concrete can be expressed as follows.

Figure 0005095258

この関係を式(31)に代入すると、Δεx、crは、以下のように表すことが可能となる。

Figure 0005095258
By substituting this relationship into equation (31), Δε x, cr can be expressed as follows.

Figure 0005095258

さらに式(29)に代入すると次のようになる。

Figure 0005095258
Figure 0005095258
Further substitution into equation (29) yields:

Figure 0005095258
Figure 0005095258

(39)から演算した、x方向の弾性歪みΔεx、eから、更に下記(3)式に基づいてx方向の有効応力σx、eを算出する。

Figure 0005095258
From the elastic strain Δε x, e in the x direction calculated from (39), the effective stress σ x, e in the x direction is further calculated based on the following equation (3).

Figure 0005095258

式(19)における
は、(社)土木学会「2002年制定 コンクリート標準示方書[構造性能照査編]」、2002年3月版、3.2.8 収縮、pp.30〜34に記載の下式(解 3.2.3)〜(解 3.2.5)を使用して求めるようにしてもよい。

Figure 0005095258
In the formula (19), the following formula (in Japanese) published by the Japan Society of Civil Engineers "Standard Specification for Concrete [Structural Performance Review]", March 2002 edition, 3.2.8 Shrinkage, pp. 30-34 It may be obtained using Solution 3.2.3) to (Solution 3.2.5).

Figure 0005095258

ここで、
RH:相対湿度(%)
W:単位水量(kg/m3
V:体積(mm3
S:外気に接する表面積(mm2
V/S:体積表面積比(mm)
t0及びt:乾燥開始時及び乾燥中のコンクリートの有効材齢であり、式(解 3.2.5)により補正した値を用いる。
Δti:温度がT(℃)である期間の日数
T0:乾燥開始までの温度(℃)
とする。
here,
RH: Relative humidity (%)
W: Unit water volume (kg / m 3 )
V: Volume (mm 3 )
S: Surface area in contact with outside air (mm 2 )
V / S: Volume surface area ratio (mm)
t0 and t: The effective age of concrete at the start of drying and during drying, and the value corrected by the equation (solution 3.2.5) is used.
Δti: Days during which the temperature is T (° C.) T 0: Temperature until the start of drying (° C.)
And

ここで、RHが60、Wが165、Vが4.8×10、Sが4800000、t0が5、t1が365、T0が20、Tが20であるとき、上記式解 3.2.3)〜(解 3.2.5)に代入すると、ε´shは、534(×10−6)となった。 Here, when RH is 60, W is 165, V is 4.8 × 10 8 , S is 4800000, t0 is 5, t1 is 365, T0 is 20, and T is 20, the above equation 3.2.3) Substituting in (solution 3.2.5), ε ′ sh was 534 (× 10 −6 ).

本発明を適用した鉄筋コンクリート部材の応力測定システムを示す図である。It is a figure which shows the stress measurement system of the reinforced concrete member to which this invention is applied. 鉄筋コンクリート部材に作用する内部拘束応力の種類とメカニズムを示す図である。It is a figure which shows the kind and mechanism of internal restraint stress which act on a reinforced concrete member. 歪みε、εの経時的な測定例を示す図である。It is a figure which shows the example of a measurement with time of distortion | strain (epsilon) x , (epsilon) y . 各歪みの大きさの関係について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship of the magnitude | size of each distortion. 従来例について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1 応力測定システム
3 鉄筋コンクリート部材
11 第1の歪ゲージ
12 第2の歪ゲージ
13 スイッチボックス
14 パーソナルコンピュータ
22 コンクリート片
24 鋼材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stress measuring system 3 Reinforced concrete member 11 1st strain gauge 12 2nd strain gauge 13 Switch box 14 Personal computer 22 Concrete piece 24 Steel

Claims (9)

x方向に応力が負荷されている鉄筋コンクリート部材の応力測定システムにおいて、
上記コンクリート部材の側面に上記x方向に貼り付けられた第1の歪ゲージ、並びに上記x方向に対して直角方向に相当するy方向に貼り付けられた第2の歪ゲージと、
上記第1の歪ゲージ並びに上記第2の歪ゲージが貼り付けられた側面を含むようにして切り出されたコンクリート片から、当該第1の歪ゲージを介してx方向の歪みεxを検出するとともに、当該第2の歪ゲージを介してy方向の歪みεyを検出する歪み検出手段と、
上記歪み検出手段により検出された歪みεx、εyから下記(22)式に基づいて、上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算し、更に下記(3)式に基づいてx方向の有効応力σxeを算出する算出手段とを備えること
を特徴とするコンクリート部材の応力測定システム。
Figure 0005095258
ν:コンクリートのポアソン比
Δεxcr:クリープ歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε x sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε y sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Exc:x方向のコンクリートの弾性係数
In the stress measurement system for reinforced concrete members loaded with stress in the x direction,
A first strain gauge affixed to the side surface of the concrete member in the x direction, and a second strain gauge affixed in the y direction corresponding to a direction perpendicular to the x direction;
While detecting the strain ε x in the x direction through the first strain gauge from the concrete piece cut out to include the side surface to which the first strain gauge and the second strain gauge are attached, Strain detecting means for detecting a strain ε y in the y direction via a second strain gauge;
Based on the following equations (22) from the strains ε x and ε y detected by the strain detecting means, the elastic strains Δε x and e in the x direction are calculated, and further in the x direction based on the following equation (3). A stress measuring system for a concrete member, comprising: a calculating means for calculating an effective stress σ x , e .
Figure 0005095258
ν: Poisson's ratio of concrete Δε x , cr : elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to creep restraint is released
Δε x , sr : Elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to steel restraint of drying shrinkage strain is released
Δε y , sr : Elastic strain in the y direction when the y direction stress due to the steel restraint of drying shrinkage strain is released
E x , c : Elastic modulus of concrete in x direction
上記算出手段は、x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しい場合には、下記式(20)に基づいて上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算すること
を特徴とする請求項1記載のコンクリート部材の応力測定システム。
Figure 0005095258
ここで
γ1x=Exs・Axs/(Exc・Axc+Exs・Axs
φtx:材齢tにおけるx方向のコンクリートのクリープ係数
xs:x方向の鋼材の弾性係数
xs:x方向の鋼材の断面積
xc:x方向のコンクリートの断面積
εshtx:材齢tにおける鋼材による拘束がない場合のx方向のコンクリートの全乾燥収縮歪み
Said calculation means, when the x-direction steel ratio in the y direction steel ratio are equal, according to claim 1, wherein the calculating the x direction of the elastic strain [Delta] [epsilon] x, the e on the basis of the following equation (20) Stress measurement system for concrete members.
Figure 0005095258
Where γ 1x = E x , s · A x , s / (E x , c · A x , c + E x , s · A x , s )
φ t , x : creep coefficient E x of concrete in the x direction at age t, s : elastic modulus A x of steel in the x direction, s : cross sectional area A x of steel in the x direction, c : concrete in the x direction Cross- sectional area ε sht , x : total drying shrinkage strain of concrete in x direction when there is no restraint by steel material at age t
上記算出手段は、x方向鋼材比とy方向鋼材比が異なる場合には、下記式(39)に基づいて上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算すること
を特徴とする請求項1記載のコンクリート部材の応力測定システム。
Figure 0005095258
ここで
γ1x=Exs・Axs/(Exc・Axc+Exs・Axs
γ1y=Eys・Ays/(Eyc・Ayc+Eys・Ays
φtx:材齢tにおけるx方向のコンクリートのクリープ係数
xs:x方向の鋼材の弾性係数
xs:x方向の鋼材の断面積
xc:x方向のコンクリートの断面積
ys:y方向の鋼材の弾性係数
ys:y方向の鋼材の断面積
yc:y方向のコンクリートの弾性係数
yc:y方向のコンクリートの断面積
εshtx:材齢tにおける鋼材による拘束がない場合のx方向のコンクリートの全乾燥収縮歪み
2. The calculation means calculates the elastic strain Δε x , e in the x direction based on the following formula (39) when the x-direction steel material ratio and the y-direction steel material ratio are different. Stress measurement system for concrete members.
Figure 0005095258
Where γ 1x = E x , s · A x , s / (E x , c · A x , c + E x , s · A x , s )
γ 1y = E y , s · A y , s / (E y , c · A y , c + E y , s · A y , s )
φ t , x : creep coefficient E x of concrete in the x direction at age t, s : elastic modulus A x of steel in the x direction, s : cross sectional area A x of steel in the x direction, c : concrete in the x direction sectional area E y, s: elastic modulus of the y direction of the steel a y, s: cross-sectional area E y in the y direction of the steel material, c: elastic modulus of the y direction of the concrete a y, c: sectional area of the y direction of the concrete ε sht , x : total drying shrinkage strain of concrete in x direction when there is no restraint by steel material at age t
x方向に応力が負荷されている鉄筋コンクリート部材の応力測定方法において、
上記コンクリート部材の側面に上記x方向に第1の歪ゲージを、また上記x方向に対して直角方向に相当するy方向に第2の歪ゲージを貼り付け、
上記第1の歪ゲージ並びに上記第2の歪ゲージが貼り付けられた側面を含むようにしてコンクリート片を切り出し、上記第1の歪ゲージを介してx方向の歪みεxを検出するとともに、上記第2の歪ゲージを介してy方向の歪みεyを検出し、
上記検出した歪みεx、εyから下記(22)式に基づいて、上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算し、更に下記(3)式に基づいてx方向の有効応力σxeを算出すること
を特徴とするコンクリート部材の応力測定方法。
Figure 0005095258
ν:コンクリートのポアソン比
Δεxcr:クリープ歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε x sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるx方向応力が開放されるときのx方向の弾性歪み
Δε y sr :乾燥収縮歪みの鋼材拘束によるy方向応力が開放されるときのy方向の弾性歪み
Exc:x方向のコンクリートの弾性係数
In the stress measurement method for reinforced concrete members in which stress is applied in the x direction,
The first strain gauge is attached to the side surface of the concrete member in the x direction, and the second strain gauge is attached in the y direction corresponding to the direction perpendicular to the x direction,
The concrete piece is cut out so as to include the first strain gauge and the side surface to which the second strain gauge is attached, and the strain ε x in the x direction is detected via the first strain gauge, and the second The strain ε y in the y direction is detected through the strain gauge of
Based on the detected strains ε x and ε y , the elastic strain Δε x , e in the x direction is calculated based on the following equation (22) , and the effective stress σ x in the x direction is calculated based on the following equation (3): A method for measuring stress of a concrete member, characterized in that e is calculated.
Figure 0005095258
ν: Poisson's ratio of concrete Δε x , cr : elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to creep restraint is released
Δε x , sr : Elastic strain in the x direction when the stress in the x direction due to steel restraint of drying shrinkage strain is released
Δε y , sr : Elastic strain in the y direction when the y direction stress due to the steel restraint of drying shrinkage strain is released
E x , c : Elastic modulus of concrete in x direction
x方向鋼材比とy方向鋼材比が等しい場合には、下記式(20)に基づいて上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算すること
を特徴とする請求項4記載のコンクリート部材の応力測定方法。
Figure 0005095258
ここで
γ1x=Exs・Axs/(Exc・Axc+Exs・Axs
φtx:材齢tにおけるx方向のコンクリートのクリープ係数
xs:x方向の鋼材の弾性係数
xs:x方向の鋼材の断面積
xc:x方向のコンクリートの断面積
εshtx:材齢tにおける鋼材による拘束がない場合のx方向のコンクリートの全乾燥収縮歪み
5. The stress of a concrete member according to claim 4, wherein when the x-direction steel material ratio and the y-direction steel material ratio are equal, the elastic strain Δε x , e in the x direction is calculated based on the following formula (20). Measuring method.
Figure 0005095258
Where γ 1x = E x , s · A x , s / (E x , c · A x , c + E x , s · A x , s )
φ t , x : creep coefficient E x of concrete in the x direction at age t, s : elastic modulus A x of steel in the x direction, s : cross sectional area A x of steel in the x direction, c : concrete in the x direction Cross- sectional area ε sht , x : total drying shrinkage strain of concrete in x direction when there is no restraint by steel material at age t
x方向鋼材比とy方向鋼材比が異なる場合には、下記式(39)に基づいて上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算すること
を特徴とする請求項4記載のコンクリート部材の応力測定方法。
Figure 0005095258
ここで
γ1x=Exs・Axs/(Exc・Axc+Exs・Axs
γ1y=Eys・Ays/(Eyc・Ayc+Eys・Ays
φtx:材齢tにおけるx方向のコンクリートのクリープ係数
xs:x方向の鋼材の弾性係数
xs:x方向の鋼材の断面積
xc:x方向のコンクリートの断面積
ys:y方向の鋼材の弾性係数
ys:y方向の鋼材の断面積
yc:y方向のコンクリートの弾性係数
yc:y方向のコンクリートの断面積
εshtx:材齢tにおける鋼材による拘束がない場合のx方向のコンクリートの全乾燥収縮歪み
5. The stress of a concrete member according to claim 4, wherein when the x-direction steel material ratio and the y-direction steel material ratio are different, the elastic strain Δε x , e in the x direction is calculated based on the following formula (39). Measuring method.
Figure 0005095258
Where γ 1x = E x , s · A x , s / (E x , c · A x , c + E x , s · A x , s )
γ 1y = E y , s · A y , s / (E y , c · A y , c + E y , s · A y , s )
φ t , x : creep coefficient E x of concrete in the x direction at age t, s : elastic modulus A x of steel in the x direction, s : cross sectional area A x of steel in the x direction, c : concrete in the x direction sectional area E y, s: elastic modulus of the y direction of the steel a y, s: cross-sectional area E y in the y direction of the steel material, c: elastic modulus of the y direction of the concrete a y, c: sectional area of the y direction of the concrete ε sht , x : total drying shrinkage strain of concrete in x direction when there is no restraint by steel material at age t
請求項4〜6のうち何れか1項に記載のコンクリート部材の応力測定方法において上記x方向の弾性歪みΔεxeを演算することをコンピュータに実行させるためのプログラム。 A program for causing a computer to calculate the elastic strain Δε x , e in the x direction in the stress measurement method for a concrete member according to any one of claims 4 to 6. 請求項7記載のプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。   A recording medium on which the program according to claim 7 is recorded. 請求項4〜6のうち何れか1項に記載のコンクリート部材の応力測定方法に基づいて算出された有効応力σxeに基づいて、上記x方向に負荷すべき応力が調整された鉄筋コンクリート部材。 A reinforced concrete member in which the stress to be applied in the x direction is adjusted based on the effective stresses σ x and e calculated based on the stress measurement method for a concrete member according to any one of claims 4 to 6. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018091746A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 東京電力ホールディングス株式会社 Stress evaluation method for structural members
JP2020091162A (en) * 2018-12-04 2020-06-11 東電設計株式会社 Method for estimating residual prestressing power of PC girder

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8661913B2 (en) 2008-11-17 2014-03-04 National University Corporation Nagaoka University Of Technology Method of measuring stress history and composite material containing cement as main component
CN101988858B (en) * 2010-04-30 2012-10-03 北京木联能工程科技有限公司 Method of measuring reinforced concrete creep stress by using engineering safety monitoring rebar stressometer
KR101196851B1 (en) 2010-10-27 2012-11-01 (주)대우건설 System and Method for Concrete Shrinkage Stress Test by Measuring Steel-Bar Deformation
CN102053027A (en) * 2010-10-27 2011-05-11 中铁十局集团有限公司 Method for manufacturing model beam for simulating and analyzing shrinkage creep of high-speed railway precast box beam
CN103076118B (en) * 2011-10-26 2016-04-13 贵州中建建筑科研设计院有限公司 The ring cutting detection method of concrete component working stress
CN102890030A (en) * 2012-10-23 2013-01-23 中国水利水电科学研究院 Experiment device and method for testing change of elastic modulus of dam concrete along with age
JP6524460B2 (en) * 2014-09-30 2019-06-05 太平洋セメント株式会社 Test body, strain measurement method, contraction / expansion strain estimation method and effective prestress amount estimation method
CN109669028B (en) * 2019-03-04 2021-06-15 青岛理工大学 A method for measuring the rust expansion force of concrete cracking caused by steel bar rust expansion
CN111024480B (en) * 2019-12-31 2022-04-01 华中科技大学 Model for simulating concrete stress state and test method
CN112798039B (en) * 2020-12-26 2022-10-18 北京工业大学 Device for monitoring multidimensional stress strain in reinforced concrete member and mounting method
CN112630418A (en) * 2020-12-31 2021-04-09 同济大学 Bridge structure concrete carbonization depth prediction method
CN113237588B (en) * 2021-04-21 2022-05-17 中国科学院武汉岩土力学研究所 Support axial force monitoring method and system considering concrete shrinkage and creep influence
CN113739963A (en) * 2021-05-19 2021-12-03 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 Test method for surface stress of concrete
JP7481300B2 (en) * 2021-07-07 2024-05-10 株式会社奥村組 Method for estimating stress in concrete members
CN114528706B (en) * 2022-02-22 2022-11-18 中冶建筑研究总院有限公司 Method for evaluating effective stress distribution of prestressed concrete structure based on limited data
CN116644599A (en) * 2023-06-05 2023-08-25 重庆大学 A Cracking Prediction Method Based on the Elastic Modulus of Concrete Under Capillary Stress
CN117494255B (en) * 2023-10-16 2024-06-04 中国铁建港航局集团有限公司 Rapid prediction method for concrete shrinkage of steel-concrete composite beam bridge under complex constraint

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62204110A (en) * 1986-03-05 1987-09-08 Taisei Corp Strain measuring method for concrete
JPH05223661A (en) * 1992-02-17 1993-08-31 Babcock Hitachi Kk Residual stress measurement method
JPH0886704A (en) * 1994-09-19 1996-04-02 Fujita Corp Estimation method of stress acting on existing concrete structure
JP2001289717A (en) * 2000-04-10 2001-10-19 Shimizu Corp Method for measuring the existing stress in concrete structures
JP4109060B2 (en) * 2002-09-09 2008-06-25 株式会社錢高組 Strain measurement method and existing stress measurement method for concrete structural members
JP4533621B2 (en) * 2003-12-22 2010-09-01 三菱重工業株式会社 Residual stress measurement method and apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018091746A (en) * 2016-12-05 2018-06-14 東京電力ホールディングス株式会社 Stress evaluation method for structural members
JP2020091162A (en) * 2018-12-04 2020-06-11 東電設計株式会社 Method for estimating residual prestressing power of PC girder
JP7146192B2 (en) 2018-12-04 2022-10-04 東電設計株式会社 Method for estimating residual prestress force of PC girder

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