特開 2016-191680 積雪耐荷重試験方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-191680(P2016-191680A)

(43)【公開日】2016年11月10日

(54)【発明の名称】積雪耐荷重試験方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 3/32 20060101AFI20161014BHJP

【ＦＩ】

   G01N3/32 Z

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2015-72847(P2015-72847)

(22)【出願日】2015年3月31日

(71)【出願人】

【識別番号】000201641

【氏名又は名称】全国農業協同組合連合会

(74)【代理人】

【識別番号】100086210

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 一彦

(74)【代理人】

【識別番号】100128358

【弁理士】

【氏名又は名称】木戸 良彦

(72)【発明者】

【氏名】三浦 実

【テーマコード（参考）】

2G061

【Ｆターム（参考）】

2G061AB05

2G061BA01

2G061CB02

2G061CB04

2G061DA01

2G061EA01

2G061EA02

(57)【要約】

【課題】 一つのアーチパイプを架構モデルとすることで、パイプハウスの積雪の耐荷重を試験する試験方法を提供する
【解決手段】 アーチパイプの曲率が変わる点を節点とする節点決定工程と、節点にかかるパイプハウスの固定荷重を計算する固定荷重計算工程と、節点の勾配に基づいて、各節点における単位積雪深さ当たりの積雪荷重を計算する積雪荷重計算工程と、固定荷重計算工程で決定された固定荷重を節点に付加する固定荷重載荷工程と、積雪荷重計算工程で決定された積雪荷重を前記節点に付加する積雪荷重載荷工程と、積雪荷重積荷工程におけるアーチパイプの変形量を測定する載荷時変形量測定工程と、積雪荷重載荷工程で付加された積雪荷重を除去し、アーチパイプの変形量を測定する除載時変形量測定工程とを備え、積雪荷重載荷工程記載荷時変形量測定工程と除載時変形測定量工程とを積雪荷重を増やしながら繰り返し実施する。
【選択図】 図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一つのアーチパイプを架構モデルとしてパイプハウスの積雪の耐荷重を試験する積雪耐荷重試験方法であって、
アーチパイプの曲率が変わる点を節点とする節点決定工程と、
前記節点にかかるパイプハウスの固定荷重を計算する固定荷重計算工程と、
前記節点の勾配に基づいて、各節点における単位積雪深さ当たりの積雪荷重を計算する積雪荷重計算工程と、
前記固定荷重計算工程で決定された固定荷重を前記節点に付加する固定荷重載荷工程と、
前記積雪荷重計算工程で決定された積雪荷重を前記節点に付加する積雪荷重載荷工程と、
前記積雪荷重積荷工程におけるアーチパイプの変形量を測定する載荷時変形量測定工程と、
前記積雪荷重載荷工程で付加された積雪荷重を除去し、アーチパイプの変形量を測定する除載時変形量測定工程とを備え、
前記積雪荷重載荷工程と前記載荷時変形量測定工程と前記除載時変形測定量工程とを積雪荷重を増やしながら繰り返し実施することを特徴とする積雪耐荷重試験方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積雪耐荷重試験方法に関し、詳しくは、一つのアーチパイプを架構モデルとしてパイプハウスの積雪の耐荷重を試験する積雪耐荷重試験方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス室、プラスチックハウスといった施設園芸用施設の構造計算については、それらに適用される基準（非特許文献１）が設けられている。また、非特許文献１の基準が適用されない地中押し込み式パイプハウスに適用される指針（非特許文献２）が別途設けられている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】「園芸用施設安全構造基準（暫定基準）平成９年版」、社団法人日本施設園芸協会、平成９年６月

【非特許文献2】「地中押し込み式パイプハウス安全構造指針」、社団法人日本施設園芸協会、平成１０年６月

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

非特許文献１の基準を構造計算に用いることで、施設用園芸の積雪に対する耐荷重を求めることができるが、地中押し込み式パイプハウスについては、非特許文献２の指針にはパイプハウスの変形限度が示されているのみで、積雪に対する耐荷重を具体的に構造計算できるものではなかった。

【0005】

したがって、地中押し込み式パイプハウスの積雪に対する耐荷重を具体的に知る方法はなかった。

【0006】

そこで本発明は、一つのアーチパイプを架構モデルとすることで、パイプハウスの積雪の耐荷重を試験する試験方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、本発明の積雪耐荷重試験方法は、一つのアーチパイプを架構モデルとしてパイプハウスの積雪の耐荷重を試験する積雪耐荷重試験方法であって、アーチパイプの曲率が変わる点を節点とする節点決定工程と、前記節点にかかるパイプハウスの固定荷重を計算する固定荷重計算工程と、前記節点の勾配に基づいて、各節点における単位積雪深さ当たりの積雪荷重を計算する積雪荷重計算工程と、前記固定荷重計算工程で決定された固定荷重を前記節点に付加する固定荷重載荷工程と、前記積雪荷重計算工程で決定された積雪荷重を前記節点に付加する積雪荷重載荷工程と、前記積雪荷重積荷工程におけるアーチパイプの変形量を測定する載荷時変形量測定工程と、前記積雪荷重載荷工程で付加された積雪荷重を除去し、アーチパイプの変形量を測定する除載時変形量測定工程とを備え、前記積雪荷重載荷工程と前記載荷時変形量測定工程と前記除載時変形測定量工程とを積雪荷重を増やしながら繰り返し実施することを特徴としている。

【発明の効果】

【0008】

本発明の試験方法によれば、各節点に固定荷重と積雪荷重を付加することで、実際の積雪状況に近いモデルを設定し、その荷重を実載荷できることから、パイプハウスの耐荷重を具体的に評価することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の積雪耐荷試験方法の架構モデルの一例を示す説明図である。

【図2】同じく積雪荷重の載荷に関する説明図である。

【図3】本発明の積雪耐荷試験方法を実施する装置の一例を示す説明図である。

【図4】図３のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図5】積雪荷重と載荷時変形量（棟たわみ量）との相関関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本形態例に示す積雪耐荷試験方法の架構モデルとして用いられるアーチパイプの一例を図１に示す。アーチパイプ１は、２本の同形状の曲線のパイプ材１ａ，１ａを図１のＰ８の位置で外ジョイント（図示しない）を介して結合されて、アーチ状に形成される。各パイプ材１ａは防錆処理が施された鋼管材である。

【0011】

本形態例のアーチパイプ１は、間口が約６ｍのものである。各パイプ材１ａのアーチパイプの曲率が変わる点をまず測定し、節点とする（本発明の節点決定工程）。本形態例では、図１に示すＰ３乃至Ｐ１３が節点に相当する。また、アーチパイプ１の両端部を後述する短筒１１に挿入されるが、この短筒１１の上端部とアーチパイプ１の接触点でアーチパイプ１が固定されていると仮定し、Ｐ１及びＰ１５とする。

【0012】

さらに、このＰ１及びＰ１５から鉛直方向に３００ｍｍ上の部分を仮想の地盤面として、仮想地盤面とアーチパイプ１の交点をＰ２及びＰ１４とする。

【0013】

各節点間の長さや勾配については、図１に示される通りである。

【0014】

実際に建設されるパイプハウスは、アーチパイプ１を奥行方向（桁行方向）に等間隔で配置し、棟部（図１のＰ８の位置）及び両肩部（図１のＰ３及びＰ１３の位置）に桁行方向の直管を連結して、パイプハウスの骨組みとする。さらに、その骨組に対して、被覆材として透明の樹脂フィルムを展張し、パイプハウスとする。

【0015】

したがって、実際のパイプハウスでは、前記直管や樹脂フィルムの重量が各節点にかかることになるので、これらの固定荷重を計算する（本発明の固定荷重計算工程）。本形態例では、アーチパイプ１が桁行方向に４０ｃｍ間隔で設けられている条件とする。骨組みの重量を２．１１ｋｇ／ｍ^２とし、樹脂フィルムの重量を０．２１ｋｇ／ｍ^２とした場合、図１に示すアーチパイプ１については、固定荷重は表１のようになる。なお、Ｐ３，Ｐ４，Ｐ１２，Ｐ１３については、後述する積雪荷重がかからない。固定荷重については、柱脚とＰ３の中間点からＰ５とＰ６の中間点までの材長をＰ５の負担区間として算定した（図２参照。）。Ｐ１１についても同様とする。

【0016】

【表1】

【0017】

次に、各節点にかかる単位積雪深さ当たりの積雪荷重を計算する（本発明の積雪荷重計算工程）。積雪深さ１ｃｍに対し、１ｍ^２当たりの重量は、１．０ｋｇ／ｃｍ・ｍ^２として計算でき、また、下記表２に基づいて、勾配軽減をすることができる。

【0018】

【表2】

【0019】

図２に示されるように、節点Ｐ５にかかる積雪荷重は、Ｐ４−Ｐ５間の積雪と、Ｐ４−Ｐ６間の半分の積雪である。また、節点Ｐ６にかかる積雪荷重は、Ｐ５−Ｐ６間の半分の積雪と、Ｐ６−Ｐ７間の半分の積雪である。節点Ｐ７にかかる積雪荷重は、Ｐ６−Ｐ７間の半分の積雪と、Ｐ７−Ｐ８間の半分の積雪である。節点Ｐ８にかかる積雪荷重はＰ７−８間の半分の積雪と、Ｐ８−９間の半分の積雪である。その他の節点についても、同様である。

【0020】

上記のような条件に基づき、各節点にかかる積雪５ｃｍ当たりの積雪荷重は表３及び図２のようになる。

【0021】

【表3】

【0022】

本形態例の積雪耐荷試験方法の装置例を図３及び図４に示す。地面に載置されたＨ鋼１２の上に、アーチパイプ１の両端が挿入される短筒１１が溶接されている。短筒１１の高さは１０ｃｍ程度であり、アーチパイプ１の角度に併せて、やや傾斜して固定されている。また、壁面付近の２本の鉄骨間柱１３，１３と、アーチパイプ１より上方で水平方向に延びる上部水平ポスト１４と、アーチパイプ１の肩部（Ｐ３，Ｐ１３の位置）付近の高さで水平方向に延びる下部水平ポスト１５と、該下部水平ポスト１５の両端を地面から支える一対の支持ポスト１６，１６と、前記下部水平ポスト１５の前面側にクランプ等を介して連結され、アーチパイプ１の肩部（Ｐ３，Ｐ１３の位置）より前面側に設けられる肩部前面側ポスト１７，１７と、上部水平ポスト１４と下部水平ポスト１５とをアーチパイプ１の棟部（Ｐ８の位置）近傍において前面側で連結する棟部前面側ポスト１８ａと背面側で連結する棟部背面側ポスト１８ｂとで、アーチパイプ１を囲むようにして、装置本体の骨組が構成されている。このように構成されることで、アーチパイプ１の桁行方向の動きが、棟部（Ｐ８の位置）及び肩部（Ｐ３，Ｐ１３）で拘束される。

【0023】

各節点には、ワイヤで載荷袋１９が吊るされ、載荷袋１９の内部には、載荷袋１９の自重と合わせて、前記表１の固定荷重となるような錘がそれぞれ入れられている（本発明の固定荷重載荷工程）。

【0024】

次に、表３の積雪５ｃｍあたりの積雪荷重に相当する錘を載荷袋１９の内部に入れ（本発明の積雪荷重載荷工程）、アーチパイプ１の変形量として棟部（Ｐ８）の鉛直方向へのたわみ量を計測する（載荷時変形量測定工程）。その後、積雪荷重に相当する錘を取り除き、アーチパイプ１の変形量（復元具合）として、棟部（Ｐ８）の鉛直方向へのたわみ量を計測する（本発明の除載時変形量測定工程）。

【0025】

次に、積雪荷重の重さを上述の２倍の量、すなわち、積雪１０ｃｍに相当する量を載荷袋１９の内部に入れ、同様の作業を繰り返す。これをアーチパイプ１が崩壊してしまうか、除載時にアーチパイプ１が全く復元しなくなるまで繰り返す。適宜、積雪深さ５ｃｍ刻みでなく、１０ｃｍ刻み等で測定してもよい。

【実施例1】

【0026】

パイプ材１ａとして、普通材を用いた場合の試験結果を表４に示す。

【0027】

【表4】

【実施例2】

【0028】

パイプ材１ａとして、高強度材を用いた場合の試験結果を表５に示す。

【0029】

【表5】

【0030】

また、実施例１及び実施例２における積雪荷重と載荷時変形量（棟たわみ量）との相関関係を図５に示す。崩壊する前の荷重を限界耐力として評価することができる。したがって、実施例１の場合は３０ｃｍ、実施例２の場合は５０ｃｍとなる。また、除載時の変形量が１０ｍｍを超える段階を許容耐力として評価することができる。上記実施例１及び実施例２では、積雪深さ５ｃｍ刻みで実施したため測定結果に不確かさが残るものの実施例１の場合は２５ｃｍ近傍、実施例２の場合は３０ｃｍ近傍にあると推測される。

【0031】

なお、積雪深さを５ｃｍ刻みではなく、さらに細かく刻むことでより正確に試験することができる。

【符号の説明】

【0032】

１…アーチパイプ、１ａ…パイプ材、１１…短筒、１２…Ｈ鋼、１３…鉄骨間柱、１４…上部水平ポスト、１５…下部水平ポスト、１６…支持ポスト、１７…肩部前面側ポスト、１８ａ…棟部前面側ポスト、１８ｂ…棟部背面側ポスト、１９…載荷袋

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】