JPH059729B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ この発明は、水海中構造物に振動を加え、その
挙動を試験する振動試験装置に関する。

≪従来の技術≫ 周知のように、水海中構造物の水理実験では、
水槽の中に水海中構造物の模型を設置し、水槽に
波浪を生じさせて、その挙動が測定される。

このような実験設備では、水槽の側壁からの反
射波の影響を除去する必要がある。

この対策として、水槽の面積を広くするとか、
あるいは、水槽の側壁にスロープをつけて反射波
の発生を防止している。

ところで、我が国のような地震国では、水海中
構造物にもその影響が及ぶために、水海中構造物
では上述した水理実験に加え振動試験も行つて、
波浪と振動とが合成されたときの挙動も検討する
必要がある。

このような条件を再現する試験装置としては、
従来から使用されている振動試験機の振動台に水
槽を載置すれば簡単に実験ができるように思われ
るが、このような構成の振動試験装置には、以下
に説明する問題があつた。

≪発明が解決しようとする問題点≫ すなわち、振動試験機の振動台上に水槽を設置
した構造では、振動台の大きさが限られているの
で、この上に載せる水槽の大きさも制限され、水
槽の側壁からの反射波の影響を除去することが殆
どできないという問題があつた。

この場合、反射波の影響を除去するには、振動
台と水槽の大きさを大きくすれば良いが、装置全
体が大型化する。

この発明はこのような従来の問題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、装置
全体の大型化を生じることなく、水槽の側壁から
の反射波の影響を除去できる水海中構造物用振動
試験装置を提供することにある。

≪問題点を解決するための手段≫ 上記目的を達成するために、この発明は、振動
台上に載置される水槽に水平方向の振動を加える
加振装置を備えた振動試験装置において、前記水
槽は、前記加振装置の加振方向に沿つて相対変位
可能な複数の枠体を多段状に積層してなり、それ
ぞれの枠体を前記加振装置による振動方向に沿つ
て変位させる駆動手段と、前記水槽内の水面変化
に対応してそれぞれの枠体の変位量を調整するよ
う前記駆動手段の駆動を制御する制御手段とを設
けたことを特徴とする。

≪作用≫ 上記構成の振動試験装置によれば、水槽が載置
された振動台に加振装置で振動が加えられ、これ
により水槽内に波浪が生じ、水面が変化すると、
これに対応して水槽の側壁が、例えば、水面が上
がろうとすると側壁が水槽の外方に変位し、ま
た、水面が下がろうとすると側壁が水槽の内方に
変位し、かつ、これらの側壁の変位量が制御装置
で調整されるので、水面の変化は側壁の変位で吸
収され水槽の側壁から反射波が生じることが防止
される。

≪実施例≫ 以下、この発明の好適な実施例について添付図
面を参照にして詳細に説明する。

第１図から第４図は、この発明にかかる水海中
構造物用振動試験装置の一実施例を示している。

同図に示す振動試験装置は、鉄筋コンクリート
製の基礎１０と、この基礎１０上に設置された複
数の静圧軸受１２を介して載置された振動台１４
と、基礎１０に一体に立設された反力壁１６と前
記振動台１４との間に介装され、この振動台１４
に水平方向の振動を加える加振装置１８とを備え
ている。

上記振動台１４には、水が収容された水槽２０
が載置されている。

水槽２０は、第２図に示すように、複数の断面
角型の矩形状枠体２２を有底枠体２４上に多段状
に積層してなる直方体状に形成されている。上下
方向に隣接する枠体２２の長辺側の対向する面間
には、第３図にその詳細を示すように、枠体２２
を加振装置１８の加振方向（第３図中で紙面と直
交する方向）に沿つて相対変位可能とするベアリ
ング機構が長手方向の複数箇所に配設されてい
る。

それぞれのベアリング機構は、対向する枠体２
２のそれぞれに凹所が対面するように固設された
断面ハツト型のベアリングホルダ２６，２６と、
ベアリングホルダ２６，２６の凹所間に介在され
た複数の綱球２８とから構成されている。この実
施例では、例えば下側のベアリングホルダ２６の
凹所が横一列（加振方向と直交する方向）の綱球
２８を収納できる程度の大きさに設定されてお
り、上側のベアリングホルダ２６の凹所は上下枠
体２２の相対変位を可能とするために下側の凹所
より加振方向に長く設定されている。

そして、水槽２０の内側にはゴムシート（図示
しない）が設けられている。ゴムシートは、例え
ば１枚ものが水槽２０の底面および内側面を覆う
ように枠体２２，２２に接着剤によつて貼着され
或いはボルトによつて固定される。このようなゴ
ムシートの防水性および伸縮性により枠体２２の
相対変位を許容しつつ水密性を保持することがで
きる。

また、それぞれの枠体２２の短辺側には、平板
状の板バネ３２，３２がその厚さ方向が上下方向
となるようにして水平方向に突設されている。板
バネ３２，３２の他端側は、ピン３４で水槽２０
の水締め枠体２４に揺動可能に支持された揺動プ
レート３６に固設されている。

この構造により、ベアリングを介在させて積層
した枠体２２からなる水槽２０の側方移動を規制
している。そして、揺動プレート３６を揺動する
ことにより板バネ３２を介して複数の枠体２２を
加振方向に変位させることができる。なお、揺動
プレート３６と枠体２２との間に設けた板バネ３
２をその厚さ方向が上下方向となるように設ける
ことにより、板バネ３２が上下方向に反つて曲が
り易くなり、ピン３４を中心として揺動する揺動
プレート３６の動きを複数の枠体２２の水平方向
の変位に変換し易くなる。

さらに、上記揺動プレート３６には、丸形バネ
３８の一端が固着され、丸形バネ３８の他端には
油圧ジヤツキ（駆動手段）４０の伸縮プランジヤ
４２が固設されている。

上記油圧ジヤツキ４０は、基礎１０の反力壁１
６に反力板４２を介して支持され、その内部には
伸縮プランジヤ４２の伸縮量を計測する位置検出
器４４と、伸縮プランジヤ４２に供給されるオイ
ルを調整する電磁バルブ４６と、外部から入力さ
れる制御信号Ａを増幅して電磁バルブ４６を駆動
するサーボ増幅器４８とが内蔵されており、この
制御系では、位置検出器４４の出力信号がサーボ
増幅器４８にフイードバツクされ、伸縮プランジ
ヤ４２の伸縮量が制御信号Ａに対応した位置にセ
ツトされる。

上記伸縮プランジヤ４２の制御信号Ａは、水槽
２０内に設置された波高計５０に基ずいて制御装
置５２から送出される。

制御装置５２は、第４図に示すように、波高計
５０の検出値を増幅する波高値アンプ５４と、こ
の波高値アンプ５４の出力信号に基ずいて上記水
槽２０の側壁３０の移動量と移動方向を演算する
補正回路付アンプ５６と、このアンプ５６の出力
信号の内必要な周波数成分だけを抽出するバンド
パスフイルタ５８と、バンドパスフイルタ５８の
出力信号を増幅して制御信号Ａとして上記サーボ
増幅器４８に出力する前置増幅器６０とから構成
されている。

以上のように構成された水海中構造物用振動試
験装置では、水槽20に水を満たして、加振装置１
８により振動台１４に水平方向の振動が加えられ
ると、水槽２０内の水面には波浪が生じ、水面が
変化する。

この水面の変化は、波高計５０でその大きさが
検出され、波高計５０の検出値は波高計アンプ５
４で増幅された後、補正回路付きアンプ５６でそ
の方向および大きさに対応した側壁３０の変位量
が演算され、バンドパスフイルタ５８、前置増幅
器６０を介して制御信号Ａとして油圧ジヤツキ４
０のサーボ増幅器４８に入力される。

この信号を受けた油圧ジヤツキ４０の制御系で
は、この値に基ずいて電磁バルブ４６を制御し
て、波高計５０の検出した大きさに対応して側壁
３０が内外方向に移動させられる。

つまり、例えば、水槽２０内で生じた波浪によ
り波高計５０が設置された側の水面が上がろうと
すると側壁３０が水槽２０の外方に変位し、ま
た、水面が下がろうとすると側壁３０が水槽２０
の内方に変位し、かつ、これらの側壁３０の変位
量が波高計５０の検出値に基ずいて補正回路付き
アンプ５６で演算、調整されるので、水面の変化
は側壁３０の変位で吸収され水槽２０の側壁３０
から反射波が生じることが防止される。

第５図は、上記構成の振動試験装置の作用効果
を試験した結果を示している。

同図に示す試験では、振動台１４に加振装置１
８で、第５図ａに示すような地震波を加えた時
に、油圧ジヤツキ４０を作動させず水槽２０をそ
のままにした状態での波高計５０の出力波形を同
図ｂに、また、制御装置５２を使用して水槽２０
の側壁３０を油圧ジヤツキ４０で、水面変化に対
応して変位させた状態での、波高計５０の出力波
形を同図ｃに示している。

第５図の結果から明らかなように、側壁３０を
変位させると、側壁３０からの反射波の発生が大
幅に小さくなる。

≪発明の効果≫ 以上実施例で詳細に説明したように、この発明
にかかる水海中構造物用振動試験装置によれば、
振動台に載置される水槽の側壁を加振装置の振動
方向に対して変位可能に構成し、かつ、前記水槽
内の水面変化に対応してその変位量を調整する制
御装置を設けたので、振動台を加振したときに生
じる波浪による水面変化を側壁の変位により吸収
し、装置の大型化を招くことなく、側壁からの反
射波の発生を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す全体構成
図、第２図は同装置の水槽の斜視図、第３図は第
２図の要部説明図、第４図は同装置の制御系のブ
ロツク図、第５図は同装置の試験結果を示すグラ
フである。 １０……基礎、１４……振動台、１８……加振
装置、２０……水槽、３０……側壁、４０……油
圧ジヤツキ（駆動手段）、５２……制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 振動台上に載置される水槽に水平方向の振動
   を加える加振装置を備えた振動試験装置におい
   て、前記水槽は、前記加振装置の加振方向に沿つ
   て相対変位可能な複数の枠体を多段状に積層して
   なり、それぞれの枠体を前記加振装置による振動
   方向に沿つて変位させる駆動手段と、前記水槽内
   の水面変化に対応してそれぞれの枠体の変位量を
   調整するよう前記駆動手段の駆動を制御する制御
   手段とを設けたことを特徴とする水海中構造物用
   振動試験装置。