構造実験センター STRUCTURAL RESEARCH CENTER
構造実験センターのある構造実験棟には、大型構造物の載荷試験が行える試験設備、運搬設備および各種の載荷・疲労試験機、材料試験機を備えています。
実験棟配置
また、フロアには、組立式載荷フレームや試験体等を固定するためのスリーブ管が、50cm間隔で約1,200本埋設されています。
載荷フレーム
この載荷フレームは、鋼製ボックス構造のロ形フレームで、フレーム内側の任意の位置に試験体およびジャッキを設置し、水平方向に20,000kNまで載荷することができます。
なお、載荷フレームの面外耐力は2,500kNです。
写真は、Y型鋼製橋脚の1/2部分供試体を横倒しの状態に設置して、静的載荷試験を行っている状況です。
載荷試験装置
載荷装置として10,000kN固定式載荷式フレームがあります。フレームには5,000kNジャッキ2台が取り付けてあり、静的に10,000kN、動的に5,000kNの載荷能力があります。この試験装置は、パルセータを用いた荷重制御による繰返し載荷システムを採用し、構造物の繰返し載荷試験や疲労試験ができます。
写真は、載荷装置の特長である広い試験空間を利用し、道路橋として約20年間使用された、わが国初のプレビーム合成げた橋の実物供試体による静的および疲労強度試験を、スパン長18.5mの単純支持状態で実施している状況です。
能力
| 最大荷重 | 静的10,000kN、動的5,000kN |
|---|---|
| 最大変位 | ＋200ｍｍ |
| 繰返し速さ | 200～400cpm |
| 加振波形 | 正弦波 |
| 試験空間 | 2.4×6.2×20m |
油圧サーボ試験装置
この油圧サーボ試験装置は、3種類のアクチュエータがすべて同調でき、その制御方法には、荷重、アクチュエータ変位の2種類が選択できるようになっており、土木・建築構造物の静・動的載荷試験、疲労試験および地震力を再現した耐震試験を実施することができます。
能力
| アクチュエータの種類 | 2,000kN | 1,000kN | 500kN | 500kN |
|---|---|---|---|---|
| 最大荷重 | 2,000kN | 1,000kN | 500kN | 500kN |
| 最大変位 | ±100mm | ±100mm | ±150mm | ±150mm |
| 周波数範囲 | D．C．～10Hz | |||
| 加振波形 | 正弦波・矩形波・三角波・プログラム波 | |||
| アクチュエータの 種類 | 2,000kN |
|---|---|
| 最大荷重 | 2,000kN |
| 最大変位 | ±100mm |
| 周波数範囲 | D．C．～10Hz |
| 加振波形 | 正弦波・矩形波・三角波・プログラム波 |
| アクチュエータの 種類 | 1,000kN |
|---|---|
| 最大荷重 | 1,000kN |
| 最大変位 | ±100mm |
| 周波数範囲 | D．C．～10Hz |
| 加振波形 | 正弦波・矩形波・三角波・プログラム波 |
| アクチュエータの 種類 | 500kN |
|---|---|
| 最大荷重 | 500kN |
| 最大変位 | ±150mm |
| 周波数範囲 | D．C．～10Hz |
| 加振波形 | 正弦波・矩形波・三角波・プログラム波 |
| アクチュエータの 種類 | 500kN |
|---|---|
| 最大荷重 | 500kN |
| 最大変位 | ±150mm |
| 周波数範囲 | D．C．～10Hz |
| 加振波形 | 正弦波・矩形波・三角波・プログラム波 |
移動載荷装置
この装置は、空気入りタイヤの車輪を油圧モーターによって走行させる装置で、大型重量車および航空機等のタイヤを用いて走行する大きな輪荷重載荷がシミュレートできるようになっており、道路橋鉄筋コンクリート床版やその付帯構造物ならびに道路舗装等について、繰返し走行による耐久性試験および疲労特性の試験等を行うことができます。
この装置は、車輪が直線区間を往復走行する形式の試験装置としては、世界最大級のもので、実物大の大型試験体による試験や、構造等が異なる試験体を、長い走行区間内に配置し同時試験を行うことができます。
能力
| 最大荷重 | 250kN（ジャンボ機用タイヤ）、120kN（トラック用ダブルタイヤ） |
|---|---|
| 一定走行区間 | 14.5ｍ |
| 走行速度 | 2～5km/hr |
200kN油圧サーボ型疲労試験機
| 最大荷重 | ±200kN |
|---|---|
| 最大変位 | ±50mm |
| 周波数範囲 | D.C～50Hz |
| 加振波形 | 正弦・矩形・三角・プログラム波 |
2,000kN長柱試験機(コンピュータ制御式)
| 最大荷重 | 2,000kN |
|---|---|
| 最大つかみ具間距離 | 3,100mm |
| 最大圧盤間距離 | 2,950mm |
| ラムストローク | 300mm |
1,000kN万能試験機(コンピュータ制御式)
| 最大荷重 | 1,000kN |
|---|---|
| ラムストローク | 250mm |
2,000kN万能試験機(コンピュータ制御式)
| 最大荷重 | 2,000kN |
|---|---|
| ラムストローク | 300mm |
耐火実験棟の総面積は、1000㎡あり、棟内には、5分間で最高1200℃まで加熱可能な水平炉と載荷装置として1000kN移動式載荷フレームがあります。また、耐火実験棟と既設の構造実験棟は、ガントリークレーンでつながっており、大型の試験体の移動がスムーズに行えます。したがって、構造物実験施設と連携して、火災前後の構造物の耐荷力試験を行うことが可能です。今後、大型壁炉，柱炉など、施設の拡充を図っていく予定です。
大型水平加熱炉
小型電気炉付き万能試験機
耐火実験棟平面図
大型水平加熱炉の主な仕様
| 炉内寸法 | 幅：3m 長さ：8m 高さ：1.5m |
|---|---|
| 加熱温度 | 右図参照 (トンネル火災に対するドイツのRABT曲線対応可能) |
| 燃焼装置 | バーナー：エクセス エアガスバーナー20台 燃料：LPガス |
| 管理機器 | 自動温度制御装置 |
加熱温度-時間関係