JP3988688B2

JP3988688B2 - コンクリートのひび割れ診断装置および方法、コンピュータプログラム、コンピュータ読み取り可能な記録媒体

Info

Publication number: JP3988688B2
Application number: JP2003185257A
Authority: JP
Inventors: 亮新村; 知子浦野; 通夫中尾
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2003-06-27
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2023-06-27
Also published as: JP2005017215A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートのひび割れの発生原因を診断する装置および方法、並びに、この方法をコンピュータに実行させるためのプログラムおよびこのプログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
建築物や橋梁等の各種コンクリート構造物に発生したひび割れは、構造物の耐久性に悪影響を与える。このため、これらの工事や構造物の現場担当者はコンクリート構造物のひび割れを定期的に検査して、ひび割れを発見した場合には速やかに補修等の対策を講じなければならないが、その際、ひび割れの発生原因を突き止めたうえで適切な対処方法を決定することが必要である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、従来、ひび割れを発見した現場担当者は、自ら専門書等の文献を参照して対処方法を調べたり、ひび割れの状況や施工条件、構造物の条件等を示す資料を専門家へ送付し、電話や文書で対処方法の指示を受けたり、あるいは、専門家に現場へ来てもらい、直接、対処方法の指示を受けたりしていた。しかしながら、ひび割れについて専門的な知識を持たない現場担当者が自ら文献を参照して得た対処方法は信頼性が余り高いとはいえず、ひび割れに対する適切な対応をとれないおそれがあった。また、専門家に資料を送ったり、直接来てもらったりして、専門家からの指示を受けるようにすれば適切な対応をとれるものの、時間が掛かり、専門家に来てもらうには交通費も必要になるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、コンクリートのひび割れ状況等の診断対象に関するデータを入力するだけで、ひび割れ発生原因を的確に推定して提示できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、コンクリートのひび割れ発生原因を診断するための装置であって、
ひび割れ診断対象に関する情報を所定の項目毎に表す診断対象データを取得する診断対象データ取得手段と、
前記取得した診断対象データに基づいて、ひび割れ発生原因を絞り込む絞込み手段と、
各ひび割れ発生原因の確からしさを表す確信度が、前記所定の項目毎にそのデータ内容に対応して格納された確信度テーブルと、
前記確信度テーブルから、前記絞り込んだ各ひび割れ原因の、前記診断対象データの前記所定の項目毎のデータ内容に対応した確信度を読み出す確信度取得手段と、
前記読み出した前記所定の項目毎の確信度に基づいて、前記絞り込んだ各ひび割れ発生原因の総合的な確からしさを表す確信度を計算する確信度計算手段と、
前記計算した確信度を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
このひび割れ診断装置において、前記所定の項目は、ひび割れの発生状況に関する項目、コンクリートの施工条件に関する項目、構造条件に関する項目、コンクリート配合に関する項目、および、環境条件に関する項目に分類されていることとしてもよい。
【０００７】
また、前記出力手段は、前記絞り込んだひび割れ発生原因のうち、前記計算された確信度の大きい方から所定数のひび割れ発生原因について前記計算された確信度を出力することとしてもよい。
【０００８】
また、本発明のひび割れ診断装置は、ひび割れ発生の各原因について、その原因で発生したひび割れに対する対処方法が格納された原因対策データベースと、
指定されたひび割れ発生原因についての対処方法を前記原因対策データベースから読み出す手段とを更に備え、
前記出力手段は、前記読み出した対処方法を出力する手段を含むこととしてもよい。
【０００９】
また、診断対象に関するデータや、その診断対象に対して診断されたひび割れ原因等のデータを蓄積するための事例データベースを更に備えることとしてもよい。
【００１０】
また、本発明のひび割れ診断装置は、コンピュータネットワークに接続されたサーバーコンピュータにより構成されており、
前記診断対象データ取得手段は、前記コンピュータネットワーク経由で前記サーバーコンピュータにアクセスしてきた端末から前記診断対象データを受信し、
前記出力手段は、前記コンピュータネットワークを通して前記端末へ出力することとしてもよい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態であるコンクリートのひび割れ診断システム（以下、単に、診断システムという）１０の全体構成図である。同図に示すように、診断システム１０は、診断サーバー１２と、この診断サーバー１２にネットワーク１４経由で接続された端末コンピュータ１６とを備えている。端末コンピュータ１６は、例えば、コンクリート構造物の工事現場に設置されて現場担当者が操作することができる。
【００１２】
診断サーバー１２は、ネットワーク１４に接続されたサーバーコンピュータにより構成されており、診断対象データベース２０、確信度テーブルデータベース２２、原因対策データベース２４、事例データベース２６等のデータベースが設けられている。診断対象データベース２０には、後述するように、端末コンピュータ１６で入力された診断対象に関するデータが格納される。また、確信度テーブルデータベース２２には、ひび割れ発生原因の確信度を決定するためのテーブル（確信度テーブル）が格納されている。この確信度テーブルについては後述する。また、原因対策データベース２４には、ひび割れの原因毎に、その原因により生ずるひび割れの特徴、原因の詳細内容、ひび割れ防止対策の内容、補修方法等の情報が格納されている。さらに、事例データベース２６には、診断対象に関するデータや、その診断対象に対して診断されたひび割れ原因等のデータが蓄積される。
【００１３】
図２は、診断システム１０における処理の流れを示す図である。端末コンピュータ１６から診断サーバー１２へのアクセスがあると（Ｓ１００）、ユーザＩＤやパスワードによるユーザ認証が行われたうえで、診断サーバー１２から端末コンピュータ１６へデータ入力画面が送信される（Ｓ１０２）。
【００１４】
図３は、データ入力画面の一例を示す。同図に示すように、条件入力画面では、ひび割れ診断対象に関するデータ（以下、診断対象データという）が、入力者データ、構造物データ、ひび割れデータ、コンクリートデータ、施工データ、環境条件データ等の分類毎に入力するようになっている。各分類に含まれるデータ項目は例えば次の通りである。
【００１５】
▲１▼入力者データ
入力年月日、工事名、入力者名などの書誌的なデータ。
▲２▼構造物データ
構造物種別、構造形式、基礎などの構造条件に関するデータ。
▲３▼ひび割れデータ
ひび割れ発見時期、ひび割れ形状、ひび割れ深さ、ひび割れ幅などの、ひび割れの発生状況に関するデータ。このうち、ひび割れ発見時期は、i)打設後数時間〜１日、ii)打設後数時間〜数日、iii)打設後数日〜１年、iv)打設後１年〜数十年、及び型枠脱型・支保工解体前・後の中から選択入力できるようになっている。また、ひび割れ形状は、直線状または亀甲状の何れかを選択入力できるようになっている。
▲４▼コンクリートデータ
コンクリートの仕様（骨材最大寸法、スランプ、フロー、空気量など）、セメントの種類、細骨材、混和材料などのコンクリート配合に関するデータ。
▲５▼施工データ
打設年月日、コンクリート打設量、打設時の天候、気温などのコンクリートの施工条件に関するデータ。
▲６▼環境条件データ
ひび割れ発生面が外気に接しているか否か、構造物の環境（海中、海上、海岸、土中、大気中など）、日射の有無、火災の有無などの環境条件に関するデータ。
【００１６】
データ入力画面で入力された診断対象データは、端末コンピュータ１６から診断サーバー１２へ送信される（Ｓ１０４）。
【００１７】
診断サーバー１２は、端末コンピュータ１６から送信されてきた診断対象データを診断対象データベースに格納する。そして、以下、この診断対象データに基づいて、ひび割れの発生原因を診断するための処理を行う（Ｓ１０６〜Ｓ１１６）。
【００１８】
先ず、ひび割れデータのうち、ひび割れ形状およびひび割れ発見時期を示すデータに基づいて、ひび割れの発生原因が絞り込まれる（Ｓ１０８〜Ｓ１１２）。すなわち、ひび割れの形状が、直線状であるか、亀甲状であるかが判別され（Ｓ１０６）、さらに、直線状および亀甲状の各場合について、ひび割れの発見時期が▲１▼コンクリート打設〜型枠支保工撤去前、▲２▼型枠支保工撤去〜コンクリート打設後１年未満、および▲３▼コンクリート打設後１年〜数十年の何れであるかが判別される（Ｓ１０８）。そして、ひび割れ形状とひび割れ発見時期の各組み合わせについてひび割れ発生原因としてあり得ないものが除去されて、例えば図４に示すように、各組合せについてひび割れ発生原因が絞り込まれる（Ｓ１１０）。
【００１９】
次に、診断対象データのうち、ひび割れ形状やひび割れ発見時期以外の項目のデータに基づいて、ひび割れ発生原因が更に絞り込まれる（Ｓ１１２）。例えば、環境条件データで火災の影響が無しとなっていれば、火災に関連したひび割れ発生原因を除去するなど、あり得ないひび割れ発生原因を除去することにより、原因が絞り込まれる。
【００２０】
次に、上記のように絞り込まれたひび割れ発生原因の夫々について、確信度テーブルデータベース２２に格納された確信度テーブルを参照して、ひび割れ発生原因である可能性を表す確信度が計算される（Ｓ１１４〜Ｓ１１６）。
【００２１】
図５は、確信度テーブルの一部を一例として示す。なお、確信度テーブルは、例えば、ひび割れ形状毎に、あるいは、ひび割れ形状とひび割れ発見時期との各組み合わせ毎に設けられている。
【００２２】
図５に示すように、確信度テーブルには、各ひび割れ発生原因（同図の例では、ブリーディング沈下（底版、床版、梁）、ブリーディング沈下（壁、柱）、型枠のはらみ、など）について、ひび割れ診断対象に関する項目（同図の例では、ひび割れ幅、錆汁の有無、変色の有無など）毎に、各項目のデータに対応する確信度が格納されている。例えば、図５において、ひび割れ幅が０．１ｍｍ以下の場合、そのひび割れ発生原因が「型枠のはらみ」である確信度は０．２である。ここで、確信度は、実際にひび割れ発生の原因である可能性（すなわち、ひび割れ原因としての確からしさ）を示す値であって［−１，１］の値をとり、−１は絶対的否定（ひび割れ発生の原因では絶対にない）、１は絶対的肯定（絶対にひび割れ発生の原因である）を示す。各要因について、診断対象データの項目毎に設定された確信度から、各要因の総合的な確信度が計算される。
【００２３】
具体的には、先ず、確信度テーブルを参照して、絞り込んだ原因毎に診断対象データの各項目についての確信度が読み出される（Ｓ１１４）。そして、読み出された項目毎の確信度に基づき、以下のようにして、各ひび割れ発生原因の総合的な確信度が計算される（Ｓ１１６）。
【００２４】
あるひび割れ原因Ｈについて、ひび割れ診断対象の複数の項目に確信度ＣＦが割当てられているとする。確信度ＣＦを値の正負によって分けて、正の確信度ＣＦをＭＢ、負の確信度ＣＦをＭＤで表すものとし、これらＭＢおよびＭＤを夫々下式のように再帰的に算出する。ただし、ＭＢ(Ｈ，Ｒj)、ＭＤ(Ｈ，Ｒj)はｊ番目の項目について確信度テーブルから得られたひび割れ原因Ｈについての項目毎の確信度であり、ＭＢ（Ｈ,［Ｒ1．Ｒj］）、ＭＤ（Ｈ,［Ｒ1．Ｒj］）は、ひび割れ原因Ｈについて１番目〜ｊ番目の項目の確信度から計算した確信度、Ｎは、正負夫々の確信度を与える項目の個数である。
【００２５】
正の確信度ＭＢについては、
・ＭＢ(Ｈ,［Ｒ1．Ｒj-1］)＝１またはＭＢ(Ｈ，Ｒj)＝１の場合
ＭＢ(Ｈ，［Ｒ1．Ｒj］)＝１
・それ以外の場合

として、
ＭＢ(Ｈ)＝ＭＢ(Ｈ，［Ｒ1．ＲN］)
同様に、負の確信度ＭＤについては、
・ＭＤ(Ｈ,［Ｒ1．Ｒj-1］)＝１またはＭＤ(Ｈ，Ｒj)＝１の場合
ＭＤ(Ｈ，［Ｒ1．Ｒj］)＝１
・それ以外の場合

として、
ＭＤ(Ｈ)＝ＭＤ(Ｈ，［Ｒ1．ＲN］)
そして、ひび割れ原因Ｈに対する総合信頼度ＣＦcomb（Ｈ）を、
ＣＦcomb（Ｈ）＝ＭＢ（Ｈ）−ＭＤ（Ｈ）
により算出する。
【００２６】
例えば、ひび割れ原因「アルカリ骨材反応」について、診断対象データの各項目について確信度ＣＦが次表の通りであるとする。
【００２７】
【表１】

この場合、確信度ＣＦの正の値は、0.2, 0.3, 0.2, 0.3, 0.1であるから、ひび割れ原因「アルカリ骨材反応」についての正の確信度ＨＢ（Ｈ）は
0.2 + 0.3・(1-0.2) = 0.44
0.44 + 0.2・(1-0.44) = 0.552
0.552 + 0.3・(1-0.552) = 0.6864
0.6864 + 0.1・(1-0.6864) = 0.71776
により、ＨＢ（Ｈ）＝0.71776と算出される。
【００２８】
また、確信度ＣＦの負の値は、-0.2， -0.1であるから、負の確信度ＭＤ（Ｈ）は、
0.2 + 0.1・(1-0.2) = 0.28
により、ＭＤ（Ｈ）＝0.28と計算される。
【００２９】
したがって、ひび割れ原因「アルカリ骨材反応」に対する総合的な確信度ＣＦcomb（Ｈ）は、

となる。
【００３０】
このような総合的な確信度ＣＦcombがひび割れ原因毎に計算され、ひび割れ原因が確信度ＣＦcombの大きい順にソートされる（Ｓ１１８）。そして、確信度ＣＦcombの大きい方から上位所定数のひび割れ原因とそれらの確信度ＣＦcombの値を表示する診断結果画面が生成されて（Ｓ１２０）、端末コンピュータ１６へ送信される（Ｓ１２２）。図６に診断結果画面の一例を示す。
【００３１】
診断結果画面において、何れかのひび割れ原因の名称がクリックされると（Ｓ１２４）、それに応じて、診断サーバー１２は、原因対策データベース２４から、該当するひび割れ原因についての対策内容等のデータを読み出して（Ｓ１２６）、そのデータを表示する詳細説明画面を端末コンピュータ１６へ送信する（Ｓ１２８）。図７に、詳細説明画面の一例を示す。現場担当者は、このような詳細説明画面を参照することで、ひび割れについての知識を得て、ひび割れに対する適切な対応策をとることができる。
【００３２】
また、診断サーバー１２は、端末コンピュータ１６から送られてきた診断対象データと、それに対して得られた各原因の信頼度とを、ひび割れ事例データベース２６に蓄積していく。こうして、ひび割れ事例データベース２６に蓄積されたデータを用いて、確信度テーブルの内容を修正していくことで、ひび割れ原因の診断精度を向上させることが可能となる。
【００３３】
以上説明したように、本実施形態によれば、工事現場等に設置された端末コンピュータ１６から診断対象データを入力すると、診断サーバー１２が確信度テーブルに基づき、ひび割れ発生原因を推論して各発生原因の確信度を算出し、その結果や各原因についての対策等が端末コンピュータ１６に表示される。このため、現場担当者は、ひび割れに関する専門的な知識がなくても、ひび割れ原因を正確に判定し、その原因に対する適切な対応策をとることができる。
【００３４】
また、診断対象データのひび割れ形状やひび割れ発見時期等に基づいて、ひび割れ発生原因を絞り込んだうえで、確信度を計算しているので、診断サーバー１２の処理負荷が軽減できるうえ、診断対象の状態・条件等からひび割れ発生原因としてあり得ないことが明らかな発生原因が提示されるのを防止することができる。
【００３５】
なお、上記実施形態では、本発明が、診断サーバー１２と端末コンピュータ１６とからなるサーバークライアントシステムとして実施される場合を説明したが、本発明はこれに限らず、スタンドアローンのコンピュータシステムとして実施することも可能である。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、コンクリートのひび割れ状況等のデータを入力するだけで、ひび割れ発生原因を推定して提示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるコンクリートのひび割れ診断システムの全体構成図である。
【図２】本実施形態の診断システムにおける処理の流れを示す図である。
【図３】データ入力画面の一例を示す図である。
【図４】ひび割れ形状とひび割れ発生原因の組合せにより絞り込まれたひび割れ発生原因を示す図である。
【図５】確信度テーブルの一部を一例として示す図である。
【図６】診断結果画面の一例を示す図である。
【図７】詳細説明画面の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０ひび割れ診断システム
１２診断サーバー
１４ネットワーク
１６端末コンピュータ
２０診断対象データベース
２２確信度テーブルデータベース
２４原因対策データベース
２６事例データベース

Claims

コンクリートのひび割れ発生原因を診断するための装置であって、
ひび割れ診断対象に関する情報を所定の項目毎に表す診断対象データを取得する診断対象データ取得手段と、
前記取得した診断対象データに基づいて、ひび割れ発生原因を絞り込む絞込み手段と、
各ひび割れ発生原因の確からしさを表す確信度が、前記所定の項目毎にそのデータ内容に対応して格納された確信度テーブルと、
前記確信度テーブルから、前記絞り込んだ各ひび割れ原因の、前記診断対象データの前記所定の項目毎のデータ内容に対応した確信度を読み出す確信度取得手段と、
前記読み出した前記所定の項目毎の確信度に基づいて、前記絞り込んだ各ひび割れ発生原因の総合的な確からしさを表す確信度を計算する確信度計算手段と、
前記計算した確信度を出力する出力手段と、を備えることを特徴とするひび割れ診断装置。
請求項１記載のひび割れ診断装置において、前記所定の項目は、ひび割れの発生状況に関する項目、コンクリートの施工条件に関する項目、構造条件に関する項目、コンクリート配合に関する項目、および、環境条件に関する項目に分類されていることを特徴とする装置。
請求項１または２記載のひび割れ診断装置において、前記出力手段は、前記絞り込んだひび割れ発生原因のうち、前記計算された確信度の大きい方から所定数のひび割れ発生原因について前記計算された確信度を出力することを特徴とする装置。
請求項１〜３のうち何れか１項記載のひび割れ診断装置において、
ひび割れ発生の各原因について、その原因で発生したひび割れに対する対処方法が格納された原因対策データベースと、
指定されたひび割れ発生原因についての対処方法を前記原因対策データベースから読み出す手段とを更に備え、
前記出力手段は、前記読み出した対処方法を出力する手段を含むことを特徴とする装置。
請求項１〜４のうち何れか１項記載のひび割れ診断装置において、診断対象に関するデータや、その診断対象に対して診断されたひび割れ原因等のデータを蓄積するための事例データベースを更に備えることを特徴とする装置。
請求項１〜５のうち何れか１項記載のひび割れ診断装置において、
コンピュータネットワークに接続されたサーバーコンピュータにより構成されており、
前記診断対象データ取得手段は、前記コンピュータネットワーク経由で前記サーバーコンピュータにアクセスしてきた端末から前記診断対象データを受信し、
前記出力手段は、前記コンピュータネットワークを通して前記端末へ出力することを特徴とする装置。
コンクリートのひび割れ発生原因を診断する方法であって、コンピュータが、
ひび割れ診断対象に関する情報を所定の項目毎に表す診断対象データを取得するステップと、
前記取得した診断対象データに基づいて、ひび割れ発生の原因を絞り込むステップと、
ひび割れの各発生原因の確信度が、前記所定の項目毎にそのデータ内容に対応して格納された確信度テーブルテーブルから、前記絞り込んだ各ひび割れ原因の、前記診断対象データの所定の項目毎のデータ内容に対応した確信度を読み出すステップと、
前記読み出した前記所定の項目毎の確信度に基づいて、前記絞り込んだ各原因が実際にひび割れ発生の原因である可能性を表す確信度を計算するステップと、
前記計算した確信度を出力するステップと、を実行することを特徴とするひび割れ診断方法。
請求項７記載の方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
請求項８記載のプログラムを記録した記録媒体。