JP2002038723A - 鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物のリアルタイムライフサイクルメンテナンス手法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物の耐久性確保
と長寿命化及びライフサイクルコストの低減を可能とす
る。 【解決手段】鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物１４の鉄
筋部、コンクリート部に変形量およびコンクリートのｐ
Ｈを測定することのできる計測装置１９を埋設してお
き、各種計測装置のリード線２０ａをデータ蓄積装置１
６に接続し電話回線２１を使用することにより、遠隔地
にある監視室のコンピュータのモニター１８において各
種計測装置の埋設箇所の鉄筋部、コンクリート部の変形
量およびコンクリート部のｐＨを時系列的にリアルタイ
ムで監視する。このようなリアルタイムライフサイクル
メンテナンス手法を実施することにより、劣化の早期発
見と早期補修が確実に実施され、構造物の耐久性確保と
長寿命化が図られるとともに、ライフサイクルコストの
低減が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、鉄骨・鉄筋コンクリー
ト造建築物の耐久性確保と長寿命化を目的とした施工中
及び完成、供用後の劣化の早期発見と早期補修をリアル
タイムにて管理するリアルタイムライフサイクルメンテ
ナンス管理手法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物の施工
中及び完成、供用後のメンテナンスは、例えばマンショ
ンを例に取ると、約十年に一度という非常にロングター
ムでの劣化診断・補修が実施されているため、劣化の長
期に渡る放置により建築物の耐久性の大幅な低下は勿論
のこと、劣化診断者が現地に出向いた大規模な調査の実
施、劣化診断者の見解の相違、補修したにも拘わらず劣
化の再発によりライフサイクルコストの大幅な増大とな
っている。

【０００３】また、施工時における管理（イニシャルメ
ンテナンス）は、配筋検査と完成時の施工状況の写真提
出のみに留まっており、使用材料の品質管理、施工状況
の管理と完成直後の初期欠陥の管理が全く実施されてい
ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、係る従
来のメンテナンスにあっては、施工中及び完成、供用後
においてはロングタームでのメンテナンスを行っている
ために、劣化を長期に渡って放置する、劣化診断者が現
地に出向かないと劣化性状が把握できない、劣化診断者
の見解の違いにより統一的な補修方法が提示できないこ
と等により、劣化が大幅に進行したり他の健全な部位に
劣化が及んだりするばかりか、大規模な修繕を実施した
としてもその直後に新たな劣化が発生・進行し、結果的
にトータルコストの増大及び構造物の耐久性低下と短寿
命化が課題となっている。

【０００５】さらに、鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物
の施工時においては、異なった品質材料の使用、施工業
者の手抜き工事等による構造物の耐久性の低下と短寿命
化が課題となっている。

【０００６】本発明は、上記の点に鑑み、鉄骨・鉄筋コ
ンクリート造建築物の施工中及び完成、供用後のライフ
サイクルメンテナンスを統一的にリアルタイムで実施す
ることにより、劣化の早期発見と早期補修を可能し構造
物の耐久性確保と長寿命化及びライフサイクルコストの
低減を図ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題の解
決と目的の達成のために、鉄骨・鉄筋コンクリート造建
築物の施工中及び完成、供用後のライフサイクルメンテ
ナンスを建築物施工時に埋設した各種計測装置とのデー
タ通信によりリアルタイムで劣化の早期発見及び早期補
修を実施するものである。

【０００８】

【作用】本発明によれば、まず、鉄骨・鉄筋コンクリー
ト造建築物の施工時において、鉄骨・鉄筋及びコンクリ
ートに取付けた各種測定装置とのデータ通信を用いて施
工中及び完成、供用後のライフサイクルメンテナンスを
リアルタイムで行うことにより、劣化の早期発見と早期
補修が可能となり、その結果として構造物の耐久性確保
と長寿命化が図られることになる。すなわち、完成、供
用後のメンテナンスによる構造物の耐久性確保と長寿命
化のためには、劣化の早期発見と早期補修が非常に重要
であり、劣化を長期に渡って放置する現状のメンテナン
スでは、コンクリート部のひび割れの進行と増幅、有害
物質の浸入による中性化現象と鉄筋部の腐食というよう
な劣化の進行を促進させるばかりか、他の健全な部位に
も劣化が及び耐久性の大幅な低下は愚か補修補強を鑑み
たトータルコストの大幅な増大にもつながる。

【０００９】なお、併せて、施工時にはイニシャルメン
テナンスを行うことにより、建築施工時の施工業者の手
抜き工事も無くなり、使用材料の品質保証と施工状況の
品質保証さらには完成直後の初期欠陥の品質保証が確約
可能なため、施工不備或いは使用材料の品質不備による
構造物の耐久性確保と長寿命化の欠落は無くなるわけで
ある。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を鉄骨・
鉄筋コンクリート造建築物の内、マンションを例に取っ
て添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１１】図６は、現在のマンションにおけるライフ
サイクルメンテナンスの概略を表したものである。その
メンテナンスは、大規模修繕という形式で現状では約十
年に一度の割合で行われており、その形態は、マンショ
ン管理組合１が当該管理会社２を通してコンサルタント
等３に劣化調査の依頼６、７を行い、その報告と補修方
法に関する設計・施工マニュアル１０、１１がマンショ
ン管理組合１に報告される。その報告を受けて、図６
（ａ）に示す当該コンサルタント等３が補修施工会社４
に発注８を行い補修工事９を実施する場合と図６（ｂ）
に示すマンション管理組合１が直接補修施工会社４、５
に補修マニュアル１２を提示することにより補修施工会
社４、５から提出された見積書等１３ａ、１３ｂを元に
補修施工会社の選定を実施する場合である。現状では、
管理組合１の補修に関する関心の低さ及び専門的知識を
持っていないことから、前者の場合が多い。

【００１２】いすれにしても、現状のライフサイクルメ
ンテナンスは、約十年に一度というように非常にロング
タームで行われるために、その間においてコンクリート
部のひび割れ等の劣化が進行し、ひび割れ幅の増大ばか
りか、ひび割れからの水分や塩分或いは炭酸ガス等の有
害物質の浸入により、コンクリート部が中性化したり、
鉄筋周りの不導体皮膜が破壊されることにより鉄筋の腐
食の発生・進行が起こるわけである。このような状況に
なると、どのような補修手段を取ったとしても長期耐久
性の低下は免れないことになる。すなわち、一端、鉄筋
が腐食すると電位差が生じ、他の健全な部分の鉄筋の腐
食を誘発することになり、鉄筋の腐食による膨張の影響
によって健全なコンクリート部へのひび割れ等の劣化が
発生し、かぶりコンクリート部の剥離現象や剥落現象が
生じ、構造物の長期耐久性は激減する。

【００１３】結局のところ、構造物の耐久性確保と長寿
命化のためには、コンクリート部の劣化の早期発見と早
期補修が肝要なわけである。

【００１４】そのためには、図１に示すように、鉄骨・
鉄筋コンクリート造建築物（例：マンション１４）建築
施工時から供用後の一貫したライフサイクルメンテナン
スをリアルタイムによって、すなわちリアルタイムライ
フサイクルメンテナンスを行う必要がある。

【００１５】リアルタイムライフサイクルメンテナンス
は、マンション１４建築施工時に鉄筋部、コンクリート
部に変形量及びコンクリートのｐＨを測定することので
きる計測装置１９を埋設しておき、各種計測装置のリー
ド線回路２０ａをマンション１４内の管理室１５（デー
タ収集室）に設置されたデータ蓄積装置１６に接続し電
話１７と電話回線２１を使用することにより、遠隔地に
ある監視室のコンピュータのモニター１８において各種
計測装置の埋設箇所の鉄筋部、コンクリート部の変形量
及びコンクリート部のｐＨが、時系列的にリアルタイム
で監視できるわけである。

【００１６】当然のことながら、コンクリート材料は、
その性質上、必ずひび割れ等の劣化が生じる材料である
ため、ひび割れ等の劣化が発生すれば、その箇所周辺の
位置に埋設された計測装置の値に異変が生じ、それが監
視室のモニター１８上にリアルタイムで通知される。そ
の異変を察知すると、監視人が補修会社２２にひび割れ
等の劣化の発生とおおよその場所の通知２３を行い、直
ちに現場にて劣化の早期補修２４が実施されることにな
る。

【００１７】このようなリアルタイムライフサイクルメ
ンテナンス手法を実施することにより、劣化の早期発見
と早期補修が確実に実施され、構造物の耐久性確保と長
寿命化が図られるわけである。

【００１８】なお、各種計測装置１９とデータ蓄積装置
１６との回路は、断線などのトラブルに対応するために
リード線回路を多系統２０ａ、２０ｂとし、データ収集
の信頼性の向上を図る。

【００１９】計測装置の設置方法は、図２（ａ）に示す
コンクリート打設前の配筋時において、鉄筋２５には所
定の箇所に鉄筋ゲージ２８を貼り付け、コンクリート打
設部２７には型枠２６に取り付けた細い針金のような固
定冶具３０に所定の箇所にコンクリート用埋込み型ひず
み計２９及びｐＨ計３１を取り付ける。そして、各計測
装置から出ているリード線３２は、鉄筋とコンクリート
の付着性状を確保するために細分化して鉄筋に沿わせた
状態で図１のデータ蓄積装置１６に接続する。

【００２０】図２（ｂ）に示すように、コンクリート部
にひび割れ３３等の劣化が生じると、その箇所の応力解
放により近くに埋設した鉄筋ゲージ２８或いはコンクリ
ート用埋込み型ひずみ計２９の値が急激に変化する性状
が図１の監視室のモニター１８上に時系列的にリアルタ
イムで現れてくるため、ひび割れ等の劣化発生の確認と
おおよその場所の断定が可能となるわけである。また、
コンクリートの中性化を計測するｐＨ計３１は、ひび割
れ等の劣化では反応はしないが、水分や塩分或いは炭酸
ガス等の有害物質の浸入程度を時系列的にリアルタイム
で計測する。

【００２１】模型実験として、鉄筋コンクリート部材に
ひび割れが発生した場合の鉄筋ゲージ２８及び埋込み型
ひずみ計２９のリアルタイム挙動を図３に示す。

【００２２】コンクリート部にひび割れ３３が発生する
ことにより、コンクリート部の応力解放によって鉄筋ゲ
ージ２８は急激にひずみ（引張）が増加し、埋込み型ひ
ずみ計２９は非常に短時間で急激にひずみ（引張）が増
加した後にゼロとなる。これにより、ひび割れ３３発生
の確認が可能となる。また、発生したひび割れ３３に近
い場所に設置された計測装置ほど、ひずみの急激な増加
或いは変化が顕著となるために、おおよその場所の特定
も可能となる。

【００２３】このような実測データに基づくひび割れ等
の劣化発生の判断は、現状で行われている現地での診断
者の目視による判断に比べて遥かに精度が良く、かつ、
診断者による見解の相違も無いため信頼性が非常に高い
ものである。

【００２４】また、昨今の鉄骨・鉄筋コンクリート造建
築物では、躯体外壁をタイル等で覆っているため、目視
による劣化の判断は不可能であり、非破壊装置を利用し
た調査では躯体全体を実施する必要があるため莫大なコ
ストと時間が必要となってくる。さらに、目視により外
壁を覆っているタイル等の劣化が判明した場合には、内
部のコンクリート部の劣化は大幅に進行しており、鉄筋
が腐食した状態となっている可能性が非常に高い。この
ような観点からも、リアルタイムライフサイクルメンテ
ナンス手法が非常に有用であることが分かる。

【００２５】以上のようなリアルタイムライフサイクル
メンテナンスをより精度良く実施するためには、併せ
て、建築施工時の使用材料の品質管理と施工状況の管
理、そして施工中及び完成直後の初期欠陥の管理という
一連の施工時のイニシャルメンテナンスを行う必要があ
る。

【００２６】まず、施工状況の管理と完成直後の初期欠
陥の管理は、図４に示すように、コンクリート打設前に
おいては鉄筋２５位置や間隔の管理、鉄筋２５と型枠２
６間の距離の管理を行い、コンクリート打設後において
は鉄筋のかぶり厚３４の管理と初期ひび割れなどの初期
ひび割れ３５が発生していないかの管理を非破壊検査に
て実施する。

【００２７】なお、図２に示した鉄骨・鉄筋コンクリー
ト造建築物の完成、供用後のリアルタイムライフサイク
ルメンテナンス用の各種計測装置である鉄筋ゲージ２
８、埋込み型ひずみ計２９及びｐＨ計３１によっても、
図４に示す初期ひび割れ３５の有無が確認できるわけで
ある。すなわち、各種計測装置はコンクリート打設前に
設置しコンクリート打設直後からリアルタイムでの計測
を実施するため、本発明は建築物施工時の初期欠陥もリ
アルタイムでメンテナンスができるわけである。

【００２８】特に、昨今の鉄骨・鉄筋コンクリート造建
築物においては、高耐力の確保と乾燥収縮の低減という
観点から、高強度のコンクリートが使用されつつあり、
この場合には施工時の温度応力、自己収縮等による初期
欠陥が多発しており、本発明の建築施工中のイニシャル
メンテナンスと完成、供用後のライフサイクルメンテナ
ンスを統一的にリアルタイムで実施する必要性が非常に
高い。

【００２９】これと同時に、使用材料の品質管理は、図
５に示すように、使用している鉄筋サンプル３６に引張
力３７を作用させた鉄筋の引張強度試験を実施する。ま
た、使用しているコンクリートサンプルのスランプ試験
３８及びコンクリートサンプル３９に圧縮力４０を作用
させる圧縮強度試験を材齢３、７、１４、２８日の時点
で実施する。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に示すリアルタイムライフサイクルメンテナンス手法を
実施することにより、鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物
の施工中の初期欠陥及び完成、供用後の劣化の早期発見
が時系列的にリアルタイムで可能となり、劣化の進行を
未然に防止できるばかりか、劣化の早期補修が可能とな
ることにより構造物の耐久性確保と長寿命化が図られる
ことになる。さらに、現状のようなマンションを例に取
った場合の躯体部分すなわち鉄筋或いは鉄骨コンクリー
ト部のロングタームでの大規模な修繕が不必要となるた
め、メンテナンスに係るトータルコストすなわちライフ
サイクルコストの大幅な低減も可能となるわけである。
また、イニシャルメンテナンスを実施することにより、
施工時の品質が保証され、その結果として不良建築が無
くなると同時に施工不良による構造物の耐久性低下は未
然に防止可能となるわけである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のリアルタイムライフサイクルメンテナ
ンスの概略構成を示す説明図である。

【図２】リアルタイムライフサイクルメンテナンス用計
測器の設置方法を示す説明図である。

【図３】リアルタイムライフサイクルメンテナンス用計
測器のひび割れ発生時の挙動を示す説明図である。

【図４】施工現場でのイニシャルメンテナンスを示す説
明図である。

【図５】使用材料のイニシャルメンテナンスを示す説明
図である。

【図６】現在のライフサイクルメンテナンスの概略構成
を示す説明図である。

【符号の説明】

１ マンション管理組合 ２ 管理会社 ３ コンサルタント等 ４ 補修施工会社 ５ 他の補修施工会社 ６ 管理会社への劣化調査の依頼 ７ コンサルタント等への劣化調査の依頼 ８ 発注 ９ 補修工事 １０ 設計・施工マニュアル １１ 設計・施工マニュアル １２ 補修マニュアル １３ａ 見積書等 １３ｂ 見積書等 １４ 鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物（例：マンショ
ン） １５ 管理室（データ収集室） １６ データ蓄積装置 １７ 電話 １８ 遠隔監視室 １９ 計測装置 ２０ａ 計測器とデータ蓄積装置とのリード線回路 ２０ｂ 計測器とデータ蓄積装置とのリード線他回路 ２１ 電話回線 ２２ 補修会社 ２３ 劣化の発生と発生場所の連絡 ２４ 早期補修の実施 ２５ 鉄筋 ２６ 型枠 ２７ コンクリート ２８ 鉄筋ゲージ ２８ａ 鉄筋ゲージ ２８ｂ 鉄筋ゲージ ２８ｃ 鉄筋ゲージ ２８ｄ 鉄筋ゲージ ２８ｅ 鉄筋ゲージ ２８ｆ 鉄筋ゲージ ２９ 埋込み型ひずみ計 ２９ａ 埋込み型ひずみ計 ２９ｂ 埋込み型ひずみ計 ２９ｃ 埋込み型ひずみ計 ３０ 固定用冶具 ３１ コンクリートｐＨ計 ３２ リード線 ３３ ひび割れ等 ３４ かぶり厚 ３５ 初期ひび割れ ３６ 鉄筋サンプル ３７ 引張力 ３８ スランプ試験 ３９ コンクリートサンプル ４０ 圧縮力

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鉄骨・鉄筋コンクリート造建築物施工時に
   おいて鉄骨・鉄筋及びコンクリートに取付けた各種計測
   装置との施工中及び完成、供用後のデータ通信によるリ
   アルタイムでのライフサイクルメンテナンス手法。