JP2021081212A - 構造物の診断方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ブロック塀等の構造物に鉄筋のような補強材が入っているか否かを容易に判断でき簡便で低コストの構造物の診断方法を提供する。【解決手段】補強材が部分的に埋め込まれて構成された構造物の診断方法において、構造物１にセンサ２を配置する工程と、構造物１又は構造物１の近傍の基礎に対して振動を加えて弾性波を発生させる弾性波発生処理工程と、センサ２により検出された弾性波のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して弾性波のデジタル信号とする時間軸波形処理工程と、弾性波のデジタル信号を、フーリエ変換して弾性波の周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル処理工程と、弾性波の周波数スペクトルと予め取得した基準となる正常な弾性波の参照周波数スペクトルとを比較する波形評価処理工程と、構造物１で取得した弾性波の周波数スペクトルと、正常な弾性波の参照周波数スペクトルとを比較して、構造物の施工評価を実行する施工評価処理工程と、を有する。【選択図】図４
Description
本発明はブロック塀等の構造物の診断方法に関する。
地震によりブロック塀等が倒壊する事故が後を絶たない。最近では、２０１８年６月の大阪北部地震によりブロック塀が崩壊し、女子児童が死亡するという事故が起きている。擁壁等の診断に関しては、例えば特許文献１に開示されている。
図２２は、ブロック塀を模式的に示す斜視図である。図２２（非特許文献１参照）に示すように、ブロック塀１００は基礎となる根入れ１０２の上部に、部分的に鉄筋１０４を補強材として配筋し、ブロック１０６を積み上げた構造物であり、塀の長さに応じて控え壁１０８を設けている。しかしながら、この技術では劣化したブロック塀は、例えばひび割れ１１０等が生じ、目視検査で分かるが、基準として太さが９ｍｍ以上の鉄筋が８０ｃｍ間隔以下で配筋されているか否かについては、容易には調べることができない。
小中高校や公共施設に設置され建築基準を満たさないブロック塀又は劣化したブロック塀の点検が進められているが、ブロック塀の撤去をするための簡単な診断方法がないのが実情である。
日本建築防災協会、パンフレット「地震からわが家を守ろう」、２０１３年１月
小中高校のブロック塀に鉄筋が入っているか否かは外観検査では分からないので、ブロック塀を撤去してフェンスに代える工事等の優先順位を容易に決められるような簡便で低コストの診断方法がないという課題がある。
本発明は、ブロック塀等の構造物に鉄筋のような補強材が正常に入っているか否か、さらには経年腐食などによる補強材の劣化が生じていないかなどを容易に判断でき、簡便で低コストの構造物の診断方法を提供することを目的としている。
上記目的を達成するため、本発明は、補強材が部分的に埋め込まれて構成された構造物の診断方法において、構造物にセンサを配置する工程と、構造物又は構造物の近傍の基礎に対して振動を加えて弾性波を発生させる弾性波発生処理工程と、センサにより検出された弾性波のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して弾性波のデジタル信号とする時間軸波形処理工程と、弾性波のデジタル信号を、フーリエ変換して弾性波の周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル処理工程と、予め取得した基準となる正常な弾性波の参照周波数スペクトルに対して弾性波の周波数スペクトルを対比する波形評価処理工程と、この波形評価に基づいて構造物の施工評価を実行する施工評価処理工程と、を有することを特徴とする。
上記構成において、参照周波数スペクトルは、好ましくは、構造物と同一又は類似の構造物か若しくは該構造物のサンプル、或いは構造物のシミュレーションで取得される。
施工評価処理工程において、好ましくは、構造物で取得した弾性波の周波数スペクトルに生じるピーク数と、正常な弾性波の参照周波数スペクトルに生じるピーク数と、を比較して、構造物の施工の良否を判定する。
波形評価処理工程において、好ましくは、構造物で取得した弾性波の周波数スペクトルに生じるピーク数の抽出を、所定の周波数範囲で行うか、該周波数スペクトルの所定の振幅範囲で行ってもよい。
補強材は、好ましくは鉄筋である。センサは、加速度センサであることが好ましい。
施工評価処理工程において、好ましくは、構造物で取得した弾性波の周波数スペクトルに生じるピーク数と、正常な弾性波の参照周波数スペクトルに生じるピーク数と、を比較して、構造物の施工の良否を判定する。
波形評価処理工程において、好ましくは、構造物で取得した弾性波の周波数スペクトルに生じるピーク数の抽出を、所定の周波数範囲で行うか、該周波数スペクトルの所定の振幅範囲で行ってもよい。
補強材は、好ましくは鉄筋である。センサは、加速度センサであることが好ましい。
本発明の構造物の診断方法によれば、例えばブロック塀の上部に配設した加速度センサで検出した信号の周波数スペクトル信号Ｔ１と、予め参照部に格納されている正常に施工されたブロック塀１Ａの参照データＴ０とを比較することにより、ブロック塀の施工正常と施工不良とを簡単且つ的確に、目視により定性的に迅速に評価することができる。なお、施工不良とは、評価の目的によって異なるが、一般に、補強材が入っていない場合のみならず、基本又は正常な施工より少ない本数である場合や、補強材の経年劣化により腐食等を生じている状態を含む概念である。
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態について説明するが、本発明は実施形態に限定されることなく発明の範囲で適宜変更することができる。特に、図面に記載した各部材の形状、寸法、位置関係などについては概念的な事項を示すに過ぎず、その適用場面に応じて変更することができる。
図１は本発明の実施形態に係る構造物の健全性を診断する構成を示し、図２は本発明に用いる診断装置１０による診断方法を示すブロック図、図３は診断装置１０の構成例を示すブロック図である。
図１に示すように、構造物１はブロック塀や内部に鉄筋等を配設したコンクリート壁や石壁等である。構造物１は、図２２で説明したように、ブロック塀の場合には基礎に根入りが形成され、内部には正常な場合には所定の太さの鉄筋が所定の間隔で配設されている。以下の説明においては、構造物１をブロック塀として説明する。ブロック塀１の上部にはセンサ２が取り付けられており、塀の下部（１Ａ）や、塀の近傍（１Ｂ）の基礎を弾性波発生手段３で打撃したときに生じる振動がセンサ２にて検出され、この検出信号が診断装置１０に入力される。弾性波発生手段３としては、ハンマー等を用いることができる。簡易的には検査員が手で打撃するハンマーでもよい。さらに、ハンマーを用いた自動打撃装置を用いてもよい。
図１に示すように、構造物１はブロック塀や内部に鉄筋等を配設したコンクリート壁や石壁等である。構造物１は、図２２で説明したように、ブロック塀の場合には基礎に根入りが形成され、内部には正常な場合には所定の太さの鉄筋が所定の間隔で配設されている。以下の説明においては、構造物１をブロック塀として説明する。ブロック塀１の上部にはセンサ２が取り付けられており、塀の下部（１Ａ）や、塀の近傍（１Ｂ）の基礎を弾性波発生手段３で打撃したときに生じる振動がセンサ２にて検出され、この検出信号が診断装置１０に入力される。弾性波発生手段３としては、ハンマー等を用いることができる。簡易的には検査員が手で打撃するハンマーでもよい。さらに、ハンマーを用いた自動打撃装置を用いてもよい。
センサ２としては、加速度センサやＡＥ（Acoustic Emission）センサ等が使用できる。以下の説明においては、センサ２を加速度センサとして説明する。
図２に示すように、診断装置１０は、加速度センサ２の検出信号Ｓ２が入力されるＡ／Ｄ変換器１１と、Ａ／Ｄ変換器１１の出力信号Ｓ１１が入力される時間軸波形処理部１２と、時間軸波形処理部１２の出力信号Ｓ１２が入力される周波数スペクトル処理部１３と、時間軸波形処理部１２の出力信号Ｓ１２と周波数スペクトル処理部１３の出力信号Ｓ１３とが入力される波形評価部１４と、波形評価部１４に参照データを提供する参照部１５と、を含んで構成されている。Ａ／Ｄ変換器１１と時間軸波形処理部１２との間には必要に応じて、Ｉ／Ｏ部（インターフェイス部）１７が挿入されてもよい。
加速度センサ２により検出された弾性波のアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器１１によりＡ／Ｄ変換される。時間軸波形処理部１２においては、該アナログ信号を、Ａ／Ｄ変換により構造物１で取得した弾性波のデジタル信号とする時間軸波形処理を行う。時間軸波形処理部１２からの出力信号Ｓ１２は時間軸の加速度センサ２の出力電圧のデジタル信号である。
周波数スペクトル処理部１３は、時間軸波形処理部１２から出力される出力信号Ｓ１２を入力し、出力信号Ｓ１２をフーリエ変換して弾性波の周波数スペクトル信号、即ち出力信号Ｓ１３とする。フーリエ変換は、例えば、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform）、以下「ＦＦＴ」と呼ぶ。）を用いることができる。出力信号Ｓ１３は、波形評価部１４に入力され、加速度センサ２の出力電圧の周波数スペクトル信号としてディスプレイ１４ａに表示される。
参照部１５は、例えば正常に施工されたブロック塀１で発生した弾性波による加速度センサ２の出力電圧の周波数スペクトル信号を、正常な弾性波の参照周波数スペクトル、つまり参照データとして格納している。参照周波数スペクトルは、基準となる正常な弾性波であり、予め取得してもよい。参照周波数スペクトルは、ブロック塀のような構造物１と同一又は類似の構造物１か若しくは該構造物１のサンプルから取得してもよく、或いは構造物１のシミュレーションの何れかで取得される。類似の構造物１とは、例えば同一のブロック塀であるが、長さが異なるようなブロック塀である。この場合、長さが最も近いブロック塀を参照データとしてもよい。構造物１のサンプルとは、構造物の形状及び構造物を模して作製した見本やひな型など、構造物のモデル又はこれらの組み合わせを含む概念として定義される。構造物の形状に関したサンプルとしては寸法を縮小したサンプルでもよい。構造物を模したサンプルとしては構造物を模した他の材料や鉄筋を模した鉄製の釘、螺子及び木螺子等を用いたサンプルでもよい。シミュレーションとしては、例えば構造物１と同一又は類似の構造物１において実際に弾性波を発生させて取得した参照周波数スペクトルでもよい。また、構造物１を縮尺し、材料として木材と鉄製の木螺子で作製した構造物１のサンプルを用意して、実際に弾性波を発生させて取得した参照周波数スペクトルでもよい。参照部１５には、ブロック塀１の種類に応じて複数の参照データが格納されてもよい。検査をするブロック塀１を被検査体１Ａと呼ぶ。
波形評価部１４は、被検査体１Ａの測定をする際に、弾性波発生手段３の打撃により生じる周波数スペクトル処理部１３の出力信号Ｓ１３を被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１としてディスプレイ１４ａに表示すると共に、正常に施工されたブロック塀のような構造物１の正常な弾性波の参照周波数スペクトル（参照データ）Ｔ０を表示する。参照周波数スペクトルを、参照データＴ０と呼ぶ。
図３に示すように、診断装置１０は、制御部４１と、記憶部４２と、ディスプレイ４３と、入力部４４と、センサ２に接続される送受信部４５とを含んでいる。
診断装置１０は、パーソナルコンピュータ、タブレット等の情報処理装置から構成されている。診断装置１０での処理は、プログラムに制御されたパーソナルコンピュータ、タブレット等のコンピュータにより実行され、例えば磁気、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、その他の任意のコンピュータで読み取り可能な記録媒体が使用される。記録媒体に記録されたプログラムは、記録媒体を直接コンピュータに装着して当該コンピュータに読み込ませるか、ネットワークを介してコンピュータに読み込ませてもよい。
センサ２は、加速度センサ５１と、加速度センサ５１に接続される増幅器５２と、増幅器５２に接続されるＡ／Ｄ変換器５３と、Ａ／Ｄ変換器５３に接続される通信用のＩ／Ｏ部５４とから構成され、通信用のＩ／Ｏ部５４の出力２ａがケーブルを介して診断装置１０の送受信部４５に接続されている。
記憶部４２は、参照データＴ０に関する情報４２ａと、被検査体１Ａの周波数スペクトル信号データＴ１に関する情報４２ｂとを格納している。
ディスプレイ４３には、参照データＴ０、周波数スペクトル信号Ｔ１、後述する診断方法に用いる各ステップ等が表示される。入力部４４には、必要に応じてキーボードやマウス等のポインティングデバイスが接続される。
さらに、診断装置１０は、図示しない弾性波発生手段３とＩ／Ｏを介して接続されて、弾性波発生手段３の制御をしたり、弾性波発生手段３と同期して、後述する図４に示す各ステップの処理を行ってもよい。
（構造物の診断方法）
図４は、本発明の構造物の診断方法を示すフローチャートである。構造物はブロック塀１として説明する。
ブロック塀１の診断方法では、加速度センサ２の配設ＳＴ１、弾性波発生手段３による打撃処理工程ＳＴ２、時間軸波形処理工程ＳＴ３、周波数スペクトル処理工程ＳＴ４、波形比較処理工程ＳＴ５、施工評価処理工程ＳＴ６及び再診断処理工程ＳＴ７が順に実行される。
図４は、本発明の構造物の診断方法を示すフローチャートである。構造物はブロック塀１として説明する。
ブロック塀１の診断方法では、加速度センサ２の配設ＳＴ１、弾性波発生手段３による打撃処理工程ＳＴ２、時間軸波形処理工程ＳＴ３、周波数スペクトル処理工程ＳＴ４、波形比較処理工程ＳＴ５、施工評価処理工程ＳＴ６及び再診断処理工程ＳＴ７が順に実行される。
（Ｉ）加速度センサ２の配設ＳＴ１
測定者が、ブロック塀１の所定箇所に加速度センサ２を配設する。配設箇所は、例えばブロック塀１の上部とすることができる。
測定者が、ブロック塀１の所定箇所に加速度センサ２を配設する。配設箇所は、例えばブロック塀１の上部とすることができる。
（ＩＩ）弾性波発生手段３による打撃処理工程ＳＴ２
構造物又は構造物の近傍の基礎に対して振動を加えて弾性波を発生させる弾性波発生処理工程である。例えば、弾性波発生手段３によりブロック塀１の所定箇所を打撃する。この打撃によりブロック塀１が振動して弾性波が発生し、ブロック塀１の上部に配設されている加速度センサ２へと伝播していく。
構造物又は構造物の近傍の基礎に対して振動を加えて弾性波を発生させる弾性波発生処理工程である。例えば、弾性波発生手段３によりブロック塀１の所定箇所を打撃する。この打撃によりブロック塀１が振動して弾性波が発生し、ブロック塀１の上部に配設されている加速度センサ２へと伝播していく。
（ＩＩＩ）時間軸波形処理工程ＳＴ３
ブロック塀１の上部に伝播した弾性波は、ブロック塀１の上部に配設された加速度センサ２により検出される。加速度センサ２により検出されたアナログ信号Ｓ２がＡ／Ｄ変換器１１へ送られ、時間軸波形処理部１２でアナログ信号Ｓ２がＡ／Ｄ変換され、デジタル信号Ｓ１２にされて周波数スペクトル処理部１３及び波形評価部１４に送出される。
ブロック塀１の上部に伝播した弾性波は、ブロック塀１の上部に配設された加速度センサ２により検出される。加速度センサ２により検出されたアナログ信号Ｓ２がＡ／Ｄ変換器１１へ送られ、時間軸波形処理部１２でアナログ信号Ｓ２がＡ／Ｄ変換され、デジタル信号Ｓ１２にされて周波数スペクトル処理部１３及び波形評価部１４に送出される。
（ＩＶ）周波数スペクトル処理工程ＳＴ４
診断装置１０内の周波数スペクトル処理部１３において、周波数スペクトル処理工程ＳＴ４が行われる。
診断装置１０内の周波数スペクトル処理部１３において、周波数スペクトル処理工程ＳＴ４が行われる。
（Ｖ）波形比較処理工程ＳＴ５
波形比較処理工程ＳＴ５では、周波数スペクトル処理部１３から出力される出力信号Ｓ１３が入力され、被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１としてディスプレイ１４ａに表示される。
次に、予め参照部１５に格納されている正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０をディスプレイ１４ａに表示する。参照データＴ０は、予め取得した基準となる正常な弾性波の参照周波数スペクトルで表される。ＳＴ４及びＳＴ５の処理工程により、検査者は、ディスプレイ１４ａに表示される被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と、参照データＴ０との比較を目視により行うことができる。
波形比較処理工程ＳＴ５では、周波数スペクトル処理部１３から出力される出力信号Ｓ１３が入力され、被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１としてディスプレイ１４ａに表示される。
次に、予め参照部１５に格納されている正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０をディスプレイ１４ａに表示する。参照データＴ０は、予め取得した基準となる正常な弾性波の参照周波数スペクトルで表される。ＳＴ４及びＳＴ５の処理工程により、検査者は、ディスプレイ１４ａに表示される被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と、参照データＴ０との比較を目視により行うことができる。
（ＶI）施工評価処理工程ＳＴ６
施工評価処理工程ＳＴ６では、例えば、正常に施工された被検査体１Ａの参照データの周波数スペクトル信号Ｔ０に生じる複数のピーク（例えばＰ１，Ｐ２，Ｐ３の三つとする）と、例えば鉄筋のない被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１で生じた一つのピークとを比較して、被検査体１Ａの施工評価を実行する。例えば、被検査体１Ａの施工評価としては、被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１のピークが、参照データの周波数スペクトル信号Ｔ０に生じるピークと同じ三つのピークを有している場合には施工正常（○）の判定、二つのピークを有している場合には劣化有り（△）、一つのピークしかない場合に施工不良（×）という３段階の施工評価ができる。
施工評価処理工程ＳＴ６では、例えば、正常に施工された被検査体１Ａの参照データの周波数スペクトル信号Ｔ０に生じる複数のピーク（例えばＰ１，Ｐ２，Ｐ３の三つとする）と、例えば鉄筋のない被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１で生じた一つのピークとを比較して、被検査体１Ａの施工評価を実行する。例えば、被検査体１Ａの施工評価としては、被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１のピークが、参照データの周波数スペクトル信号Ｔ０に生じるピークと同じ三つのピークを有している場合には施工正常（○）の判定、二つのピークを有している場合には劣化有り（△）、一つのピークしかない場合に施工不良（×）という３段階の施工評価ができる。
（ＶＩＩ）再測定処理工程ＳＴ７
再測定処理工程ＳＴ７では、再診断するか否かを判断し、再診断する場合には、ＳＴ１に戻る。再診断しない場合には、診断を終了する。再測定処理工程ＳＴ７は、再診断するか否かをディスプレイ１４ａに表示し、キーボードやマウスのような入力デバイスで選択するようにしてもよい。又は、ディスプレイ１４ａを所謂タッチパネルとして指で選択するようにしてもよい。
再測定処理工程ＳＴ７では、再診断するか否かを判断し、再診断する場合には、ＳＴ１に戻る。再診断しない場合には、診断を終了する。再測定処理工程ＳＴ７は、再診断するか否かをディスプレイ１４ａに表示し、キーボードやマウスのような入力デバイスで選択するようにしてもよい。又は、ディスプレイ１４ａを所謂タッチパネルとして指で選択するようにしてもよい。
構造物の診断方法における上記の波形比較処理工程ＳＴ５及び施工評価工程ＳＴ６の具体例について説明する。
図５は、波形評価部１４で表示される被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と参照データＴ０として正常な弾性波の参照周波数スペクトル信号との比較例を模式的に示す図である。図の横軸は周波数（ｋＨｚ）であり、縦軸は電圧の振幅（任意目盛）である。図５に示すように、正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０が複数のピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３を有しているのに対して、例えば鉄筋のない被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１は、ほぼＰ２に対応するピークしか有していないことが分かる。被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０との表示は測定データの比較としてもよいし、上記のピーク信号の内最大値となるピーク信号で正規化した信号で表示してもよい。
図５は、波形評価部１４で表示される被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と参照データＴ０として正常な弾性波の参照周波数スペクトル信号との比較例を模式的に示す図である。図の横軸は周波数（ｋＨｚ）であり、縦軸は電圧の振幅（任意目盛）である。図５に示すように、正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０が複数のピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３を有しているのに対して、例えば鉄筋のない被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１は、ほぼＰ２に対応するピークしか有していないことが分かる。被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０との表示は測定データの比較としてもよいし、上記のピーク信号の内最大値となるピーク信号で正規化した信号で表示してもよい。
図６は、波形評価部１４で表示される被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と、正常な弾性波の参照周波数スペクトル信号を表す参照データＴ０と、の比較例の変形例を模式的に示す図である。図の横軸と縦軸は図５と同じである。図６に示すように、正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０が複数の丸印を付けたピークＰ１，Ｐ２，Ｐ３を有しているのに対し、例えば鉄筋のない被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１は、ほぼ丸印を付けたＰ２に対応するピークしか有していないことが分かる。参照データＴ０と、鉄筋のない被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１は、取得したデータからピークを特定して所定の印や色を付けてピークとして、ディスプレイ１４ａに表示することができる。さらに、データから特定した所定の強度以上のピークの個数を表示してもよい。被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と正常に施工された被検査体１Ａの参照データＴ０としての正常な弾性波の参照周波数スペクトル信号との表示は測定データの比較としてもよいし、上記のピーク信号の内最大値となるピーク信号で正規化した信号で表示してもよい。
（波形比較処理工程ＳＴ５及び施工評価処理工程ＳＴ６の変形例）
次に、上記（Ｖ）波形比較処理工程ＳＴ５及び（ＶI）の施工評価処理工程ＳＴ６の変形例について説明する。
波形比較処理工程ＳＴ５において、被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１のピーク数が多数生じたりして判定が困難な場合には、例えば所定の周波数以上の周波数スペクトル信号Ｔ１’を表示して、施工評価処理工程ＳＴ６を行ってもよい。また、周波数スペクトル信号の周波数範囲だけではなく、さらに周波数スペクトル信号の振幅が所定の値（閾値）以上として周波数スペクトル信号Ｔ１のピーク数の抽出をしてもよい。周波数は、後述する実施例で説明するが、例えば２ｋＨｚ以上とすることができる。また、参照データＴ０においても、周波数スペクトル信号Ｔ０のピーク数が多かったりして判定が困難な場合には、例えば所定の周波数以上の周波数スペクトル信号やさらに周波数スペクトル信号の振幅を閾値以上とした参照データＴ０’を抽出して表示して、次に施工評価処理工程ＳＴ６を行ってもよい。
次に、上記（Ｖ）波形比較処理工程ＳＴ５及び（ＶI）の施工評価処理工程ＳＴ６の変形例について説明する。
波形比較処理工程ＳＴ５において、被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１のピーク数が多数生じたりして判定が困難な場合には、例えば所定の周波数以上の周波数スペクトル信号Ｔ１’を表示して、施工評価処理工程ＳＴ６を行ってもよい。また、周波数スペクトル信号の周波数範囲だけではなく、さらに周波数スペクトル信号の振幅が所定の値（閾値）以上として周波数スペクトル信号Ｔ１のピーク数の抽出をしてもよい。周波数は、後述する実施例で説明するが、例えば２ｋＨｚ以上とすることができる。また、参照データＴ０においても、周波数スペクトル信号Ｔ０のピーク数が多かったりして判定が困難な場合には、例えば所定の周波数以上の周波数スペクトル信号やさらに周波数スペクトル信号の振幅を閾値以上とした参照データＴ０’を抽出して表示して、次に施工評価処理工程ＳＴ６を行ってもよい。
これにより、検査者は、ディスプレイ１４ａに表示される被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１と、参照データＴ０とを目視することにより、一目で被検査体１Ａと参照データＴ０との違いや一致とを判定することができる。
本発明の構造物の診断方法によれば、例えばブロック塀１の上部に配設した加速度センサ２で検出した信号の周波数スペクトル信号Ｔ１と、予め参照部１５に格納されている正常に施工されたブロック塀１の参照データＴ０とを比較することにより、ブロック塀１の施工不良を簡単且つ的確に目視によって定性的に迅速に評価することができる。次に、本発明の実施例をさらに詳細に説明する。
（シミュレーション）
図７〜９は、それぞれシミュレーションに用いた試験体Ｎｏ．１、試験体Ｎｏ．２、試験体Ｎｏ．３の構成を示す斜視図である。
図７に示すように、試験体Ｎｏ．１は基礎を模す板（縦及び横が４００ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）の上にブロック塀１を模す板（縦２００ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）を左側に１枚と右側に１枚の合計２枚設けた構造を有している。寸法は実際のブロック塀１の１／１０の寸法とした。実寸のブロック塀１としては、縦２ｍ、横３ｍ、厚さ１８ｃｍとなる。
左側の板は正常に施工された、つまり施工評価処理工程ＳＴ６における施工正常（○）のブロック塀１を模しており、この基礎を模す板に、直径約５ｍｍで長さが９０ｍｍの鉄製の木螺子３本により板の中央とその両側８０ｍｍの３箇所で固定した。これらの木螺子は鉄筋を模しており、実寸では長さ０．９ｍの鉄筋が０．８ｍの間隔で配設されていることになる。右側の板は鉄筋の入っていない、つまり施工評価処理工程ＳＴ６における施工不良（×）のブロック塀１を模しており、単に接着剤により基礎を模す板に固定した。左側の板と右側の板は２４０ｍｍの間隔で平行になるように配設した。
図７〜９は、それぞれシミュレーションに用いた試験体Ｎｏ．１、試験体Ｎｏ．２、試験体Ｎｏ．３の構成を示す斜視図である。
図７に示すように、試験体Ｎｏ．１は基礎を模す板（縦及び横が４００ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）の上にブロック塀１を模す板（縦２００ｍｍ、横３００ｍｍ、厚さ１８ｍｍ）を左側に１枚と右側に１枚の合計２枚設けた構造を有している。寸法は実際のブロック塀１の１／１０の寸法とした。実寸のブロック塀１としては、縦２ｍ、横３ｍ、厚さ１８ｃｍとなる。
左側の板は正常に施工された、つまり施工評価処理工程ＳＴ６における施工正常（○）のブロック塀１を模しており、この基礎を模す板に、直径約５ｍｍで長さが９０ｍｍの鉄製の木螺子３本により板の中央とその両側８０ｍｍの３箇所で固定した。これらの木螺子は鉄筋を模しており、実寸では長さ０．９ｍの鉄筋が０．８ｍの間隔で配設されていることになる。右側の板は鉄筋の入っていない、つまり施工評価処理工程ＳＴ６における施工不良（×）のブロック塀１を模しており、単に接着剤により基礎を模す板に固定した。左側の板と右側の板は２４０ｍｍの間隔で平行になるように配設した。
図８に示す試験体Ｎｏ．２が、図７の試験体Ｎｏ．１と異なるのは右側の板である。右側の板は、基礎を模す板に、直径約３ｍｍで長さが３０ｍｍの鉄製の木螺子３本により板の中央とその両側８０ｍｍの３箇所で固定した以外は試験体Ｎｏ．１と同じであるので他の構成の説明は省略する。施工正常（○）の試験体Ｎｏ．１が直径約５ｍｍで長さが９０ｍｍの鉄製の木螺子を使用したのに対して、試験体Ｎｏ．２は、直径３ｍｍで長さが３０ｍｍの鉄製の木螺子を使用し、鉄筋の腐食等により減肉し寸法が変化した、つまり、施工評価処理工程ＳＴ６における劣化有り（△）のブロック塀１を模している。
図９に示す試験体Ｎｏ．３が、図７の試験体Ｎｏ．１と異なるのは右側の板である。右側の板は、基礎を模す板に、直径約４ｍｍで長さが６５ｍｍの鉄製の木螺子３本により板の中央とその両側８０ｍｍの３箇所で固定した以外は試験体Ｎｏ．１と同じであるので他の構成の説明は省略する。施工正常（○）の試験体Ｎｏ．１が直径約５ｍｍで長さが９０ｍｍの鉄製の木螺子を使用したのに対して、試験体Ｎｏ．３は、直径約４ｍｍで長さが６５ｍｍの鉄製の木螺子を使用し、試験体Ｎｏ．２よりも鉄筋の腐食等により減肉し寸法が変化する度合いが小さいが施工評価処理工程ＳＴ６における劣化有り（△）のブロック塀１を模している。
診断装置１０を以下のようにして構成した。
（加速度センサ）
図１０、図１４及び図１８に示す左側の板には富士セラミックス社製の加速度センサ２（型番：Ｓ１２Ｃ、シリアル番号：２９６２）を配置した。この加速度センサ２を正常側センサと呼ぶ。右側の板には正常側センサと同じ富士セラミックス社製の加速度センサ２（型番：Ｓ１２Ｃ、シリアル番号：２９６３）を配置した。この加速度センサ２を不良側センサと呼ぶ。
（加速度センサ）
図１０、図１４及び図１８に示す左側の板には富士セラミックス社製の加速度センサ２（型番：Ｓ１２Ｃ、シリアル番号：２９６２）を配置した。この加速度センサ２を正常側センサと呼ぶ。右側の板には正常側センサと同じ富士セラミックス社製の加速度センサ２（型番：Ｓ１２Ｃ、シリアル番号：２９６３）を配置した。この加速度センサ２を不良側センサと呼ぶ。
（診断装置）
ＡＤ変換器１１として横河計測株式会社製のデータアクイジションユニット（型番：ＳＬ１０００）とその電圧測定モジュール（型番：７２０２１１)を用いた。ＡＤ変換器１１のサンプリングレートは、１００ＭＳ／sである。Ｓ／sは、Ｓａｍｐｌｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄつまり１秒当たりのサンプリング数を示す単位である。
ＡＤ変換器１１として横河計測株式会社製のデータアクイジションユニット（型番：ＳＬ１０００）とその電圧測定モジュール（型番：７２０２１１)を用いた。ＡＤ変換器１１のサンプリングレートは、１００ＭＳ／sである。Ｓ／sは、Ｓａｍｐｌｅ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄつまり１秒当たりのサンプリング数を示す単位である。
データアクイジションユニット（型番：ＳＬ１０００）とその電圧測定モジュール（型番：７２０２１１)とにより取得したデータは、ソフトウェア（横河計測株式会社製のＸ−ＶＩＥＷＥＲ）で処理し、ＦＦＴの演算をして、周波数スペクトル信号を取得した。
取得したデータは、必要に応じてパーソナルコンピュータに接続してディスプレイに表示すると共に、取得したデータの記憶やデータの印刷をした。
（実施例１）
実施例１〜３では、図１０に示すように加速度センサ２を試験体の上部に配置し、弾性波発生手段３として検査員が手に持ったハンマーの打撃により試験体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の診断を行った。以下の実施例においては、弾性波発生手段３は全てハンマーを用いた。図１０は、実施例１〜３の加速度センサ２の配置とハンマー３の打撃を模式的に示す図である。加速度センサ２はブロック塀１を模す左右の板の外側の上部において、中央位置に配設し、ハンマー３の打撃方向Ａは、左右の板の中央で基礎を模す板の厚さ方向、つまり基礎の垂直方向とした。
実施例１〜３では、図１０に示すように加速度センサ２を試験体の上部に配置し、弾性波発生手段３として検査員が手に持ったハンマーの打撃により試験体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の診断を行った。以下の実施例においては、弾性波発生手段３は全てハンマーを用いた。図１０は、実施例１〜３の加速度センサ２の配置とハンマー３の打撃を模式的に示す図である。加速度センサ２はブロック塀１を模す左右の板の外側の上部において、中央位置に配設し、ハンマー３の打撃方向Ａは、左右の板の中央で基礎を模す板の厚さ方向、つまり基礎の垂直方向とした。
図１１は、実施例１において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す。図１１（ａ）に示すように、時間軸波形には、入力、正常側センサ及び不良側センサの波形が示されている。横軸は時間軸（秒）、縦軸は電圧（Ｖ）である。入力の時間軸波形は打撃した後の０．００２ｓ（秒）以降では観測されず、正常側センサ及び不良側センサでは、伝搬する時間があるので入力よりも後の時間迄信号が観測されることが分かる。
図１１（ｂ）に示すように、周波数スペクトルには、正常側センサ及び不良側センサの波形が示されている。横軸は周波数（ｋＨｚ）、縦軸は電圧（Ｖ）である。正常側センサにおいては、振幅が０．０４Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約８ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの４箇所で観測されることが分かる。ここで、周波数を２ｋＨｚ以上とし、振幅が０．０４Ｖ以上のピークとした場合には、正常側センサのピークは３箇所となる。一方、不良側センサは右側の板に接着剤で固定されているので、振幅が０．０４Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ近傍にしか観測されないことが分かった。これにより、不良側センサで観測されるピークは二つであり、正常側センサで観測される四つ又は２ｋＨｚ以上とした場合の三つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、振幅が最大、つまり最大振幅の周波数が約１０ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅となる周波数が約７ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例２）
実施例２では、試験体Ｎｏ．２を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが３０ｍｍの木螺子で固定されている。
図１２は、実施例２において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１２（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約６ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約６ｋＨｚ、約８ｋＨｚ近傍にしか観測されないことが分かった。これにより、不良側センサで観測されるピークは一つであり、正常側センサで観測される三つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１０ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約６ｋＨｚに低下することが分かった。
実施例２では、試験体Ｎｏ．２を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが３０ｍｍの木螺子で固定されている。
図１２は、実施例２において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１２（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約６ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約６ｋＨｚ、約８ｋＨｚ近傍にしか観測されないことが分かった。これにより、不良側センサで観測されるピークは一つであり、正常側センサで観測される三つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１０ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約６ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例３）
実施例３では、試験体Ｎｏ．３を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが６５ｍｍの木螺子で固定されている。
図１３は、実施例３において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１３（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ及び約１０ｋＨｚ近傍で観測されることが分かった。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約４ｋＨｚに低下することが分かった。
実施例３では、試験体Ｎｏ．３を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが６５ｍｍの木螺子で固定されている。
図１３は、実施例３において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１３（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ及び約１０ｋＨｚ近傍で観測されることが分かった。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約４ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例１〜３で取得した周波数スペクトルの比較）
基礎との定着が強い試験体（各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側及びＮｏ．３の不具合側）については約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所にピークが現れることが分かった。一方、基礎との定着が弱い試験体（試験体Ｎｏ．１及びＮｏ．２の不良側）については約６ＫＨｚ、約７ｋＨｚの２箇所のみに最大振幅のピークが現れて、基礎との定着が強い試験体の最大振幅の周波数よりも低下することが分かった。
このように、実施例１〜３で取得した周波数スペクトルの比較により、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が何れも、正常側センサ、つまり基礎との定着が強い試験体よりも低下することが分かった。実施例１〜３で取得した周波数スペクトルの比較により、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形を参照すれば、基礎との定着が弱い試験体（試験体Ｎｏ．１及びＮｏ．２の不良側）とは、ピークの生じ方が異なるので、ブロック塀１の施工正常（○）と、施工不良（×）と劣化有り（△）を簡単、的確、かつ目視により定性的に迅速に評価することができることが分かった。
基礎との定着が強い試験体（各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側及びＮｏ．３の不具合側）については約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所にピークが現れることが分かった。一方、基礎との定着が弱い試験体（試験体Ｎｏ．１及びＮｏ．２の不良側）については約６ＫＨｚ、約７ｋＨｚの２箇所のみに最大振幅のピークが現れて、基礎との定着が強い試験体の最大振幅の周波数よりも低下することが分かった。
このように、実施例１〜３で取得した周波数スペクトルの比較により、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が何れも、正常側センサ、つまり基礎との定着が強い試験体よりも低下することが分かった。実施例１〜３で取得した周波数スペクトルの比較により、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形を参照すれば、基礎との定着が弱い試験体（試験体Ｎｏ．１及びＮｏ．２の不良側）とは、ピークの生じ方が異なるので、ブロック塀１の施工正常（○）と、施工不良（×）と劣化有り（△）を簡単、的確、かつ目視により定性的に迅速に評価することができることが分かった。
（実施例４）
実施例４〜６では、図１４に示す加速度センサ２の配置及びハンマー３の打撃により試験体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の診断を行った以外は、実施例１と同様に診断を行った。
図１４は、実施例４〜６の加速度センサ２の配置とハンマー３の打撃を模式的に示す図である。加速度センサ２はブロック塀１を模す左右の板の外側の上部に配設し、ハンマー３の打撃方向Ｂは、左右の板から近い位置（２０ｍｍ）で基礎を模す板の厚さ方向、つまり基礎の垂直方向とした。
実施例４〜６では、図１４に示す加速度センサ２の配置及びハンマー３の打撃により試験体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の診断を行った以外は、実施例１と同様に診断を行った。
図１４は、実施例４〜６の加速度センサ２の配置とハンマー３の打撃を模式的に示す図である。加速度センサ２はブロック塀１を模す左右の板の外側の上部に配設し、ハンマー３の打撃方向Ｂは、左右の板から近い位置（２０ｍｍ）で基礎を模す板の厚さ方向、つまり基礎の垂直方向とした。
図１５は、実施例４において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１５（ｂ）に示すように、正常側センサの周波数スペクトルにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．０１Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約６ｋＨｚ、約９ｋＨｚの３箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０１Ｖ以上のピークが、約４ｋＨzと７ｋＨｚ近傍にしか観測されないことが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは二つであり、正常側センサで観測される三つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約９ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約７ｋＨｚに低下することが分かった。
図１５（ｂ）に示すように、正常側センサの周波数スペクトルにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．０１Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約６ｋＨｚ、約９ｋＨｚの３箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０１Ｖ以上のピークが、約４ｋＨzと７ｋＨｚ近傍にしか観測されないことが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは二つであり、正常側センサで観測される三つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約９ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約７ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例５）
実施例５では、試験体Ｎｏ．２を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが３０ｍｍの木螺子で固定されている。
図１６は、実施例５において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例４と同様の波形であるので説明は省略する。
図１６（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約６ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約８ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの５箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが、約４ｋＨz、約６ｋＨz、約８ｋＨz、約１０ｋＨｚ近傍の４箇所で観測されることが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは四つであり、正常側センサで観測される五つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１０ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約６ｋＨｚに低下することが分かった。
実施例５では、試験体Ｎｏ．２を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが３０ｍｍの木螺子で固定されている。
図１６は、実施例５において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例４と同様の波形であるので説明は省略する。
図１６（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが約４ｋＨｚ、約６ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約８ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの５箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが、約４ｋＨz、約６ｋＨz、約８ｋＨz、約１０ｋＨｚ近傍の４箇所で観測されることが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは四つであり、正常側センサで観測される五つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１０ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約６ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例６）
実施例６では、試験体Ｎｏ．３を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが６５ｍｍの木螺子で固定されている。
図１７は、実施例６において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１７（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが約４．５ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約７．５ｋＨｚ、約１０ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚの５箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが、約４ｋＨz、約６ｋＨz、約６．５ｋＨz、約１０ｋＨz、約１２ｋＨｚ近傍の５箇所で観測されることが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは五つであり、正常側センサで観測される五つのピークと同じであることが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７．５ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約４ｋＨｚに低下することが分かった。
実施例６では、試験体Ｎｏ．３を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが６５ｍｍの木螺子で固定されている。
図１７は、実施例６において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１７（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが約４．５ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約７．５ｋＨｚ、約１０ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚの５箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．００５Ｖ以上のピークが、約４ｋＨz、約６ｋＨz、約６．５ｋＨz、約１０ｋＨz、約１２ｋＨｚ近傍の５箇所で観測されることが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは五つであり、正常側センサで観測される五つのピークと同じであることが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７．５ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約４ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例４〜６で取得した周波数スペクトルの比較）
基礎との定着が強い試験体の試験体Ｎｏ．１の健全側については、約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所にピークが現れることが分かった。試験体Ｎｏ．２及び３の健全側については、約４ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚの範囲の５箇所にピークが現れることが分かった。さらに、試験体Ｎｏ．３の不具合側については約４ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚの範囲の５箇所にピークが現れることが分かった。
一方、基礎との定着が弱い試験体Ｎｏ．１の不具合側の試験体については約４ｋＨｚ及び約７ｋＨｚの２箇所にピークが現れ、試験体Ｎｏ．２の不具合側については約４ｋＨｚ、約６ｋＨz、約８ｋＨz、約１０ｋＨｚ近傍の４箇所にピークが現れて、健全側に比較してピーク数が低下することが分かった。また、不具合側の試験体の最大振幅の周波数は、基礎との定着が強い試験体の最大振幅の周波数よりも低下することが分かった。
実施例４〜６においても実施例１〜３で取得した周波数スペクトルの比較と同様に、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形を参照すれば、基礎との定着が弱い試験体とは、ピークの生じ方が異なるので、ブロック塀１の施工正常（○）と、施工不良（×）、劣化有り（△）を簡単、的確、かつ目視により定性的に迅速に評価することができることが分かった。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７．５ｋＨｚ、約９ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約４ｋＨｚ、約６．５ｋＨｚ、約７ｋＨｚに低下することが分かった。
基礎との定着が強い試験体の試験体Ｎｏ．１の健全側については、約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０ｋＨｚの３箇所にピークが現れることが分かった。試験体Ｎｏ．２及び３の健全側については、約４ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚの範囲の５箇所にピークが現れることが分かった。さらに、試験体Ｎｏ．３の不具合側については約４ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚの範囲の５箇所にピークが現れることが分かった。
一方、基礎との定着が弱い試験体Ｎｏ．１の不具合側の試験体については約４ｋＨｚ及び約７ｋＨｚの２箇所にピークが現れ、試験体Ｎｏ．２の不具合側については約４ｋＨｚ、約６ｋＨz、約８ｋＨz、約１０ｋＨｚ近傍の４箇所にピークが現れて、健全側に比較してピーク数が低下することが分かった。また、不具合側の試験体の最大振幅の周波数は、基礎との定着が強い試験体の最大振幅の周波数よりも低下することが分かった。
実施例４〜６においても実施例１〜３で取得した周波数スペクトルの比較と同様に、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形を参照すれば、基礎との定着が弱い試験体とは、ピークの生じ方が異なるので、ブロック塀１の施工正常（○）と、施工不良（×）、劣化有り（△）を簡単、的確、かつ目視により定性的に迅速に評価することができることが分かった。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７．５ｋＨｚ、約９ｋＨｚ〜約１０ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約４ｋＨｚ、約６．５ｋＨｚ、約７ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例７）
実施例７〜９では、図１８に示す加速度センサ２の配置及びハンマー３の打撃により試験体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の診断を行った以外は、実施例１と同様に診断を行った。
図１８は、実施例７〜９の加速度センサ２の配置とハンマー３の打撃を模式的に示す図である。加速度センサ２はブロック塀１を模す左右の板の外側の上部に配設し、ハンマー３の打撃方向Ｃは、左右の板から近い位置（２０ｍｍ）で左右の板の厚さ方向、つまり基礎の平行方向とした。
実施例７〜９では、図１８に示す加速度センサ２の配置及びハンマー３の打撃により試験体Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の診断を行った以外は、実施例１と同様に診断を行った。
図１８は、実施例７〜９の加速度センサ２の配置とハンマー３の打撃を模式的に示す図である。加速度センサ２はブロック塀１を模す左右の板の外側の上部に配設し、ハンマー３の打撃方向Ｃは、左右の板から近い位置（２０ｍｍ）で左右の板の厚さ方向、つまり基礎の平行方向とした。
図１９は、実施例７において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例１と同様の波形であるので説明は省略する。
図１９（ｂ）に示すように、正常側センサの周波数スペクトルにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．０２Ｖ以上のピークが約７ｋＨｚ、約８．５ｋＨｚ、約９．５ｋＨｚ、約１２．５ｋＨｚの４箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０２Ｖ以上のピークが、約４ｋＨz、約６．５ｋＨｚ、約１２ｋＨｚの３箇所でしか観測されないことが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは三つであり、正常側センサで観測される四つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約６．５ｋＨｚに低下することが分かった。
図１９（ｂ）に示すように、正常側センサの周波数スペクトルにおいては、特に周波数範囲を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．０２Ｖ以上のピークが約７ｋＨｚ、約８．５ｋＨｚ、約９．５ｋＨｚ、約１２．５ｋＨｚの４箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、振幅が０．０２Ｖ以上のピークが、約４ｋＨz、約６．５ｋＨｚ、約１２ｋＨｚの３箇所でしか観測されないことが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは三つであり、正常側センサで観測される四つのピークよりも少ないことが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約７ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約６．５ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例８）
実施例８では、試験体Ｎｏ．２を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが３０ｍｍの木螺子で固定されている。
図２０は、実施例８において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例７と同様の波形であるので説明は省略する。
図２０（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．０１Ｖ以上のピークとした場合には、ピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚ、約１３ｋＨｚの４箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、特に振幅を０．０１Ｖ以上とした場合にはピークが約４．ｋＨｚ、約６．５ｋＨｚ、約７．５ｋＨｚ、約１０ｋ．５Ｈｚの４箇所で観測されることが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは四つであり、正常側センサで観測される四つのピークと同じであることが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１３ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約７．５ｋＨｚに低下することが分かった。
実施例８では、試験体Ｎｏ．２を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが３０ｍｍの木螺子で固定されている。
図２０は、実施例８において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例７と同様の波形であるので説明は省略する。
図２０（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とした場合には、振幅が０．０１Ｖ以上のピークとした場合には、ピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚ、約１３ｋＨｚの４箇所で観測されることが分かる。一方、不良側センサは、特に振幅を０．０１Ｖ以上とした場合にはピークが約４．ｋＨｚ、約６．５ｋＨｚ、約７．５ｋＨｚ、約１０ｋ．５Ｈｚの４箇所で観測されることが分かった。
これにより、不良側センサで観測されるピークは四つであり、正常側センサで観測される四つのピークと同じであることが判明した。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１３ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約７．５ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例９）
実施例９では、試験体Ｎｏ．３を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが６５ｍｍの木螺子で固定されている。
図２１は、実施例９において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例７と同様の波形であるので説明は省略する。
図２１（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とし、振幅が０．０５Ｖ以上のピークとした場合には、約４ｋＨｚ、約７．５ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚ、約１３．５ｋＨｚの４箇所で観測されることが分かる。一方、不具合側センサにおいては、特に周波数を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とし振幅が０．０５Ｖ以上のピークとした場合には、ピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約８．５ｋＨｚ、約９．５ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚ、約１１ｋＨｚ、約１３．５ｋＨｚの７箇所で観測されることが分かった。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１３．５ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約１０．５ｋＨｚに低下することが分かった。
実施例９では、試験体Ｎｏ．３を実施例１と同様に診断した。不良側センサは右側の板に長さが６５ｍｍの木螺子で固定されている。
図２１は、実施例９において診断装置１０から取得した波形を示し、（ａ）は時間軸波形、（ｂ）は周波数スペクトルを示す図である。時間軸波形は、実施例７と同様の波形であるので説明は省略する。
図２１（ｂ）に示すように、正常側センサにおいては、特に周波数を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とし、振幅が０．０５Ｖ以上のピークとした場合には、約４ｋＨｚ、約７．５ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚ、約１３．５ｋＨｚの４箇所で観測されることが分かる。一方、不具合側センサにおいては、特に周波数を２ｋＨｚ以上１５ｋＨｚ以下とし振幅が０．０５Ｖ以上のピークとした場合には、ピークが約４ｋＨｚ、約７ｋＨｚ、約８．５ｋＨｚ、約９．５ｋＨｚ、約１０．５ｋＨｚ、約１１ｋＨｚ、約１３．５ｋＨｚの７箇所で観測されることが分かった。さらに、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１３．５ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約１０．５ｋＨｚに低下することが分かった。
（実施例７〜９で取得した周波数スペクトルの比較）
基礎との定着が強い試験体（各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側）については、試験体Ｎｏ．１が７〜１２．５ＫＨｚの範囲で、試験体Ｎｏ．２及び３が４〜１３ＫＨｚの範囲で４箇所にピークが現れることが分かった。また、Ｎｏ．３の不具合側の試験体については約４ｋＨｚ〜約１３ｋＨｚの範囲で７箇所にピークが現れることが分かった。
一方、基礎との定着が弱い試験体Ｎｏ．１については、４〜１２．５ＫＨｚの範囲で、３箇所にピークが現われ、試験体Ｎｏ．１の健全側のピーク数４よりも少ないことが分かった。また、基礎との定着が弱い試験体Ｎｏ．２については、４〜１０．５ＫＨｚの範囲で４箇所にピークが現われ、試験体Ｎｏ．１の健全側のピーク数４と同じであることが分かった。
さらに、基礎との定着が弱い試験体（各試験体Ｎｏ．１〜３の不具合側）の最大振幅となる周波数は、基礎との定着が強い試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の最大振幅の周波数よりも低下することが分かった。
実施例７〜９においても実施例１〜６で取得した周波数スペクトルの比較と同様に、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形を参照すれば、基礎との定着が弱い試験体とは、ピークの生じ方や最大ピ−クとなる周波数が異なるので、ブロック塀１の施工正常（○）と、施工不良（×）と劣化有り（△）とを簡単、的確、かつ目視により定性的に迅速に評価できることが分かった。例えば、ピーク数で判別し難い場合には、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１３ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約７ｋＨｚ又は約１０．５ｋＨｚに低下することが分かった。これにより、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形と不具合側の波形との判別が、最大振幅の周波数との比較でも容易にできることが判明した。
基礎との定着が強い試験体（各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側）については、試験体Ｎｏ．１が７〜１２．５ＫＨｚの範囲で、試験体Ｎｏ．２及び３が４〜１３ＫＨｚの範囲で４箇所にピークが現れることが分かった。また、Ｎｏ．３の不具合側の試験体については約４ｋＨｚ〜約１３ｋＨｚの範囲で７箇所にピークが現れることが分かった。
一方、基礎との定着が弱い試験体Ｎｏ．１については、４〜１２．５ＫＨｚの範囲で、３箇所にピークが現われ、試験体Ｎｏ．１の健全側のピーク数４よりも少ないことが分かった。また、基礎との定着が弱い試験体Ｎｏ．２については、４〜１０．５ＫＨｚの範囲で４箇所にピークが現われ、試験体Ｎｏ．１の健全側のピーク数４と同じであることが分かった。
さらに、基礎との定着が弱い試験体（各試験体Ｎｏ．１〜３の不具合側）の最大振幅となる周波数は、基礎との定着が強い試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の最大振幅の周波数よりも低下することが分かった。
実施例７〜９においても実施例１〜６で取得した周波数スペクトルの比較と同様に、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形を参照すれば、基礎との定着が弱い試験体とは、ピークの生じ方や最大ピ−クとなる周波数が異なるので、ブロック塀１の施工正常（○）と、施工不良（×）と劣化有り（△）とを簡単、的確、かつ目視により定性的に迅速に評価できることが分かった。例えば、ピーク数で判別し難い場合には、正常側センサでは、最大振幅の周波数が約１３ｋＨｚであるのに対して、不良側センサで観測される最大振幅の周波数が約７ｋＨｚ又は約１０．５ｋＨｚに低下することが分かった。これにより、各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形と不具合側の波形との判別が、最大振幅の周波数との比較でも容易にできることが判明した。
実施例１〜３と実施例４〜６と実施例７〜９とで異なるのは、ハンマー３により打撃を印加する箇所であり、上記各実施例１〜９で取得した周波数スペクトルの比較は、何れも各試験体Ｎｏ．１〜３の健全側の波形を参照すれば、基礎との定着が弱い試験体とは、ピークの生じ方が異なることが判明した。これにより、ハンマー３により打撃を印加する箇所は、診断には大きな影響を与えないことが分かった。
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。
１ 構造物（ブロック塀）
２ センサ（加速度センサ）
３ 弾性波発生手段（ハンマー）
１０ 診断装置
１１，５３ Ａ／Ｄ変換器
１２ 時間軸波形処理部
１３ 周波数スペクトル処理部
１４ 波形評価部
１４ａ ディスプレイ
１５ 参照部
１７ Ｉ／Ｏ部
１９ データ格納部
４１ 制御部
４２ 記憶部
４２ａ 正常な弾性波の参照周波数スペクトル（参照データＴ０）
４２ｂ 被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１
４３ ディスプレイ
４４ 入力部
４５ 送受信部
５１ 加速度センサ
５２ 増幅器
５４ 通信用のＩ／Ｏ部
２ センサ（加速度センサ）
３ 弾性波発生手段（ハンマー）
１０ 診断装置
１１，５３ Ａ／Ｄ変換器
１２ 時間軸波形処理部
１３ 周波数スペクトル処理部
１４ 波形評価部
１４ａ ディスプレイ
１５ 参照部
１７ Ｉ／Ｏ部
１９ データ格納部
４１ 制御部
４２ 記憶部
４２ａ 正常な弾性波の参照周波数スペクトル（参照データＴ０）
４２ｂ 被検査体１Ａの周波数スペクトル信号Ｔ１
４３ ディスプレイ
４４ 入力部
４５ 送受信部
５１ 加速度センサ
５２ 増幅器
５４ 通信用のＩ／Ｏ部
Claims (7)
- 補強材が部分的に埋め込まれて構成された構造物の診断方法において、
前記構造物にセンサを配置する工程と、
前記構造物又は前記構造物の近傍の基礎に対して振動を加えて弾性波を発生させる弾性波発生処理工程と、
前記センサにより検出された弾性波のアナログ信号をＡ／Ｄ変換して前記弾性波のデジタル信号とする時間軸波形処理工程と、
前記弾性波のデジタル信号をフーリエ変換して前記弾性波の周波数スペクトルを取得する周波数スペクトル処理工程と、
予め取得した基準となる正常な弾性波の参照周波数スペクトルに対して前記弾性波の周波数スペクトルを対比する波形評価処理工程と、
前記波形評価に基づいて前記構造物の施工評価を実行する施工評価処理工程と、
を有する、構造物の診断方法。 - 前記参照周波数スペクトルは、前記構造物と同一又は類似の構造物か若しくは該構造物のサンプル、或いは前記構造物のシミュレーションで取得される、請求項１に記載の構造物の診断方法。
- 前記施工評価処理工程において、前記構造物の弾性波の周波数スペクトルに生じるピーク数と前記正常な弾性波の参照周波数スペクトルに生じるピーク数とを比較して、前記構造物の施工の良否を判定する、請求項１又は２に記載の構造物の診断方法。
- 前記波形評価処理工程において、前記構造物で取得した弾性波の周波数スペクトルに生じるピーク数の抽出を、所定の周波数範囲で行う、請求項１〜３の何れかに記載の構造物の診断方法。
- さらに、前記構造物で取得した弾性波の周波数スペクトルに生じるピーク数の抽出を、該周波数スペクトルの所定の振幅範囲で行う、請求項４に記載の構造物の診断方法。
- 前記補強材は鉄筋である、請求項１〜５の何れかに記載の構造物の診断方法。
- 前記センサが加速度センサである、請求項１〜６の何れかに記載の構造物の診断方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019206465A JP2021081212A (ja) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 構造物の診断方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2019206465A JP2021081212A (ja) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 構造物の診断方法 |
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019206465A Pending JP2021081212A (ja) | 2019-11-14 | 2019-11-14 | 構造物の診断方法 |
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| Country | Link |
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005189227A (ja) * | 2003-05-13 | 2005-07-14 | Sekisui Chem Co Ltd | 埋設管の検査方法 |
| JP2019056683A (ja) * | 2017-03-27 | 2019-04-11 | 株式会社アミック | コンクリート構造物の診断方法及びその診断装置 |
-
2019
- 2019-11-14 JP JP2019206465A patent/JP2021081212A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005189227A (ja) * | 2003-05-13 | 2005-07-14 | Sekisui Chem Co Ltd | 埋設管の検査方法 |
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