(57)【要約】【課題】建築物における損傷の検出を簡易に行うことができる損傷検出方法、損傷検出装置、及び損傷検出プログラムを提供する。【解決手段】損傷検出装置ＤＶでは、測定部３は、建築物Ｋにおける複数の梁ＨＲ１〜ＨＲ８に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷Ｓに起因して断線可能な導体配線に直列接続された複数のインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８の合成インピーダンス値を測定し、検出部４は、前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷Ｓが発生した梁を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能な導体配線に直列接続された複数のインピーダンス素子の合成インピーダンス値を測定する測定部と、
前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出する検出部と、を含む損傷検出装置。
【請求項２】
前記導体配線の一部は、前記複数の梁の端部に配置されており、かつ、前記導体配線の他部より破断応力が小さい断線素子である請求項１に記載の損傷検出装置。
【請求項３】
前記複数のインピーダンス素子の各々は、 抵抗素子である、請求項１に記載の損傷検出装置。
【請求項４】
前記導体配線に、前記損傷が発生したことを警報する警報部が接続されている、請求項１に記載の損傷検出装置。
【請求項５】
建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能であり、かつ、インピーダンス値を有する電気的部材の合成インピーダンス値を測定する測定部と、
前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出する検出部と、を含む損傷検出装置。
【請求項６】
建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能な導体配線に直列接続された複数のインピーダンス素子の合成インピーダンス値を測定する測定工程と、
前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出する検出工程と、を含む損傷検出方法。
【請求項７】
建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能であり、かつ、インピーダンス値を有する電気的部材の合成インピーダンス値を測定する測定工程と、
前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出する検出工程と、を含む損傷検出方法。
【請求項８】
コンピュータに、
建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能な導体配線に直列接続された複数のインピーダンス素子の合成インピーダンス値を測定する測定工程と、
前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出する検出工程と、を実行させるための損傷検出プログラム。
【請求項９】
コンピュータに、
建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能であり、かつ、インピーダンス値を有する電気的部材の合成インピーダンス値を測定する測定工程と、
前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出する検出工程と、を実行させるための損傷検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、損傷検出装置、損傷検出方法、及び損傷検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
構造物での損傷を検出すべく、以下の特許文献１から特許文献３までに記載の発明は、以下の構成を有する。特許文献１に記載の検査方法は、光ファイバースコープまたは超小型ＣＣＤカメラを用いる。特許文献２に記載の探知方法は、複数の抵抗を有するブリッジ回路、並びに、当該ブリッジ回路内での線路の導通及び遮断を制御するための複数のスイッチを用いる。特許文献３に記載の判定装置は、判定すべき箇所毎に１台のテスターを用い、換言すれば、判定すべき複数の箇所について複数台のテスターを用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−０２９４１３号公報
【特許文献２】特開２００３−３０７４０３号公報
【特許文献３】特開２００４−２５８０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記した検査方法（特許文献１）は、上記した光ファイバースコープまたは超小型ＣＣＤカメラを、検査しようとする箇所へ移動させることをその都度行う必要があることから、複数の箇所での損傷を効率的に検査することができなかった。また、上記した探知方法（特許文献２）及び判定装置（特許文献３）は、複数のスイッチまたは複数のテスターを必要とすることから、探知方法及び判定装置のコストを低廉に抑えることができなかった。
【０００５】
本発明の目的は、建築物における損傷の検出を簡易に行うことができる損傷検出装置、損傷検出方法、及び損傷検出プログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した課題を解決すべく、本発明に係る損傷検出装置、損傷検出方法、及び、損傷検出プログラム（請求項１、請求項６、及び請求項８）は、建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能な導体配線に直列接続された複数のインピーダンス素子の合成インピーダンス値を測定することと、前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出することと、を含む。
【０００７】
本発明に係る損傷検出装置（請求項２）では、前記導体配線の一部は、前記複数の梁の端部に配置されており、かつ、前記導体配線の他部より破断応力 が小さい断線素子である。
【０００８】
本発明に係る損傷検出装置（請求項３）では、前記複数のインピーダンス素子の各々は、 抵抗素子である。
【０００９】
本発明に係る損傷検出装置（請求項４）では、前記導体配線に、前記損傷が発生したことを警報する警報部が接続されている。
【００１０】
本発明に係る他の損傷検出装置、損傷検出方法、及び、損傷検出プログラム（請求項５、請求項７、及び請求項９）は、建築物における複数の梁に各々配置され、前記複数の梁のうちの少なくとも一つの損傷に起因して断線可能であり、かつ、インピーダンス値を有する電気的部材の合成インピーダンス値を測定することと、前記測定された合成インピーダンス値に基づき、前記損傷が発生した梁を検出することとを含む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る損傷検出装置、損傷検出方法、及び、損傷検出プログラム（請求項１、請求項６、及び請求項８）によれば、測定された合成インピーダンス値に基づくことから、損傷が発生した梁の検出を簡易に行うことが可能となる。
【００１２】
本発明に係る損傷検出装置（請求項２）によれば、導体配線の一部が、梁における、一般的に大きい曲げモーメントが発生する端部に配置されており、かつ、導体配線の他部より破断応力が小さい断線素子であることから、建築物の損傷をより確実に検出することができる。
【００１３】
本発明に係る損傷検出装置（請求項３）によれば、抵抗素子は、インピーダンス素子の中で一般的に安価であることから、コストを抑えることができる。
【００１４】
本発明に係る損傷検出装置（請求項４）によれば、例えば、館内放送設備等を備えることなく、損傷が発生した事実を迅速に通知することができる。
【００１５】
本発明に係る他の損傷検出装置、損傷検出方法、及び、損傷検出プログラム（請求項５、請求項７、及び請求項９）によれば、上述した本発明に係る他の損傷検出装置、損傷検出方法、及び、損傷検出プログラム（請求項５、請求項７、及び請求項９）と同様に、測定された合成インピーダンス値に基づくことから、損傷が発生した梁の検出を簡易に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施形態の損傷検出装置に係る建築物、インピーダンス素子、断線素子、及び接続配線を示す。
【図２】実施形態の断線素子の取り付けを示す。
【図３】実施形態のインピーダンス素子の接続関係を示す。
【図４】実施形態の損傷を検出する原理を示す。
【図５】実施形態の損傷検出装置の配置及び機能的構成を示す。
【図６】実施形態の損傷検出装置の構成（ハードウェア）を示す。
【図７】実施形態の参照テーブルを示す。
【図８】実施形態の損傷検出装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】変形例の損傷検出装置を示す。
【図１０】変形例のインピーダンス素子の配置を示す。
【図１１】変型例の建築物、導電塗料部材、及び接続配線を示す。
【図１２】変形例の導電塗料部材の取り付けを示す。
【図１３】変形例の導電塗料部材の接続関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
〈実施形態〉
以下、本発明に係る損傷検出装置の実施形態について説明する。
【００１８】
〈実施形態の構成〉
図１は、実施形態の損傷検出装置に係る建築物、インピーダンス素子、断線素子、及び接続配線を示す。
【００１９】
実施形態の損傷検出装置ＤＶ（図５に図示。）は、図１に示されるように、例えば、二階建てのビル（例えば、鉄筋コンクリート構造）及び二階建ての一般住宅（例えば、木造）等の建築物Ｋにおける、亀裂、破断、ひび割れ等の損傷Ｓ（図４に図示。）を検出する。建築物Ｋは、図１に示されるように、１階に梁ＨＲ１〜ＨＲ４を有し、また、２階に梁ＨＲ５〜ＨＲ８を有する。より詳しくは、例えば、梁ＨＲ１は、１階において、柱ＨＳ１の上端と、柱ＨＳ４の上端とに亘って架けられており、また、梁ＨＲ５は、２階において、柱ＨＳ５の上端と、柱ＨＳ８の上端とに亘って架けられている。
【００２０】
図１で、地面（建築物Ｋの底面）に対する垂直方向の「実線」は、「柱」及び「接続配線」が存在することを表し、他方で、地面に対する垂直方向の「点線」は、「柱」のみが存在することを示す。
【００２１】
実施形態の損傷検出装置ＤＶは、上記した検出を行うべく、８個のインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８と、１６個の断線素子Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、．．．、Ｄ８ａ、Ｄ８ｂと、接続配線Ｈとを用いる。ここで、「断線素子」及び「接続配線」は、『導体配線』に対応し、換言すれば、「断線素子」は、『導体配線』の一部である。
【００２２】
８個のインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８は、それぞれ、梁ＨＲ１〜ＨＲ８に対応して配置されており、より詳しくは、インピーダンス素子Ｒ１は、梁ＨＲ１に配置されており、インピーダンス素子Ｒ８は、梁ＨＲ８に配置されている。インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８は、例えば、抵抗素子（抵抗器）であり、それぞれ、抵抗値ｒ１〜ｒ８（図示無し。）を有する。抵抗値ｒ１〜ｒ８は、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８が配置される梁ＨＲ１〜ＨＲ８毎に相違し、かつ、固定された値である。
【００２３】
断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂは、上記した損傷Ｓの発生に起因して断線する構造を有し、例えば、メッキ塗料の撚り線及び炭素繊維の撚り線である。
【００２４】
断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂは、図１に模式的に示されるように、それぞれ、梁ＨＲ１〜ＨＲ８の表面に取り付けられている。例えば、断線素子Ｄ１ａ、Ｄ１ｂは、梁ＨＲ１の表面に取り付けられており、他の断線素子Ｄ２ａ〜Ｄ８ｂも、それぞれ、断線素子Ｄ１ａ、Ｄ１ｂと梁ＨＲ１との関係と同様に、梁ＨＲ２〜ＨＲ８の表面に取り付けられている。
【００２５】
〈断線素子の取り付け〉
図２は、実施形態の断線素子の取り付けを示す。
【００２６】
例えば、梁ＨＲ１の表面に取り付けられるべき断線素子Ｄ１ａ、Ｄ１ｂについては、断線素子Ｄ１ａは、図２に示されるように、梁ＨＲ１の一方の端部に、即ち、梁ＨＲ１の表面における、柱ＨＳ１の近傍に取り付けられている。また、断線素子Ｄ１ｂは、梁ＨＲ１の他方の端部に、即ち、梁ＨＲ１の表面における、柱ＨＳ４の近傍に取り付けられている。
【００２７】
ここで、断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂを、柱ＨＳ１〜ＨＳ８ではなく、梁ＨＲ１〜ＨＲ８に取り付ける理由は、柱ＨＳ１〜ＨＳ８の表面上での亀裂Ｓよりも梁ＨＲ１〜ＨＲ８の表面上の亀裂Ｓを優先的に検出することが、建築物Ｋの強度を保証する（例えば、全体崩壊を層崩壊より優先する）観点から、望ましいためである。また、断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂを、梁ＨＲ１〜ＨＲ８での任意の箇所ではなく、梁ＨＲ１〜ＨＲ８での端部に取り付ける理由は、梁ＨＲ１〜ＨＲ８の端部は、一般的に、建築物Ｋの構造上、梁ＨＲ１〜ＨＲ８での端部以外の部分と比較して、より大きい曲げモーメントが発生し得るためである。
【００２８】
断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂは、さらに、それらの破断応力が、接続配線Ｈの破断応力より小さい。換言すれば、断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂは、接続配線Ｈに比して、断線し易い性質を有する。
【００２９】
図１に戻り、接続配線Ｈは、上記した８個のインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８、及び、１６個の断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂを相互に接続するために引き回されている。接続配線Ｈは、前記した接続をするための配線の全体を総称する。接続配線Ｈは、例えば、銅線からなる。接続配線Ｈは、例えば、梁ＨＲ１について、断線素子Ｄ１ａ、インピーダンス素子Ｒ１、及び断線素子Ｄ１ｂを直列接続すべく、断線素子Ｄ１ａの一端とインピーダンス素子Ｒ１の一端とを結線し、かつ、インピーダンス素子Ｒ１の他端と断線素子Ｄ１ｂの一端とを結線する。接続配線Ｈは、他の梁ＨＲ２〜ＨＲ８についても、断線素子Ｄ２ａ〜Ｄ８ａ、インピーダンス素子Ｒ２〜Ｒ８、及び断線素子Ｄ２ｂ〜Ｄ８ｂを直列接続すべく、梁ＨＲ１についての断線素子Ｄ１ａ、インピーダンス素子Ｒ１、及び断線素子Ｄ１ｂ間の結線と同様に、断線素子Ｄ２ａ〜Ｄ８ａ、インピーダンス素子Ｒ２〜Ｒ８、及び断線素子Ｄ２ｂ〜Ｄ８ｂを相互に結線する。
【００３０】
接続配線Ｈは、また、梁ＨＲ１〜ＨＲ８に跨って引き回されている。接続配線Ｈは、例えば、梁ＨＲ１及び梁ＨＲ２に跨って引き回されており、これにより、インピーダンス素子Ｒ１及びインピーダンス素子Ｒ２が、電気的に相互に接続されている。同様に、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８間での他の組み合わせも、相互に接続されている。
【００３１】
接続配線Ｈは、さらに、柱ＨＳ５〜ＨＳ８に沿って引き回されている。接続配線Ｈは、例えば、柱ＨＳ５に沿って引き回されており、これにより、インピーダンス素子Ｒ１、インピーダンス素子Ｒ２、インピーダンス素子Ｒ５、及びインピーダンス素子Ｒ６が、電気的に相互に接続されている。同様に、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８間の他の組み合わせも、相互に接続されている。
【００３２】
〈インピーダンス素子の接続関係〉
図３は、実施形態のインピーダンス素子の接続関係を示す。
【００３３】
インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８は、上記したように、接続配線Ｈの引き回し（（１）断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ａ、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８、及び断線素子Ｄ１ｂ〜Ｄ８ｂ間での直列接続のための引き回し、（２）梁ＨＲ１〜ＨＲ８間に跨る引き回し、並びに、（３）柱ＨＳ５〜ＨＳ８に沿った引き回し）により、相互に接続されている。これにより、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８は、図３に示される態様で結線されている回路系Ｃを構成する。具体的には、インピーダンス素子Ｒ１、Ｒ５が、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ１を構成している。インピーダンス素子Ｒ２、Ｒ６が、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ２を構成している。インピーダンス素子Ｒ３、Ｒ７が、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ３を構成している。インピーダンス素子Ｒ４、Ｒ８が、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ４を構成している。
【００３４】
また、インピーダンス素子ユニットＵ１、インピーダンス素子ユニットＵ２、及びインピーダンス素子ユニットＵ３は、相互に直列接続されており、他方で、３つのインピーダンス素子ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と、１つのインピーダンス素子ユニットＵ４とが、相互に並列接続されている。上記した構成を有する回路系Ｃの合成コンダクタンスＳｓｕｍは、以下の式（１）により表される。
【００３５】
Ｓｓｕｍ＝｛（Ｓ１＋Ｓ５）−１＋（Ｓ２＋Ｓ６）−１＋（Ｓ３＋Ｓ７）−１｝−１＋（Ｓ４＋Ｓ８）        ・・・（式１）
【００３６】
ここで、Ｓ１〜Ｓ８は、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８のコンダクタンスを示す。また、合成コンダクタンスは、損傷Ｓが発生した箇所を検出する手段としては、『合成インピーダンス』と実質的に同一である。
【００３７】
〈損傷の検出原理〉
図４は、実施形態の損傷を検出する原理を示す。
【００３８】
実施形態の損傷検出装置では、図４に示されるように、例えば、梁ＨＲ１で損傷Ｓが発生すると、損傷Ｓの発生に起因して、梁ＨＲ１の端部に、より正確には、例えば、梁ＨＲ１における、柱ＨＳ４の近傍に取り付けられた断線素子Ｄ１ｂが断線する。これにより、インピーダンス素子Ｒ１の抵抗値ｒ１が無限大（∞）になることから、即ち、インピーダンス素子Ｒ１のコンダクタンスが、０になる。その結果、式（１）に示される合成コンダクタンスＳｓｕｍが変化する。換言すれば、抵抗値ｒ１〜ｒ８を予め適切な値に設定しておくことにより、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が、１６個の断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂの全てが断線していないときの合成コンダクタンスである基準合成コンダクタンスＳｓｕｍ（ｒｅｆ）と相違するとき、その相違の程度に基づき、８個のインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８のいずれで、即ち、梁ＨＲ１〜ＨＲ８のいずれで、損傷Ｓが発生したかを判断することができる。
【００３９】
〈損傷検出装置の配置及び構成〉
図５は、実施形態の損傷検出装置の配置及び機能的構成を示す。また、図６は、実施形態の損傷検出装置の構成（ハードウェア）を示す。
【００４０】
実施形態の損傷検出装置ＤＶは、図５に示されるように、回路系Ｃにおける、インピーダンス素子Ｒ４、Ｒ８を含むインピーダンス素子ユニットＵ４（図３に図示。）の一方の端子と他方の端子との間に接続されている。回路系Ｃには、上記したと同様の接続配線Ｈを介して、電源ＰＳが直列接続されている。さらに、電源ＰＳには、電圧計ＶＭが並列接続されており、かつ、電流計ＡＭが直列接続されている。電源ＰＳとしては、交流電源（図５に図示。）に代えて、直流電源（図示無し。）を用いることも可能である。
【００４１】
損傷検出装置ＤＶは、図５に示されるように、制御部１と、記憶部２と、測定部３と、検出部４と、表示部５と、を含む。
【００４２】
制御部１は、損傷検出装置ＤＶの動作の監視及び制御を行う。制御部１は、例えば、記憶部２に記憶されたプログラムＰＲに基づき、測定部３による測定（詳細を後述。）、及び、検出部４による検出（詳細を後述。）を実行させる。
【００４３】
記憶部２は、（１）上記した基準合成コンダクタンスＳｓｕｍ（ｒｅｆ）、（２）損傷Ｓが発生したインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８と、そのときの合成コンダクタンスＳｓｕｍとの対応関係を示す参照テーブルＬＴ、（３）制御部１が実行すべき上記プログラムＰＲを予め記憶している。記憶部２は、さらに、制御部１、測定部３、検出部４、及び表示部５が各動作を行うためのデータ等を恒久的にまたは一時的に記憶する。
【００４４】
図７は、実施形態の参照テーブルを示す。
【００４５】
参照テーブルＬＴは、図７に示されるように、損傷Ｓが発生した梁ＨＲ１〜ＨＲ８に対応するインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８及びそれらの組み合わせと、そのときの合成コンダクタンス（Ｓ）との関係を示す。参照テーブルＬＴは、例えば、１つの損傷Ｓが梁ＨＲ１に発生し、断線素子Ｄ１ｂが断線し、インピーダンス素子Ｒ１のコンダクタンスが０になったとき、回路系Ｃの合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が〇〇〇Ｓ（ジーメンス）であることを示す。また、参照テーブルＬＴは、２つの損傷Ｓが発生した場合に、より詳しくは、一方の損傷Ｓが梁ＨＲ１に発生し、かつ、他方の損傷Ｓが梁ＨＲ２に発生した場合に、インピーダンス素子Ｒ１、Ｒ２のコンダクタンスが０になったとき、回路系Ｃの合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が、●●●Ｓであることを示す。
【００４６】
換言すれば、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が、〇〇〇Ｓであるとき、損傷Ｓが、インピーダンス素子Ｒ１に対応する梁ＨＲ１で発生したという事実を検出することができる。同様に、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が、●●●Ｓであるとき、損傷Ｓが、インピーダンス素子Ｒ１、Ｒ２に対応する梁ＨＲ１、ＨＲ２で発生したという事実を検出することができる。
【００４７】
図５に戻り、測定部３は、回路系Ｃの合成コンダクタンスＳｓｕｍを測定すべく、上記した電圧計ＶＭまたは電流計ＡＭに接続されている。測定部３は、上記した電源ＰＳが、定電圧電源であるときには、電流計ＡＭを用いて、回路系Ｃに流れる電流Ｉ（図示無し。）を測定することにより、電源ＰＳの固定電圧Ｖｐｓ（図示無し。）と、測定された電流Ｉとから、合成コンダクタンスＳｓｕｍを算出する。他方で、上記した電源ＰＳが、定電流電源であるときには、電圧計ＶＭを用いて、回路系Ｃに生起される電圧Ｖ（図示無し。）を測定することにより、電源ＰＳの固定電流Ｉｐｓ（図示無し。）と、測定された電圧Ｖとから、合成コンダクタンスＳｓｕｍを算出する。
【００４８】
検出部４は、測定部３により測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍが、記憶部２に記憶されている基準合成コンダクタンスＳｓｕｍ（ｒｅｆ）と一致するか否かを判断する。検出部４は、一致しないとき、測定部３により測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍの大きさに基づき、損傷Ｓが、梁ＨＲ１〜ＨＲ８のいずれで発生したかを検出する。
【００４９】
表示部５は、検出部４による検出の結果を示し、例えば、検出部４が、損傷Ｓが梁ＨＲ１で発生したと判断するとき、その旨を表示する。
【００５０】
損傷検出装置ＤＶは、構成（ハードウェア）の観点からは、図６に示されるように、入力部１１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２と、出力部１３と、記憶媒体１４と、メモリ１５と、を含む。入力部１１は、例えば、キーボード、マウスから構成される。ＣＰＵ１２は、例えば、ソフトウェアに従ってハードウェアを動作させる、よく知られたコンピュータの中核である。出力部１３は、例えば、液晶モニター、プリンタから構成される。記憶媒体１４は、図５に図示された記憶部２と同様に、基準合成コンダクタンスＳｓｕｍ（ｒｅｆ）、参照テーブルＬＴ、及び、プログラムＰＲを記憶している。記憶媒体１４は、当該記憶を行うべく、例えば、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ：Hard Disk Drive）、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ：Solid State Drive）、ＲＯＭ（Read Only Memory）から構成される。メモリ１５は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）から構成される。
【００５１】
損傷検出装置ＤＶにおける、ハードウェアの構成と機能的構成との関係については、ハードウェア上で、ＣＰＵ１２が、記憶媒体１４に記憶されたプログラムＰＲを、メモリ１５を用いつつ実行すると共に、必要に応じて、入力部１１及び出力部１３の動作を制御することにより、制御部１、測定部３、検出部４、表示部５の機能が実現される。
【００５２】
〈実施形態の動作〉
実施形態の損傷検出装置の動作について説明する。
【００５３】
図８は、実施形態の損傷検出装置の動作を示すフローチャートである。以下、実施形態の損傷検出装置の動作について、図８を参照しつつ説明する。以下の説明では、電源ＰＳが、固定電圧Ｖｐｓを有する定電圧電源であり、かつ、電流計ＡＭを用いることを想定する。
【００５４】
ステップＳ１で、制御部１は、電源ＰＳに、回路系Ｃに固定電圧Ｖｐｓを印加するよう指示する。これにより、電源ＰＳは、回路系Ｃに固定電圧Ｖｐｓを印加する。
【００５５】
ステップＳ２で、測定部３は、電流計ＡＭにより測定された、回路系Ｃに流れる電流Ｉを取得する。測定部３は、オームの法則に基づき、電源ＰＳの固定電圧Ｖｐｓ、及び、電流計ＡＭにより測定された電流Ｉから、回路系Ｃの合成コンダクタンスＳｓｕｍを算出し、即ち、測定する。
【００５６】
ステップＳ３で、ステップＳ２で合成コンダクタンスＳｓｕｍが測定された後、検出部４は、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍと、記憶部２に記憶されている基準合成コンダクタンスＳｓｕｍ（ｒｅｆ）とが一致するか否かを判断する。
【００５７】
検出部４は、一致すると判断するときには（ステップ３でＹのとき）、すなわち、損傷Ｓが何ら発生していないと判断するときは、ステップＳ５へ移行する。
【００５８】
他方で、検出部４は、一致しないと判断するとき（ステップ３でＮのとき）、すなわち、損傷Ｓが発生していると判断するときは、ステップＳ４へ移行する。
【００５９】
ステップＳ４で、検出部４は、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍに基づき、記憶部２に記憶されている参照テーブルＬＴ（図７に図示。）を参照することにより、損傷Ｓが梁ＨＲ１〜ＨＲ８のうちのいずれで発生したかを検出する。ここで、図７を参照すると、検出部４は、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が、例えば、■■■Ｓであるとき、損傷Ｓが、インピーダンス素子Ｒ１、Ｒ４に対応する梁ＨＲ１、ＨＲ４で発生したと判断する。同様に、検出部４は、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が、×××Ｓであるとき、損傷Ｓが、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８の全てに対応する梁ＨＲ１〜Ｈ８の全てで発生したと判断する。
【００６０】
ここで、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍが、参照テーブルＬＴ中のいずれかの合成コンダクタンスＳｓｕｍと完全に一致することを要しない。すなわち、参照テーブルＬＴ中の複数の合成コンダクタンスＳｓｕｍのうち、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍに最も近いものが、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍに実質的に一致すると位置付けられる。
【００６１】
図８に戻り、ステップＳ５で、表示部５は、ステップＳ３での検出部４の結果に応じて、例えば、「損傷Ｓは、発生していない。」、「損傷Ｓが、梁ＨＲ１で発生した。」等の旨を表示する。
【００６２】
〈実施形態の効果〉
実施形態の損傷検出装置ＤＶでは、上記したように、測定部３が、建築物Ｋにおける損傷Ｓが発生する可能性がある梁ＨＲ１〜ＨＲ８の表面に取り付けられた断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂに直列接続されたインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８の合成コンダクタンスＳｓｕｍを測定する。さらに、検出部４が、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍが、記憶部２に記憶されている基準合成コンダクタンスＳｓｕｍ（ｒｅｆ）と一致しないとき、測定された合成コンダクタンスＳｓｕｍに基づき、参照テーブルＬＴを参照することにより、損傷Ｓが梁ＨＲ１〜ＨＲ８のいずれで発生したかを検出する。これにより、合成コンダクタンスＳｓｕｍの値が、基準合成コンダクタンスＳｓｕｍ（ｒｅｆ）と相違するとき、合成コンダクタンスＳｓｕｍ自体の大きさから、損傷Ｓが、梁ＨＲ１〜ＨＲ８のうちのいずれの箇所で発生したかを検出するこができる。
【００６３】
実施形態の損傷検出装置ＤＶは、損傷Ｓを検出すべく、基本的には、断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂ、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８、電源ＰＳ、及び、電流計ＡＭを用いれば足りることから、損傷Ｓの検出を簡易かつ安価に行うことができる。また、実施形態の損傷検出装置ＤＶは、梁ＨＲ１〜ＨＲ８に損傷Ｓが発生しているか否かの検出を一斉に（同時に）行うことから、損傷Ｓの検出を効率的に行うことができる。
【００６４】
実施形態の損傷検出装置ＤＶでは、また、断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂが、梁ＨＲ１〜ＨＲ８における、他の部分（端部以外の部分）と比して大きい曲げモーメントが発生し得る端部に取り付けられており、かつ、断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂの破断応力が、接続配線Ｈの破断応力より小さいことから、断線素子Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂは、梁ＨＲ１〜ＨＲ８の端部以外の部分に取り付けられる場合、又は、接続配線Ｈの破断応力と等しい若しくはより大きい破断応力を有する場合に比して、梁ＨＲ１〜ＨＲ８上での損傷Ｓをより高い精度で検出することができる。
【００６５】
実施形態の損傷検出装置ＤＶでは、さらに、インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８として、抵抗素子を用い、抵抗素子は、一般的に、他の電気素子（受動素子）に比して安価であることから、コストを抑えつつ、損傷の検出を行うことが可能となる。
【００６６】
〈インピーダンス素子の代替〉
インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８として、抵抗素子に代えて、例えば、コイル（インダクタンス）、コンデンサ（キャパシタンス）を用いることも可能である。
【００６７】
〈インピーダンス素子の個数〉
インピーダンス素子の個数については、図１に示された８個のインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８の全て（８個）を用いることに代えて、例えば、８個のインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８のうちの２個、３個だけ用いても良い。
【００６８】
〈インピーダンス素子の抵抗値〉
インピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８の抵抗値ｒ１〜ｒ８は、単に相互に相違するだけでなく、さらに、梁ＨＲ１〜ＨＲ８の重要度が大きいほど、より大きい値を有することが、合成コンダクタンスＳｓｕｍに基づく損傷Ｓの検出の精度をより高める観点からは、望ましい。例えば、仮に、梁ＨＲ１の重要度が、梁ＨＲ５の重要度より大きいならば、インピーダンス素子Ｒ１の抵抗値ｒ１を、インピーダンス素子Ｒ５の抵抗値ｒ５よりも大きくし、可能であれば、極めて大きくすることが、望ましい。これにより、梁ＨＲ１上での損傷Ｓに起因して、インピーダンス素子Ｒ１に対応する断線素子Ｄ１ａ、Ｄ１ｂのいずれかが断線したときの合成コンダクタンスＳｓｕｍは、梁ＨＲ５上での損傷Ｓに起因して、インピーダンス素子Ｒ５に対応する断線素子Ｄ５ａ、Ｄ５ｂのいずれかが断線したときの合成コンダクタンスＳｓｕｍの値から大きく乖離した値、または、極めて大きく乖離した値になる。その結果として、検出部４が、前記した二つの合成コンダクタンスＳｓｕｍを峻別することができず、実際には梁ＨＲ１で損傷Ｓが発生しているにも拘わらず、梁ＨＲ５で損傷Ｓが発生していると誤った判断をするという事態を回避することが可能となる。
【００６９】
〈変形例１〉
図９は、変形例の損傷検出装置を示す。
【００７０】
変形例の損傷検出装置ＤＶは、図５に示される構成に加えて、図９に示される警報部Ｗを含む。警報部Ｗは、発光すべく、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）及び充電池を有する（共に図示無し。）。警報部Ｗは、図９に示されるように、例えば、梁ＨＲ１の近傍に設けられており、かつ、梁ＨＲ１における、インピーダンス素子Ｒ１と断線素子Ｄ１ｂとを接続する接続配線Ｈに接続されている。より正確には、接続配線Ｈを介して、断線素子Ｄ１ａと、インピーダンス素子Ｒ１と、警報部Ｗと、断線素子Ｄ１ｂとが、直列接続されている。
【００７１】
警報部Ｗは、梁ＨＲ１に沿って引き回されている接続配線Ｈに電流が流れている間では、消光しており、詳しくは、充電池により充電されている。他方で、警報部Ｗは、前記接続配線Ｈに電流が流れなくなると、発光する。
【００７２】
より詳細には、例えば、梁ＨＲ１に損傷Ｓが何ら発生していない間では、梁ＨＲ１に沿って引き回されている接続配線Ｈに電流が流れ続けることから、警報部Ｗは、発光しない。他方で、もし、梁ＨＲ１における、柱ＨＳ４の近傍で損傷Ｓが発生すると、断線素子Ｄ１ｂが断線することから（図４に図示。）、梁ＨＲ１に沿って引き回されている接続配線Ｈに電流が流れなくなる。これにより、警報部Ｗは、消光から発光へ切り替わり、以後、発光し続ける。
【００７３】
変形例の損傷検出装置は、上記したように、梁ＨＲ１の近傍に警報部Ｗを更に有することから、梁ＨＲ１で損傷Ｓが発生した事実を迅速に通知することができる。特に、極めて多数の居住者及び入居者が存在し、かつ、膨大な数の梁が存在する高層の建築物（例えば、高層マンション、高層ビル）で、梁ＨＲ１に損傷Ｓが発生したときであっても、例えば、マンション及びビルの管理者及び警備員が、マンション及びビルの居住者及び入居者の全員に向けて、館内放送設備等を備えることなく、より具体的には、館内放送設備等を用いた館内放送等により警告、避難等を注意喚起、誘導等することなく、梁ＨＲ１が存在する位置に近隣する場所に居住しまたは入居している者に、梁ＨＲ１での損傷Ｓの発生を迅速に周知することが可能となる。
【００７４】
警報部Ｗは、上記した梁ＨＲ１の近傍に配置することに加えて、他の梁ＨＲ２〜ＨＲ８の近傍にも配置することが望ましい。
【００７５】
〈変形例２〉
図１０は、変形例のインピーダンス素子の配置を示す。
【００７６】
建築物Ｋの構造との関係では、図１に示された、建築物Ｋにおける垂直方向に隣接する二部屋の梁に配置されたインピーダンス素子Ｒ１〜Ｒ８のうちの２個以上を用いることに代えて、図１０（Ａ）に示されるように、建築物Ｋ１０における水平方向に隣接する二部屋の梁に配置されたインピーダンス素子Ｒ１０〜Ｒ１６のうちの２個以上を用いても良い。また、図１０（Ｂ）に示されるように、建築物Ｋ２０における一部屋の梁に配置されたインピーダンス素子Ｒ２０〜Ｒ２３のうちの２個以上を用いても良い。さらに、図１０（Ｃ）に示されるように、建築物Ｋ３０における、垂直方向、水平方向、及び斜め方向に隣接する複数の部屋の梁に配置されたインピーダンス素子Ｒ３０〜Ｒ４３のうちの２個以上を用いても良い。他方で、図１０（Ｃ）の図示とは対照的に、何ら隣接しない複数の部屋の梁に配置された複数のインピーダンス素子（図示無し。）のうちの２個以上を用いても良い。
【００７７】
上記実施の形態では、損傷検出プログラムＰＲが記憶部２に予めインストールされている場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、プログラムＰＲが、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）等の記憶媒体に格納されて提供される形態、又はネットワークを介して提供される形態としてもよい。
【００７８】
〈変形例３〉
図１１は、変型例の建築物、導電塗料部材、及び接続配線を示す。
【００７９】
〈変形例３の構成〉
変形例では、インピーダンス素子、断線素子、及び接続配線を含む上述した実施形態（図１に図示。）と相異して、導電塗料部材、及び接続配線を含む。ここで、「導電塗料部材」とは、導電塗料の塗布の後に、凝固により形成された部材をいう。「導電塗料部材」は、『電気的部材』の一例である。
【００８０】
変形例では、損傷Ｓ（図４に図示。）を検出すべく、具体的には、図１１に示されるように、１６個の導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂと、接続配線Ｈとを用いる。
【００８１】
１６個の導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂは、図１１に模式的に示されるように、それぞれ、梁ＨＲ１〜ＨＲ８の表面に取り付けられている。例えば、導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂは、梁ＨＲ１の表面に取り付けられており、他の導電塗料部材ＤＴ２ａ〜ＤＴ８ｂも、それぞれ、導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂと梁ＨＲ１との関係と同様に、梁ＨＲ２〜ＨＲ８の表面に取り付けられている。
【００８２】
導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂは、例えば、抵抗値ｒ１ａ、ｒ１ｂ、．．．、ｒ８ａ、ｒ８ｂ（図示無し。）を有する。より具体的には、導電塗料部材ＤＴ１ａは、抵抗値ｒ１ａを有し、導電塗料部材ＤＴ１ｂは、抵抗値ｒ１ｂを有し、．．．、導電塗料部材ＤＴ８ａは、抵抗値ｒ８ａを有し、導電塗料部材ＤＴ８ｂは、抵抗値ｒ８ｂを有する。抵抗値ｒ１ａと抵抗値ｒ１ｂとの合成抵抗値（直列接続の合成抵抗値。以下、同じ。）、、．．．、抵抗値ｒ８ａと抵抗値ｒ８ｂとの合成抵抗値は、導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂが配置される梁ＨＲ１〜ＨＲ８毎に相違し、かつ、固定された値である。より詳しくは、例えば、梁ＨＲ１の導電塗料部材ＤＴ１ａの抵抗値ｒ１ａと導電塗料部材ＤＴ１ｂの抵抗値ｒ１ｂとの合成抵抗値は、梁ＨＲ２の導電塗料部材ＤＴ２ａの抵抗値ｒ２ａと導電塗料部材ＤＴ２ｂの抵抗値ｒ２ｂとの合成抵抗値と相異する。
【００８３】
導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂは、また、梁ＨＲ１〜ＨＲ８のうちのいずれかの梁で損傷Ｓの発生に起因して断線可能である。例えば、導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂは、梁ＨＲ１での損傷Ｓが発生することに起因して断線可能である。
【００８４】
〈導電塗料部材の取り付け〉
図１２は、変形例の導電塗料部材の取り付けを示す。
【００８５】
例えば、梁ＨＲ１の表面に取り付けられるべき導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂについては、導電塗料部材ＤＴ１ａは、図１２に示されるように、実施形態の断線素子Ｄ１ａ（図２に図示。）と同様に、梁ＨＲ１の一方の端部に、即ち、梁ＨＲ１の表面における、柱ＨＳ１の近傍に取り付けられている。また、導電塗料部材ＤＴ１ｂは、図１２に示されるように、断線素子Ｄ１ｂ（図２に図示。）と同様に、梁ＨＲ１の他方の端部に、即ち、梁ＨＲ１の表面における、柱ＨＳ４の近傍に取り付けられている。
【００８６】
導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂは、さらに、それらの破断応力が、実施形態の断線素子Ｄ１ａ、Ｄ１ｂ、．．．、Ｄ８ａ、Ｄ８ｂと同様に、接続配線Ｈの破断応力より小さい。換言すれば、導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂは、接続配線Ｈに比して、断線し易い性質を有する。
【００８７】
図１１に戻り、接続配線Ｈは、実施形態と同様に、上記した１６個の導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂを相互に接続するために引き回されている。
【００８８】
接続配線Ｈは、また、実施形態と同様に、柱ＨＳ５〜ＨＳ８に沿って引き回されている。
【００８９】
〈導電塗料部材の接続関係〉
図１３は、変形例の導電塗料部材の接続関係を示す。
【００９０】
導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂは、上記したように、接続配線Ｈの引き回しにより、相互に接続されている。これにより、導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂは、図１３に示される態様で結線されている回路系Ｃを構成する。
【００９１】
具体的には、直列接続された導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂと、直列接続された導電塗料部材ＤＴ５ａ、ＤＴ５ｂとが、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ１を構成している。直列接続された導電塗料部材ＤＴ２ａ、ＤＴ２ｂと、直列接続された導電塗料部材ＤＴ６ａ、ＤＴ６ｂとが、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ２を構成している。直列接続された導電塗料部材ＤＴ３ａ、ＤＴ３ｂと、直列接続された導電塗料部材ＤＴ７ａ、ＤＴ７ｂとが、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ３を構成している。直列接続された導電塗料部材ＤＴ４ａ、ＤＴ４ｂと、直列接続された導電塗料部材ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂとが、相互に並列接続されており、これにより、インピーダンス素子ユニットＵ４を構成している。
【００９２】
また、インピーダンス素子ユニットＵ１、インピーダンス素子ユニットＵ２、及びインピーダンス素子ユニットＵ３は、相互に直列接続されており、他方で、３つのインピーダンス素子ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３と、１つのインピーダンス素子ユニットＵ４とが、相互に並列接続されている。上記した構成を有する回路系Ｃの合成コンダクタンスＳｓｕｍは、上述した式（１）により表される。
【００９３】
ここで、例えば、Ｓ１は、直列接続された導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂのコンダクタンスを示し、他のＳ２〜Ｓ８も、同様である。
【００９４】
〈変形例３の動作〉
変形例では、損傷検出装置ＤＶ（図５に図示。）は、実施形態の動作を示すフローチャート（図８に図示。）に沿って、実施形態の電源ＰＳ（図５に図示。）及び電流計ＡＭ（図５に図示。）、並びに、変形例の導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂ及び接続配線Ｈを用いることにより、実施形態と同様に、梁ＨＲ１〜ＨＲ８上に発生した損傷Ｓを検出する。
【００９５】
〈変形例３の効果〉
変形例では、梁ＨＲ１〜ＨＲ８での損傷Ｓを検出すべく、基本的には、導電塗料部材ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂ（図１１に図示。）、電源ＰＳ（図５に図示。）、及び、電流計ＡＭ（図５に図示。）を用いれば足りることから、損傷Ｓの検出を簡易かつ安価に行うことができる。また、変形例では、梁ＨＲ１〜ＨＲ８に損傷Ｓが発生しているか否かの検出を一斉に（同時に）行うことから、損傷Ｓの検出を効率的に行うことができる。
【符号の説明】
【００９６】
Ｋ  建築物、ＨＲ１〜ＨＲ８  梁、ＨＳ１〜ＨＳ８  柱、Ｒ１〜Ｒ８  インピーダンス素子、Ｄ１ａ〜Ｄ８ｂ  断線素子、Ｈ  接続配線、ＤＴ１ａ、ＤＴ１ｂ、．．．、ＤＴ８ａ、ＤＴ８ｂ：導電塗料部材
【図１】
2020201256.tif 000003
【図２】
2020201256.tif 000004
【図３】
2020201256.tif 000005
【図４】
2020201256.tif 000006
【図５】
2020201256.tif 000007
【図６】
2020201256.tif 000008
【図７】
2020201256.tif 000009
【図８】
2020201256.tif 000010
【図９】
2020201256.tif 000011
【図１０】
2020201256.tif 000012
【図１１】
2020201256.tif 000013
【図１２】
2020201256.tif 000014
【図１３】
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