JP2002250027A - 地盤調査方法、免震建物の建築方法および建物の設計方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 建築地の設計用の地表波スペクトルを、短時
間で容易に推定できる地盤調査方法を提供する。 【解決手段】 建築地近傍の複数のボーリング地点２、
３のボーリング調査データを収集し、該調査データに対
応する複数のボーリング地点の地表波スペクトル５、６
を算出し、各地表波スペクトルのうち規模の大きい側の
データを接続して合成することにより、建築地１の設計
用地表波スペクトル７を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物を建てる建築
地の地盤調査方法およびこの方法を用いて建築地に免震
建物を建築する方法と建物の設計方法に係り、特に、免
震建物を建築する際に必要な地盤調査を短時間に低コス
トで推定できる方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、免震建築物等の建築では、必ずボ
ーリング調査を実施しなければならなかった。このボー
リング調査は建築地の直下を原則とし、地層構造及び地
下水位を調査し、併せて貫入試験によりＮ値を調査して
いる。このようにして得られたデータ（地層構造、Ｎ
値）から、せん断波速度構造と地盤の卓越周期を算定し
ている。算定されたせん断波速度構造と地盤の卓越周期
から、工学的基盤からの増幅倍率を算定する。そして、
模擬地震動波に増幅倍率をかけて、設計用の地表波スペ
クトルを求めている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記のボー
リング調査は建築地の直下で実施できない場合もあり、
建築地の近傍で実施する場合もある。このボーリング調
査は建築地へ測定機材を搬送して測定するものであり、
Ｎ値が５０以上となる層が、５ｍ以上確認できることを
要する。そして、ボーリング調査より得られたデータか
ら、せん断波速度構造と地盤の卓越周期を算定し、工学
的基盤からの増幅倍率を算定して地表波スペクトルを求
めるため、費用と時間がかかり、免震建築物のコストに
影響を与えていた。また、層構造が水平方向に連続した
ものであるか、複数のボーリング地点におけるボーリン
グデータの層構造の同一性を確認するためには、柱状図
を視察することによる類似点の考察によっていた。さら
に、建築地における地盤の卓越周期の算出や、建築地の
液状化の可能性の推定も費用と時間がかかり、免震建築
物のコストアップの要因となっていた。

【０００４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、短時間で容
易に、建築地の設計用の地表波スペクトルを推定でき、
層構造の同一性を客観的に評価できる地盤調査方法を提
供することにある。また、建築地の地盤の卓越周期を容
易に推定することができると共に、建築地における液状
化の可能性の数値を容易に推定することができ、免震建
築物のコストダウンを達成できる地盤調査方法、免震建
物の建築方法、および建物の設計方法を提供することに
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく、
本発明の請求項１に記載の発明による地盤調査方法は、
建築地近傍において複数のボーリング地点のボーリング
データを収集し、該データに対応する複数地点の地表波
スペクトルを算出し、各地表波スペクトルのうち規模の
大きい側のデータを接続して合成することにより設計用
地表波スペクトルを得ることを特徴とする。この構成に
よれば、建築地においてボーリング調査を実施すること
なく、近隣のボーリングデータを利用して短時間で、し
かも低コストで精度よく、安全側の設計用地表波スペク
トルを推定することができ、設計用地表波スペクトルか
ら免震装置の設計等に反映させることができる。このた
め、地盤調査を必要とする免震建物のコストダウンに極
めて有効である。

【０００６】請求項２に記載の発明による地盤調査方法
は、建築地近傍において複数のボーリング地点のボーリ
ングデータを収集し、該データの地盤の層構造より複数
地点の層構造が連続していることをパターン化して推定
し、前記データに対応する複数の地表波スペクトルを算
出し、各地表波スペクトルのうち規模の大きい側のデー
タを接続して合成することにより設計用地表波スペクト
ルを得ることを特徴としている。この構成によれば、複
数地点のボーリングデータの層構造が連続しているのを
確認するため、近隣のボーリングデータを利用して短時
間で、しかも低コストで、より精度の高い、設計用の地
表波スペクトルを推定することができ、免震建築物のコ
ストダウンに貢献できる。

【０００７】請求項３に記載の発明による地盤調査方法
は、前記した請求項１または２に記載の地盤調査方法に
おいて、複数のボーリング地点のボーリングデータから
建築地と同一地形または同一地質のボーリングデータに
絞り込み、絞り込まれた複数のボーリングデータから複
数の地表波スペクトルを算出し、そのうちの最大のもの
を設計用地表波スペクトルとすることを特徴とする。こ
の構成によれば、建築地周辺で公開されているボーリン
グデータを有効活用することにより、開削ボーリング調
査が不要となり、地盤調査費用の削減が図れる。

【０００８】請求項４に記載の発明による地盤調査方法
は、前記した請求項１乃至３のいずれかに記載の地盤調
査方法において、前記ボーリング調査データから求めた
地盤均質度および地震動レベルに応じて、工学的基盤か
らの増幅特性係数を算出し、該増幅特性係数を基準スペ
クトルにかけて前記地表波スペクトルを算出することを
特徴としている。この構成によれば、増幅特性係数をか
けることにより、より精度の高い設計用地表波スペクト
ルを得ることができる。ここで、基準スペクトルは、解
放工学的基盤上での応答スペクトル特性であり、所定の
地震動レベル、所定の周期に対して決められる定数であ
る。

【０００９】請求項５に記載の発明による地盤調査方法
は、建築地近傍において複数のボーリング地点のボーリ
ングデータを収集し、該データの層厚およびせん断波速
度に対応する複数の地盤卓越周期を算出し、各地盤卓越
周期のうち最長周期の地盤卓越周期を建築地における設
計用地盤卓越周期と推定することを特徴としている。こ
の構成によれば、複数のボーリングデータから算出した
地盤卓越周期の最長周期のものを建築地点の卓越周期と
して推定するため、安全側の地盤卓越周期を推定でき、
免震建築物のコストダウンが可能となる。

【００１０】請求項６に記載の発明による地盤調査方法
は、建築地近傍において複数のボーリング地点のボーリ
ングデータを収集し、該データより複数地点における液
状化の可能性の数値を、ＦＬ法によりせん断応力比と液
状化抵抗比を求めて算出し、各地点における前記数値の
うち可能性の大きい側の数値を、建築地における液状化
の可能性の数値と推定することを特徴としている。この
構成によれば、複数のボーリングデータから液状化の可
能性を算出し、可能性の高い側の数値を建築地点の数値
とするため、近隣のボーリングデータを利用して容易
に、短時間で建築地点の液状化の可能性を安全側に推定
でき、免震建築物が建築できるか、地盤改良が必要かを
判断できる。

【００１１】請求項７に記載の発明による地盤調査方法
は、前記の地盤調査方法において、深度の浅い地盤調査
で得られるＮ値と、孔内水位の測定結果から建築地にお
ける液状化の可能性を推定することを特徴とする。この
構成によれば、スウェーデン式サウンディング試験等の
深度の浅い地盤調査により液状化危険度の判定ができる
ので、調査費用の削減と調査時間の短縮が可能となる。

【００１２】また、請求項８に記載の発明による地盤調
査方法は、前記の地盤調査方法において、前記ボーリン
グ地点が２点であり、第１のボーリング地点と第２のボ
ーリング地点との間に建築地が位置することを特徴とし
ている。この構成によれば、例えば一直線上に位置する
２つのボーリングデータから、２つの地表波スペクトル
を算出し、安全側の地表波スペクトルを用いて建築地の
設計用地表波スペクトルとして推定できるため、精度を
向上させることができ、免震装置等の設計に反映させる
ことができる。

【００１３】請求項９に記載の発明による地盤調査方法
は、前記の地盤調査方法において、前記ボーリング地点
が３点以上であり、建築地は複数のボーリング地点に囲
まれていることを特徴としている。この構成によれば、
建築地点を囲む３つのボーリングデータから、安全側の
地表波スペクトルを用いて建築地の設計用地表波スペク
トルとして推定できるため、精度をより向上させること
ができ、免震装置等の設計に反映させることができる。

【００１４】請求項１０に記載の発明による地盤調査方
法は、ある建築地域における建築物を耐震設計する際の
地盤調査方法であって、最大規模の設計用模擬地表波ま
たは地表波スペクトルを作成するために、最大規模の設
計用地表波スペクトルを算出することを特徴とする。こ
の構成によれば、建築計画地ごとに必要であったボーリ
ング調査や地表波作成を省略することができる。地域ご
とに設計用模擬地表波が統一でき、建築設計の標準化が
でき、建築設計が容易となり、コストダウンを達成でき
る。

【００１５】請求項１１に記載の発明による地盤調査方
法は、前記の地盤調査方法において、前記最大規模の設
計用模擬地表波を、建築地近傍の活断層または歴史地震
を震源とする地震波、または歴史地震のマグニチュード
および震源距離から計算した地震波スペクトルより作成
することを特徴とする。この構成によれば、近隣の活断
層や過去の歴史地震を震源とする地震が懸念される場合
でも、これらから最大規模の模擬地表波を作成し、適用
範囲を検討するため、必要な強度での建築が可能とな
る。

【００１６】請求項１２に記載の発明による地盤調査方
法は、前記の地盤調査方法において、前記最大規模の設
計用模擬地表波を、工学的基盤深度が所定値以上である
地盤より作成することを特徴とする。この構成によれ
ば、設計用模擬地表波を作成する際の地盤を選択すると
き、工学的基盤の深度のみに注目すればよく、平均せん
断波速度の計算に要する工数を削減でき、より簡便に、
より効率的に計算できる。

【００１７】請求項１３に記載の発明による地盤調査方
法は、前記の地盤調査方法において、前記最大規模の設
計用模擬地表波を、工学的基盤深度が３０ｍ以上である
地盤より作成することを特徴とする。この構成によれ
ば、設計用模擬地表波を、工学的基盤深度が３０ｍ以上
である地盤から作成でき、工数を大幅に削減でき、より
簡便に効率的に計算することができる。

【００１８】請求項１４に記載の発明による地盤調査方
法は、前記した請求項１１において、水平動基準応答ス
ペクトルと、前記活断層からの複数の距離における地震
動スペクトルとを比較し、前記水平動基準応答スペクト
ルと前記複数の地震動スペクトルとの関係を求め、その
大小関係から前記活断層の存在を考慮すべき距離を算出
して前記設計用模擬地表波を作成することを特徴とす
る。この構成によれば、活断層からの距離と地震動スペ
クトルの関係が明らかとなり、活断層の距離を考慮して
設計用模擬地表波を作成すべきであると判断できる。

【００１９】請求項１５に記載の発明による地盤調査方
法は、免震建築物等の供用期間が１００年以上を対象と
した模擬地震動スペクトルを基準とした応答スペクトル
に、小規模建築物に適用できるように所定の低減率をか
けて基準応答スペクトルを算出することを特徴とする。
この構成によれば、小規模建築物の設計用再現期間に適
した基準応答スペクトルを作成でき、それを地表波に引
き上げて地震応答解析を行うことができる。

【００２０】請求項１６に記載の発明による地盤調査方
法は、建築地において想定される最強の地震動に所定の
低減率をかけて求めたスペクトルと、建物の供用期間中
に一回以上受ける可能性がある地震動に所定の増幅率を
かけて求めたスペクトルを比較し、安全側の規模が大き
いスペクトルを基準応答スペクトルとすることを特徴と
する。この構成によれば、レベル２の最強の地震動を低
減した地震動スペクトルと、一回以上受ける可能性があ
るレベル１の地震動を増幅した地震動スペクトルの内、
規模の大きいものを基準応答スペクトルとするため、過
剰設計とならない最適で安全な構造設計や免震設計が可
能となる。

【００２１】請求項１７に記載の発明による地盤調査方
法は、建築地近隣の活断層の長さと活動度から求めた活
断層の再現期間に合わせて、設計用入力地震動スペクト
ルを算出することを特徴とする。この構成によれば、活
断層の長さと活動度から再現期間を推定し、再現期間１
００年に換算する係数を算出して、活断層に起因する地
震動スペクトルの補正に利用することができ、小規模建
築物の設計用再現期間に適した入力地震動スペクトルを
作成できるので、過剰設計とならない最適で安全な構造
設計や免震層設計を行える。さらに、建築可能範囲を拡
大でき、免震建物のコストダウンを達成できる。

【００２２】請求項１８に記載の発明による地盤調査方
法は、前記した地盤調査方法において、前記設計用地表
波スペクトル、または前記設計用模擬地表波を、小規模
建築物の設計用再現期間に合わせて補正することを特徴
とする。この構成によれば、小規模建築物の設計用再現
期間に適した基準応答スペクトルを作成でき、これを地
表波に引き上げて地震応答解析を行うことができる。

【００２３】請求項１９の発明による免震建物の建築方
法は、請求項１〜１８のいずれかに記載する地盤調査方
法を用いて、建築地における設計用地表波スペクトル、
地盤卓越周期および／または液状化の可能性を推定し、
該推定値に基づき判断して前記建築地に免震建物を建築
するか、前記建築地の地盤改良をしてから建築すること
を特徴とする。この構成によれば、建築地においてボー
リング調査を実施しなくても、近隣の複数のボーリング
データを用いて設計用地表波スペクトル、地盤卓越周期
および／または液状化の可能性を推定できるため、免震
建物を短時間で効率よく、しかも低価格で建築すること
ができる。

【００２４】請求項２０の発明による建物の設計方法
は、請求項１〜４、８〜１８のいずれかに記載する地盤
調査方法を用いて、建築地における応答スペクトルを算
出し、前記建築地に建築する建物の固有周期に対して前
記応答スペクトルの応答が小さくなるように調整設計す
ることを特徴とする。この構成によれば、免震建物以外
の例えば一般住宅に対しても耐震性の向上を図ることが
でき、例えば壁クロスが切れる、剥がれる等の被害を軽
減できる。

【００２５】請求項２１の発明による建物の設計方法
は、請求項５に記載する地盤調査方法を用いて、建築地
における地盤卓越周期を推定し、前記建築地に建築する
建物の固有周期と前記推定値とを外すように調整設計す
ることを特徴とする。この構成によれば、地盤の卓越周
期に注目して、その周期をはずすように建物を調整設計
できるため、例えば家具転倒による物的、人的被害の防
止が期待できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る地盤調査方法
の一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、
本実施形態に係る地盤調査方法の建設地、ボーリング地
点の位置関係を示す平面図、図２の（ａ）、（ｂ）は、
各ボーリング地点における地表波スペクトル図、（ｃ）
は推定した設計用地表波スペクトル図、図３の（ａ）、
（ｂ）は、他の各ボーリング地点における地表波スペク
トル図、（ｃ）は推定した設計用地表波スペクトル図で
ある。

【００２７】地盤調査を行う前に事前調査を行い、当該
建築地の地盤構成の概要と、その土質の軟弱を予め把握
しておく。先ず資料調査として、（イ）地形・地質・地
盤に関する既往の調査資料、（ロ）地史・地盤災害等の
歴史的資料に関する資料、（ハ）近隣構造物の設計・施
工に関する資料、（ニ）その他敷地及び周辺の状況に関
する資料、（ホ）近隣のボーリングデータの有無等に関
する資料を入手する。これらの資料から、（ａ）概略の
地形・地質、（ｂ）地盤災害（地震時の状況・地滑り・
崖崩れ・地盤沈下等）の状況及びその後の利用状況の経
過、（ｃ）大略の地盤構成概要と各地震・水位の概況、
（ｄ）周辺の自然および社会環境の概況、（ｅ）活断層
および歴史地震の影響等について、調査する。

【００２８】次いで現地調査として、（ヘ）地表・地質
（露頭）調査、（ト）聞き込み調査、（チ）周辺井戸
（地下水）の状況調査、（リ）その他可能な予備試験等
を行い、（ｆ）地形・地質の状況、（ｇ）地表（利用状
況を含む）の状況、（ｈ）周辺の自然および社会環境、
（ｉ）地盤災害の痕跡および災害発生の危険性、（ｊ）
地盤構成と各地層の性状、（ｋ）地下水位および地下水
の利用状況等について、調査する。前記した事前調査お
よび現地調査は、国土地理院発行の地形図（1/2500
0）、工業技術院地質調査所発行の「1/200,000地質図幅
集（画像）」、「1/50,000地質図幅」、国土地理院発行
の空中写真（1/10,000）、東京天文台発行の理科年表に
よる地震データ等を用いて行うと効率よく行える。

【００２９】図１において、建築地１は、ボーリング地
点２及び３のほぼ中間に位置している。換言すると、ボ
ーリング地点２と建築地１のほぼ延長線上にボーリング
地点３が位置している。建築地１およびボーリング地点
２、３の距離は、それぞれ数百メートル程度離れていて
もよいが、１００メートル程度以内が好ましい。例え
ば、ボーリング地点２における調査により、標準貫入試
験によるＮ値を含む層状状態図や地下水位状態等が得ら
れる。同様のデータがもう１つのボーリング地点３にお
いても得られる。これらの調査データから、ボーリング
地点２、３の２地点における２つの地表波スペクトルを
算出することができる。

【００３０】地表波スペクトルの算出について、以下に
説明する。地表波スペクトルは、地震動のレベルに応じ
て、水平、上下各成分毎に定めることとし、地震活動度
係数ζ、基準応答スペクトル、やや長周期補正係数、増
幅特性係数により算定する。地震活動度係数ζは、地域
毎の地震活動度を考慮して定める地震動強さに関わる係
数である。地震動係数として当面建築基準法施行令第８
８条で定められるＺ（地震地域係数）を用いることがで
きる。

【００３１】水平動設計用応答スペクトル（地表波スペ
クトル）_HＳ（Ｔ）は、次の式（１）により算定する。 _HＳ（Ｔ）＝ζ・_HＢ（Ｔ）・_HＬ（Ｔ）・_HＧ（Ｔ） （１） 式（１）において、ζは地震活動度係数_H Ｂ（Ｔ）は水平動基準応答スペクトル_H Ｌ（Ｔ）は水平動やや長周期補正係数_H Ｇ（Ｔ）は水平動増幅特性係数、である。

【００３２】なお、砂質地盤にあって液状化の影響を考
慮する必要がある場合や、特殊な地形の影響を考慮する
必要がある場合には、水平動に対する補正された設計用
スペクトル_HＳ’（Ｔ）を次の式（１ａ）により算定す
る。 _HＳ’（Ｔ）＝_HＳ（Ｔ）・_HＰ（Ｔ）・_HＩ（Ｔ） （１ａ） ここに、_HＰ（Ｔ）は水平動液状化補正係数_H Ｉ（Ｔ）は水平動地形効果補正係数、である。 ただし、解放工学的基盤面で設計用応答スペクトルを与
える場合には、 _HＳ（Ｔ）＝ζ・_HＢ（Ｔ）・_HＬ（Ｔ） （２） とする。設計用応答スペクトル_HＳ（Ｔ）においては、
加速度応答倍率は４倍を越えないものとする。（１）式
における水平動基準応答スペクトル_HＢ（Ｔ）は、解放
工学的基盤上での応答スペクトル特性で、表１より定め
る。

【００３３】

【表１】

【００３４】ここで、レベル１は耐用年数中一度以上受
ける可能性が大きい地震動 レベル２は過去に受けたことのある地震動のうち最強と
考えられるものおよび将来において受けることが考えら
れる最強の地震動 Ｔ（ｓ）は周期である。 なお、各設定周期間のスペクトル値は両対数軸上での直
線補間した値とする。式（１）における水平動やや長周
期補正係数_HＬ（Ｔ）は、地域毎のやや長周期地震動の
振幅特性を評価する係数で、表２に示す各地域区分に入
る平野、盆地などの３つの地域区分１、２、３に対し
て、表３によって定める。なお、各設定周期間の係数は
両対数軸上で直線補間した値とする。

【００３５】

【表２】

【００３６】

【表３】

【００３７】式（１）における水平動増幅特性係数_HＧ
（Ｔ）は、標準的な表層地盤の水平動の増幅特性を表す
係数で、表４に示す表層地盤の地盤分類と地震動レベル
に応じて表５のように定める。

【００３８】

【表４】

【００３９】ここで、Ｖｂは工学的基盤のせん断波速度
でＶｂ≧４００ｍ／ｓの場合は、４００ｍ／ｓとしてよ
い。Ｖｅは表層地盤の平均せん断波速度で次の式（３）
による。ΔＶは表層地盤内のせん断波速度のばらつきで
あり、次の式（４）による。

【００４０】 Ｖｅ＝ΣＶｉ・ｈｉ／Σｈｉ （３） ΔＶ＝Σ（｜Ｖｉ−Ｖｅ｜・ｈｉ）／Σｈｉ （４） ここで、ｈｉは表層地盤を構成する各層の層厚 Ｖｉは表層地盤を構成する各層のせん断波速度、であ
る。

【００４１】次に、水平動増幅特性係数_HＧ（Ｔ）を、
表５を用いて求める。

【００４２】

【表５】

【００４３】ここに、Ｔｉは増幅特性係数を規定するｉ
番目の周期（ｓ） Ｔｇは表層地盤の卓越周期（ｓ）であり、次の式（５）
による。 Ｔｇ＝４Σｈｉ／Ｖｅ （５） αは次の表６に定める短周期側増幅率 βは次の表６に定める最大増幅率、である。

【００４４】このように、設計用地表波スペクトル
_HＳ’（Ｔ）を算出するときに、水平動増幅特性係数_HＧ
（Ｔ）をかけることにより、より精度の高い設計用地表
波スペクトルを得ることができる。

【００４５】

【表６】

【００４６】このようにして求めた地表波スペクトル
５、６は、横軸を周期、縦軸を速度としたとき、図２、
３に示されるような折線で表される。そして、（ｏ）ボ
ーリング地点２、３が、連続した同一の地形、同一の地
質および平坦地であること、（ｐ）まさ土層、腐植土
層、もり土（５ｍ以上）以外であること、（ｑ）工学的
基盤を確認すること、（ｒ）連続した成層であると判断
できること、（ｓ）前記した図１の位置関係にあること
の５点を確認する。

【００４７】図２（ａ）はボーリング地点２における地
表波スペクトル５、（ｂ）はボーリング地点３における
地表波スペクトル６を表している。そして、これらの地
表波スペクトル５、６が交差している場合は、図２
（ｃ）のように交差部分より両方の地表波スペクトルの
大きい値の部分を合成して、設計用地表波スペクトル７
として推定する。また、２つのボーリング地点の調査デ
ータから算出した地表波スペクトル８、９が交差しない
場合について説明する。この場合は、図３のように２つ
の地表波スペクトル８、９が交差しないので、２つのス
ペクトル値を比較し、一方の地表波スペクトル９が他方
の地表波スペクトル８より大きい場合は、大きい方を設
計用地表波スペクトル１０として推定する。図２、３に
おいて、破線で示したスペクトルは水平動基準応答スペ
クトルである。

【００４８】このようにして、2つの地表波スペクトル
の大きい値を用いて、建築地１における設計用地表波ス
ペクトルを推定する。このため、建築地１における設計
用地表波スペクトルは安全側の値となり、これを用い
て、免震建物における免震装置の設計に反映させること
ができ、例えばダンパーの減衰定数を決定することがで
き、またゴムと鋼鈑を積層した免震ゴムの設計に反映さ
せることができる。

【００４９】なお、建築地とボーリング地点が、例えば
１００ｍ程度と極めて接近しており、連続した同一の地
形であり、連続した同一の地質の場合は、１つのボーリ
ング地点の調査データから地表波スペクトルを算出し、
この算出値をそのまま設計用地表波スペクトルとして推
定しても全く問題はない。

【００５０】本発明の他の実施形態を図４に基づき詳細
に説明する。図４は本実施形態に係る地盤調査方法の説
明図である。先ず、図４のように、ボーリング地点２、
３の調査データから層構造を、次の表７を用いて、締ま
った／硬い地層Ａ、中位の地層Ｂ、およびゆるい／やわ
らかい地層Ｃの地層としてパターン化して、層構造１１
および層構造１３を作成する。

【００５１】

【表７】

【００５２】そして、ボーリング地点２、３の柱状図か
らパターン化のノイズとなる地層とＮ値を削除して土質
を分類する。すなわち、他の土質に挟まれた層圧が１ｍ
未満の地層を削除すると共に、他の土質に挟まれた層圧
が層全体の約５％未満の地層を削除する。そして、土質
を分類された連続する同一土質地層のＮ値を平均して表
７にしたがってパターン化し、連続する同一パターンは
一つにまとめる。

【００５３】例えばボーリング地点２のボーリングデー
タの層構造１１が、Ｃ、Ｂ、Ｂ、Ａのパターンである場
合、同一土質地層Ｂの連続する場合は1つの地層として
まとめて、Ｃ、Ｂ、Ａの層構造１２とする。また、ボー
リング地点３のボーリングデータの層構造１３が、Ｃ、
Ｃ、Ｂ、Ａのパターンである場合、同一土質地層Ｃの連
続する場合は1つの地層としてまとめて、Ｃ、Ｂ、Ａの
層構造１４とする。そして、ボーリング地点２のまとめ
た層構造１２と、ボーリング地点３のまとめた層構造１
４とが同一である場合は、連続した成層であると判断す
る。

【００５４】このように、複雑な層構造を客観的に、且
つマクロに表現でき、人為的な誤差を排除できるので、
手順を明確にしておけば、専門家でなくても活用するこ
とができる。そして、ボーリング地点２とボーリング地
点３とが成層であると判断できる場合は、地表波スペク
トルも同一であると推定できる。すなわち、ボーリング
地点２または３の地表波スペクトルを、設計用地表波ス
ペクトルとして推定することができる。このため、免震
建物を設計する際の地盤調査を効率的に行うことがで
き、免震建物のコストダウンを達成することができる。

【００５５】また、建築地周辺で公開されているボーリ
ングデータを有効利用して設計用地表波スペクトルを算
出する例について、図５を参照して説明する。建築地が
決定されると（ステップＳ１）、建築地を中心として例
えば半径５００ｍ以内に既存のボーリングデータが例え
ば３本以上あるかを確認する（ステップＳ２）。ボーリ
ングデータとしては、例えば各都道府県による土地分類
基本調査や市販の地盤図に公開されているもの等を利用
する。無い場合は推定不可能とし（ステップＳ３）、実
際に開削しボーリング調査を実施する。ある場合は建築
地と地形、地質が同一であるかを絞り込み（ステップＳ
４）、絞り込んだデータが３本以上あるかを判断する
（ステップＳ５）。そして、無い場合は推定不可能とし
（ステップＳ６）、同様に実際に開削しボーリング調査
を実施する。３本以上ある場合は各データから地表波ス
ペクトルを計算し（ステップＳ７）、そのうちの最大と
なるスペクトルを設計用地表波スペクトルとする（ステ
ップＳ８）。そして、これに基づき設計用地震動データ
を作成する（ステップＳ９）。このように、建築地周辺
で公開されているボーリングデータを有効活用して設計
用地表波スペクトルを得ることができ、開削ボーリング
調査が不要となり、地盤調査費用の削減が図れる。

【００５６】また、最大となるスペクトルを作成する際
に、例えば国土交通省告示、平１２−１４５７に記載の
表層地盤の増幅率Ｇｓを求める手順を用いてもよい。こ
の手順を簡単に説明すると、表８の（い）欄に掲げる建
築物の損傷限界固有周期又は安全限界固有周期に応じて
所定の式によって計算した地盤の卓越周期、及び所定の
式によって計算した表層地盤の増幅率を用いて、表８の
（ろ）欄に掲げる式によって計算する。この場合におい
て、建築物の損傷限界時及び安全限界時のＧｓが、それ
ぞれ表８の（は）欄又は（に）欄の数値を下回るときは
当該各欄の数値とするものとし、更に建築物と表層地盤
との相互作用を考慮して、所定の別式によって計算され
る相互作用に関する係数を乗じることができるものとす
る。但し、表層地盤に伝わる弾性波の速度の実測に基づ
きＧｓを計算する場合にあっては、当該計算によること
ができる。

【００５７】

【表８】

【００５８】ここで、地盤の増幅率Ｇｓを、大阪駅周辺
のボーリング調査結果に基づき算出した事例について説
明する。まず、ボーリングデータが公開されている地盤
図等からデータを読み取り、データベース化した。今回
は、沖洪積層の分類がきちんとされ、データの質が高い
「新編大阪地盤図」から、図６に示すように、大阪駅周
辺の２点鎖線でしめす２．０ｋｍ×１．５ｋｍのエリア
のボーリングデータ（２９本）を入力し、データベース
化した。その内のある１点を建築地と想定し、そこから
２点鎖線で示す５００ｍ以内のデータをピックアップす
る。

【００５９】同一地質にあるデータ数が３本以上の場
合、活用できると判断し、そのデータから地盤増幅率Ｇ
ｓを計算し、その内の最大値を近隣の最大増幅率、Ｇｓ
最大値とする。Ｇｓ最大値と建築地自体の増幅率Ｇｓ’
を比較し、Ｇｓ’の方が小さい場合は問題ないが、逆に
大きくなるケースも考えられる。その結果から、Ｇｓ最
大値＞Ｇｓ’となるような安全係数αを求める。以上の
検証を想定建築地を入れ替えて行い、妥当性確認と安全
係数αの設定を行った。

【００６０】図６に本地域の地質図を示す。この地域
は、地質ｎ（砂及び礫の地域…図６中、２点鎖線から右
側のハッチングの部分）と地質ａ（砂・礫及び泥の地域
…その他の部分）に分けられる。本検証では、地質ａ
（砂・礫及び泥の地域）に存在するデータに限定するこ
ととした。ここで、建築地と同一地質でないデータと、
地盤深部（Ｎ値５０程度）までデータが存在せず、増幅
率が計算できない建築地のデータの１１データを、デー
タ数が２９から除外し、図７に示すＰ２，Ｐ３，Ｐ５，
Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ
１６，Ｐ１７，Ｐ１８，Ｐ１９，Ｐ２４，Ｐ２５，Ｐ２
６，Ｐ２７の１８データについて算出した。

【００６１】各データから計算した地盤増幅率Ｇｓ、及
び安全係数計算結果を図８に示す。図８は、横方向に想
定した建築地の位置を示すラベル、縦方向に近隣データ
の位置を示すラベルを並べた表図である。図８中の○印
は、想定建築地から５００ｍ以内のデータを示し、その
数を「近隣データ数」の行に示す。近隣データが３本以
上存在する建築地が多く、データ数が不足しているの
は、想定建築地Ｐ２，Ｐ３，Ｐ１６，Ｐ２４の４例であ
る。

【００６２】「近隣のＧｓ最大値」と「建築地自体のＧ
ｓ’」の比較結果は、大小関係を示す行の不等号（∧、
∨）で示した。∧は「近隣のＧｓ最大値」が「建築地自
体のＧｓ’」より小さいケースを示しており、この結果
から安全係数αを設定する必要がある。今回のデータで
は、近隣データ数が３以上、かつ、「近隣のＧｓ最大
値」が「建築地自体のＧｓ’」より小さいケースは、想
定建築地がＰ１８の場合（表１中、＊を付した部分）の
みであり、その結果から安全係数を１．１６（＝２．０
０／１．７３）と設定した。また、Ｐ１８以外の全ての
想定建築地に対しては、「近隣のＧｓ最大値」が、「建
築地自体のＧｓ’」を上回っており、この考え方の妥当
性が確認できた。ちなみにＰ１８の地盤は、かなり軟弱
であり、深度２８ｍ程度までＮ値１０以下であるため、
大きな地盤増幅率を示したものと思われる。

【００６３】なお、前記したボーリングデータの絞込み
は、地形、地質に注目して同一であるかを絞り込んでい
るが、第１〜３種の地盤種別に注目して建築地の地盤種
別と一致するボーリングデータに絞り込むようにしても
よい。また、建築地から例えば１００ｍ以内というよう
に、ごく近傍のボーリングデータがあり、地形、地質が
一致している場合、そのデータのみで建築地の地震動が
推定できるものとしてもよい。前記の地盤種別は、建築
基準法施行令、通達、昭５６住指発第９６号に示され、
建築基準法施行令による地盤種別と卓越周期の分類を示
しており、以下の表９のとおりである。

【００６４】

【表９】

【００６５】本発明の他の実施形態を説明する。この実
施形態は、ボーリング地点における調査データから、卓
越周期を求めて地盤調査を行う方法である。この方法に
おいては、卓越周期を簡易的に算定する次の式（６）に
基づいて、各ボーリング地点における地盤の卓越周期を
算定する。なお、簡易算定式（６）において、ｈ_iは層
厚であり、Ｈ_iはｉ番目の層の深度であり、Ｖ_siはせん
断波速度である。

【００６６】 Ｔｇ＝√［３２Σ｛ｈ_i（Ｈ_i-1＋Ｈ_i）／２Ｖ_si ²｝］ （６） 前記の簡易算定式（６）により、複数のボーリング地点
における卓越周期が算定される。例えば、２地点の卓越
周期を比較し、より長周期の卓越周期を建築地の卓越周
期として推定する。この場合も建築地は２地点のほぼ中
間に位置していることが必要である。ボーリング地点が
３点の場合は前記の簡易算定式（６）から、３つの卓越
周期が算定される。これらを比較し、最も長い卓越周期
を建築地の卓越周期として推定する。３地点の場合は、
建築地が３つのボーリング地点に囲まれていることが必
要である。このようにして、建築地における地盤の卓越
周期を推定し、推定した設計用の卓越周期から、前記し
た例と同様に免震建物に必要な免震装置に用いる減衰装
置の減衰定数等の仕様を決定することができる。

【００６７】次に、建築地における液状化の可能性を推
定して地盤調査する方法について説明する。この方法で
は、ボーリング地点における調査データから、液状化発
生に対する安全率を計算する。先ず、ボーリング地点の
地盤内の各深さに発生する等価な繰返しせん断応力比を
次式によって計算する。

【００６８】τ_d／σ’_z＝ｒ_n×（α_max／ｇ）×（σ_z
／σ’_z）×ｒ_d 上式で、τ_dは水平面に生じる等価な一定繰返しせん断
応力振幅 σ’_zは検討深さにおける有効土被り圧 ｒ_nは等価な繰返し回数に関する補正係数で、ｒ_n＝０．
１（Ｍ−１） 但し、Ｍは地震のマグニチュード α_maxは地表面における設計用水平加速度（Ｇａｌ） σ_zは検討深さにおける全土被り圧（鉛直全応力） ｒ_dは地盤が剛体でないことによる低減係数で（１−
０．０１５ｚ） ｚはメートル単位で表した地表面からの検討深さ

【００６９】次に、各深さにおける補正値を、次式およ
び図９を用いて計算する。 Ｎ_a＝Ｎ₁＋ΔＮ_f Ｎ₁＝Ｃ_N×Ｎ Ｃ_N＝√（１０／σ’_z） 上式で、Ｎ_aは補正Ｎ値、Ｎ₁は換算Ｎ値、ΔＮ_fは細粒
土含有率に応じた補正Ｎ値増分で図９による。Ｃ_Nは換
算Ｎ値係数（σ’_zの単位はｔ／ｍ²）、Ｎは、とんび法
又は自動落下法による実測Ｎ値、但しコーンプーリ法を
用いたときは、ロープをプーリから外してハンマを自由
落下させる努力をした場合、１割程度、自由落下をしな
かった場合、２割程度割り引くこととする。さらに、図
１０中のせん断歪振幅５％曲線を用いて、補正Ｎ値（Ｎ
_a）に対応する飽和土層の液状化抵抗比（τ_l／σ’_z）
を求める。ここに、τ_lは水平断面における液状化抵抗
である。

【００７０】最後に、各深さにおける液状化発生に対す
る安全率Ｆ_lを、式（７）により計算する。 Ｆ_l＝[（τ_l／σ’_z）／（τ_d／σ’_z）]＝（τ_l／τ_d） （７） 上式（７）より求めたＦ_l値が１より大きくなる土層に
ついては液状化の可能性はないものと判定し、１以下と
なる場合はその可能性があり、値が小さくなるほどその
土層の液状化発生危険度は高いと判定する。

【００７１】ボーリング地点２において、孔内水位が−
２０ｍ以浅で且つ、砂質層が孔内水位以下で−２０ｍ以
浅で且つ、その地点におけるＦ_l値が１以下の場合、こ
のボーリング地点２においては液状化の可能性があると
判定する。そして、ボーリング地点２、３の少なくとも
一方において、前記と同様に液状化の可能性があると判
定された場合、建築地１においては液状化の可能性があ
ると推定する。この場合の建築地１とボーリング地点
２、３は、前記した例と同様に建築地１がボーリング地
点２、３の中間に位置する位置関係が必要である。建築
地における推定したＦ_l値が１以下となり、液状化の可
能性がある場合は、免震建築自体を断念するか、あるい
は地盤改良をしてから免震建築する等の判断に反映され
る。

【００７２】各ボーリング地点２かつ３において、孔内
水位が−２０ｍより深いか、砂質層が孔内水位以下で−
２０ｍより深いか、またはその地点におけるＦ_l値が１
以上の場合、このボーリング地点２、３においては液状
化の可能性がないと判定し、建築地１における液状化の
可能性がないと推定する。この場合は、建築地における
免震建物の建築は、地盤改良等をすることなく可能とな
る。このように、ボーリング地点２、３の液状化の可能
性から、建築地１の液状化の可能性を容易に推定して判
断できるため、建築地１において液状化の可能性を判断
するためのボーリング調査を実施しないで液状化の可能
性を推定できる。

【００７３】液状化の可能性の数値を推定して、その可
能性を判定するとき、スウェーデン式サウンディング試
験等の深度の浅い地盤調査で得られるＮ値と、孔内水位
の測定結果により簡易的に判定することができる。前記
の例では、地下深度２０ｍ程度までのボーリング地質調
査による土質試験や、Ｎ値及び孔内水位の測定結果から
算定式に基づいて判定しているが、ここでは戸建て住宅
等の小規模建築物を建築する場合に十分に対応できる、
地下深度５ｍ程度までの液状化の可能性の判定について
述べる。

【００７４】ここで、スウェーデン式サウンディング試
験について、簡単に説明する。この試験はＪＩＳ Ａ１
２２１に規定する試験方法に準じて行うものであり、先
端にスクリューポイントを固定したロッドを使用して、
荷重１ｋＮまでの静的載荷による沈下測定を行い、続い
て１ｋ Ｎ載荷のまま、回転貫入を行うものである。こ
れは所定の方法によりロッドを貫入させ、２５ｃｍの長
さを貫入させるのに要したロッドの半回転数（半回転を
１回として計測する）を記録し、これを１ｍ貫入量に換
算した時の値（Ｎｓｗ）を求めるものである。

【００７５】液状化を簡易的に判定するには、前記した
判定法から孔内水位毎の安全率Ｆ_l＝１となる安全限界
での深さとＮ値（半回転数Ｎｓｗに換算）の関係線図を
求め、その線図の安全領域にスウェーデン式サウンディ
ング試験結果があれば液状化発生の可能性は無いと判断
する。そして、以下の検討において、より安全側の検討
とするために、前記のαｍａｘ＝２００ｇａｌ、Ｍ＝
７．５、土層は細砂とし、γ＝１．８ｔ／ｍ³、細粒土
含有率に応じた補正Ｎ値増分ΔＮｆ＝０とする。

【００７６】ここで、γは単位体積重量であり、液状化
の可能性を推定するとき、有効土被り圧σ’_z及び全土
被り圧σ_zを算出する際に用いるものである。なお、検
討深さより上部に存在する土の単位体積重量の和を「全
土被り圧」と呼び、地下水位以下に関して水の単位体積
重量（１．０）を引いたものを「有効土被り圧」と呼
び、これは浮力の影響を考慮した値となる。

【００７７】これらの条件と前記の式から安全限界とな
る液状化抵抗比（τ_l／σ’_z）を算出すると、 τ_l／σ’_z＝０．２３９ｚ（１−０．０１５ｚ）／
（０．８ｚ＋Ｗ） ここで、Ｗは孔内水位の深さを示している。この液状化
抵抗比からせん断幅ひずみ振幅５％曲線（図１０）を表
す次式から補正Ｎ値（Ｎａ）を算定する。 τ_l／σ’_z＝ａＣｒ｛１６√（Ｎａ／１００）＋（１６
√（Ｎａ／Ｃｓ）ⁿ） ここで、ａ＝０．４５、Ｃｒ＝０．５７、ｎ＝１４、Ｃ
ｓ＝８０である。このようにして算定された補正Ｎ値
（Ｎａ）から次式によりＮｓｗに変換する。 Ｎ値＝Ｎａ√｛（０．８ｚ＋Ｗ）／１０｝ Ｎｓｗ＝（Ｎ値−２）／０．０６７ 前記のように孔内水位の深さにより、その深さ以深の安
全限界となるＮｓｗ値を算定して、図１１に示す液状化
危険度判定シートを作成した。このシートの使用法は、
スウェーデン式サウンディング試験によるＮｓｗ値をシ
ート上にプロットし、適用される孔内水位範囲の線図の
右側の安全領域に孔内水位以下の全てのＮｓｗ値があれ
ば安全と判断する。また、孔内水位測定を実施しない場
合は孔内水位を−１ｍとして判定する。このように液状
化の判定が簡易的にできるので、調査費用を削減でき、
調査時間を短縮できる。

【００７８】さらに、建築地における最大規模の設計用
模擬地表波を作成し、これを用いて設計用地表波スペク
トルを作成して地盤調査する方法について説明する。先
ず、近隣の活断層や過去の歴史地震を震源とする地震が
懸念されない場合は、最大規模の模擬地表波は、例えば
日本建築センター発行の設計用入力地震動作成手法技術
指針に基づいて算定する。この場合の増幅率は表６のと
おりとする。例えば、均質型地盤でレベル２の場合の計
算式を以下に示す。

【００７９】短周期側増幅率 α＝１．０−０．４Ｔｇ 最大増幅率 β＝２．４−１．４（Ｖｅ／Ｖｂ） なお、上式において、Ｔｇは地盤卓越周期、Ｖｅは平均
せん断波速度、Ｖｂは工学的基盤のせん断波速度であ
る。

【００８０】ここで、前記の式について検討すると、増
幅率が大きくなる条件は短周期側増幅率αでは地盤卓越
周期Ｔｇが短周期の場合であり、最大増幅率βでは（Ｖ
ｅ／Ｖｂ）が小さくなる場合であるが、一般に応答が大
きくなるのは長周期成分が大きい場合であり、ここでは
最大増幅率βで増幅率が大きくなる条件を検討する。工
学的基盤のせん断波速度Ｖｂは、定義から概ね４００ｍ
／ｓ以上であり、４００ｍ／ｓで一定であると仮定する
と、Ｖｅが小さいほど最大増幅率βが大きくなる。 Ｖｅは、Ｖｅ＝ΣＶｉ・ｈｉ／Σｈｉ で示され、Ｖｉはｉ番目の地層のせん断波速度、ｈｉは
ｉ番目の地層の層厚である。一般に過去の事例から工学
的基盤の深度が深いほど（Σｈｉが大きいほど）Ｔｇは
長周期化し増幅率は大きくなるので、ここでは工学的基
盤の深度が概ね３０ｍ以上で、Ｖｅ＝ΣＶｉ・ｈｉ／Σ
ｈｉが小さいことを条件とする。

【００８１】前記した条件から全国規模または地域限定
での多数の既存ボーリングデータから、大規模の模擬地
表波となる地層構造を複数抽出する。そして、抽出した
地層構造での設計用地表波スペクトルを前記した技術指
針に基づいて算定する。このようにして算定された複数
の設計用地表波スペクトルは、図１２に示されるもので
あり、これらの複数のスペクトルを包含するスペクトル
を合成する。図１２（ａ）は３つの設計用地表波スペク
トル１５、１６、１７を示し、図１２（ｂ）は前記３つ
の設計用地表波スペクトルを包含する地表波スペクトル
１８を示している。ここで包含とは、それぞれの設計用
地表波スペクトルの最大値部分を連続させることであ
る。さらに本例では、安全率を考慮して包含した地表波
スペクトルを１．２倍し、最大規模の設計用模擬地表波
とする。

【００８２】次に、近隣の活断層や過去の歴史地震を震
源とする地震が懸念される場合は、最大規模の模擬地表
波は、近隣の活断層や過去の歴史地震を震源とする地震
から作成する。先ず、建築地近傍の活断層を震源とする
地震波より作成する場合について説明する。活断層の特
性を考慮した、全国規模または地域限定で想定される全
ての大規模な地震動スペクトルを表１２に示すパラメー
タに基づき算定し、これらのスペクトルを包含するスペ
クトルを合成し、安全率を考慮して前記スペクトルを
１．２倍して地震基盤における最大規模の地震動スペク
トルを作成する。

【００８３】このように作成した地震基盤における最大
規模の地震動スペクトルに、地盤基盤から工学的基盤ま
での震源からの距離５ｋｍで想定される地質による最大
の伝達関数を乗じて、工学的基盤での地震動スペクトル
を作成する。ここで、震源からの距離を５ｋｍとしたの
は、耐震設計目標（設計クライテリア）が、活断層や歴
史地震の震源からの震源距離を５ｋｍとしているためで
ある。工学的基盤での地震動スペクトルに、最大規模の
設計用模擬地表波の工学的基盤からの増幅率である前記
したα、βを乗じて、最大規模の設計用模擬地表波を作
成する。

【００８４】そして、この最大規模の設計用模擬地表波
の適用範囲を検討する。具体的には、活断層２０からの
距離が５ｋｍから例えば１ｋｍごとに離れた地点におけ
る工学的基盤での地震動スペクトルを作成する。この地
震動スペクトルと、日本建築センターが発行する「設計
用地震動作成手法技術指針」に基づく工学的基盤での模
擬地震動スペクトルを比較し、作成した地震動スペクト
ルが模擬地震動スペクトルを超える範囲を検討する。例
えば超える距離が２０ｋｍであるとすると、作成した地
震動スペクトルの適用範囲Ｘは、図１３に示すように５
ｋｍから２０ｋｍとなる。

【００８５】このようにして求めた地震動スペクトル範
囲は、活断層や歴史地震を震源として想定される最大規
模の地震動スペクトルなので、極めて安全な設計が可能
となる。また、建築計画ごとにボーリング調査や地表波
作成が省略でき、地盤調査を含めた建築計画や建築設計
が容易となり、設計のコストダウンが達成できる。さら
に、設計が簡素化できるため、知見の少ない設計者でも
安全な設計ができ、建築確認業務も簡素化できる。

【００８６】最大規模の設計用模擬地表波を、建築地近
傍の歴史地震を震源とする地震波より作成する場合は、
前記と同様にして想定される最大規模の地震動スペクト
ルをマグニチュードおよび震源距離から作成し、適応範
囲は図１４に示すように震源地２１を中心とする範囲Ｙ
となる。この場合も、前記の活断層２０を震源とする場
合と同様の効果を奏する。

【００８７】さらに、最大規模の設計用模擬地表波を、
工学的基盤深度が所定値以上である地盤より作成する場
合について説明する。設計用模擬地表波の定量的な検討
をするに際し、表１０に示す東京都の２０箇所の地点の
地盤を採用した。この２０地点は様々な地盤を考慮する
ため、川や海沿いの地盤と内陸の地盤から各々５つの場
所を選択し、各場所から２地点ずつ地盤を選択した。表
１０に示す２０地点の地盤について、前記した「設計用
入力地震動作成手法技術指針」に従い、地表波スペクト
ルを作成した。図１５はその結果を示している。

【００８８】

【表１０】

【００８９】図１５において、免震周期について検討す
る。一般に、免震装置を含まない上部構造物のみの固有
周期である建物周期に対し、免震装置を含む免震建築物
全体での固有周期である免震周期は、数倍となるように
設計するため、通常の建物の場合、免震周期は約２秒以
上となる。図１５に示す○枠２２は、２秒以上の範囲を
示しており、この範囲における地表波スペクトルｐＳｖ
（免震）の値は１００〜２３６（ｃｍ／ｓ）であった。

【００９０】前記の結果から、より大きなｐＳｖ（免
震）を示す地盤を選択する。平均せん断波速度Ｖｅまた
は工学的基盤深度Σｈｉと、ｐＳｖ（免震）の関係を図
１６に示す。図１６は免震周期として２．５秒の値のも
のであるが、２．５秒に限定されるものでない。図１６
（ａ）から明らかなように、平均せん断波速度とｐＳｖ
（免震）との間には、はっきりした相関が認められない
のに対し、（ｂ）に示すように、工学的基盤深度とｐＳ
ｖ（免震）との間には深度が深いほど、すなわち深度が
３０ｍを超えると、ｐＳｖ（免震）の値が大きくなる傾
向が認められる。

【００９１】「設計用入力地震動作成手法技術指針」の
手順において、最大増幅率βを適用する範囲は、０．２
Ｔｇ〜２．２Ｔｇの範囲であり、この範囲で地表波スペ
クトルはピークを示す場合が多い。ここでＴｇは地盤卓
越周期であり、Ｔｇ＝４Σｈｉ／Ｖｅの関係で求めるこ
とができる。２．２Ｔｇが免震周期範囲（２秒）以上に
入ると、ｐＳｖ（免震）が大きくなると考えられるか
ら、その条件を計算するとＴｇ≧０．９１（秒）とな
る。一方、今回採用した地盤の平均せん断波速度のヒス
トグラムを示す図１７を見ると、１４０ｍ／ｓ程度の頻
度が多いことが分かる。Ｔｇ＝４Σｈｉ／Ｖｅの関係式
より、Ｖｅ＝１４０ｍ／ｓ、Ｔｇ＝０．９１ｓｅｃとし
て、工学的基盤深度Σｈｉを計算すると３１．９ｍとな
り、工学的基盤深度が３０ｍを超えるとｐＳｖ（免震）
が大きくなる傾向が分かる。

【００９２】例えば、ある地域のボーリングデータとし
て、表１１に示す２０箇所のデータが得られたとする。
この場合、工学的基盤深度が３０ｍ以上であるａ〜ｄ、
ｆ〜ｇの７箇所の地盤（表１１でハッチングした地盤）
を選択する。このように選択した地盤について、前記し
た手順と同様の計算を実施し、地表波スペクトルｐＳｖ
を得る。その結果、得られた免震周期２．５ｓｅｃでの
ｐＳｖ（免震）は、表１２に示される。

【００９３】

【表１１】

【００９４】

【表１２】

【００９５】なお、表１２は前記した７箇所以外の地盤
の計算結果も示している。表１２より、工学的基盤深度
の深い７箇所の計算値（表１２でハッチングした地盤）
が、その他の地盤の計算値を概ね上回っていることが分
かる。表１２の結果より、地盤ｃの計算値が２３６（ｃ
ｍ／ｓ）で最大であり、この値を免震建築物の耐震設計
及び応答解析設計に用いることができる。

【００９６】このように地盤を選択するとき、平均せん
断波速度を計算することなく、工学的基盤の深度のみに
注目し、基盤深度が所定値以上すなわち３０ｍ以上の地
盤に限定して計算するので、より簡便に、より効率的に
計算することができる。そして、最大規模の設計用模擬
地表波を作成するときの工数が大幅に削減でき、短時間
で作成できコストダウンを達成できる。

【００９７】本発明の他の実施形態として、公知の地震
動スペクトルと、活断層の特性を考慮して活断層からの
距離を変えて計算した複数の地震動スペクトルとを比較
し、活断層の存在を考慮すべき距離を決定する例を説明
する。この場合、公知の地震動スペクトルとして、日本
建築センター発行の設計用入力地震動作成手法技術指針
に記載されている、表１に記載のレベル２の水平動基準
応答スペクトル２５（以下、建築センタースペクトルと
いう）を採用すると好適である。

【００９８】建築センタースペクトル（レベル２）２５
は、図１８に示すように、長周期ほど大きな値を示し、
０．６ｓｅｃ以上で速度レベルが１００ｃｍ／ｓｅｃと
なる特性を示している。建築センタースペクトルは、図
１９に示すように、工学的基盤面で定義されたスペクト
ルである。これに対し、日本建築学会論文報告集（197
9）の「地震断層を考慮した地震動スペクトルの推定」
に記載されている活断層スペクトルは、地震基盤面で定
義されたものである。このため、工学的基盤面での活断
層スペクトルを求めるためには、地震基盤と工学的基盤
の間の増幅率を別途計算し、地震基盤面でのスペクトル
にかけ合わせる必要がある。

【００９９】前記の増幅率は、例えば成層構造の重複反
射理論（HaskellのMatrixを用いた手法）により計算で
きる。ここでは、埼玉県岩槻の地盤を例にとって計算を
実施し、地盤特性を表１３に、増幅率を図２０に示す。
図２０で明らかなように、この地盤では、地震基盤から
工学的基盤まで地震が伝わる際に、概ね６倍程度に増幅
され、特に周期が２ｓｅｃ付近では増幅率が１０倍程度
になることが分かる。

【０１００】

【表１３】

【０１０１】次に、埼玉県南西部にある鶴川断層で、前
記した活断層スペクトルを求めた。その特性を表１４
に、断層からの震央距離を２０ｋｍ、５ｋｍ、２ｋｍ、
１ｋｍの４通りとした地震基盤でのスペクトルを図２１
に示す。図２１より、断層からの距離が短いほど速度レ
ベルが大きく、長周期側で１０ｃｍ／ｓ程度となること
が分かる。

【０１０２】

【表１４】

【０１０３】そして、前記した図２０に示す増幅率と、
図２１に示す地震基盤でのスペクトルとをかけ合わせた
結果を、図２２の工学的基盤でのスペクトル特性図に示
す。図２２より、震央距離を５ｋｍまで近づけても建築
センタースペクトル２５のほうが大きく、建築センター
スペクトル２５で評価しておけば安全側の設計であると
いえる。しかし、震央距離が１ｋｍ程度では、活断層ス
ペクトルのピーク値が建築センタースペクトル２５と同
レベルとなることが確認できた。このように活断層の存
在を考慮すべき距離を定量的に表せるため、公知の建築
センタースペクトル２５が利用できる限界範囲を明確に
でき、その限界において設計目標（クライテリア）の切
り替えが可能となる。

【０１０４】本発明の他に実施形態として、戸建て住宅
や免震住宅等の小規模建築物の地震応答解析のための基
準応答スペクトルについて説明する。この基準応答スペ
クトルは解放工学的基盤で設定された応答スペクトルで
ある。先ず、地震動レベルとして、レベル１およびレベ
ル２を定義する。レベル１は、小規模建物の供用期間は
５０年であるので設計用再現期間５０年の地震動レベル
とし、建物の供用期間中に１回以上受ける可能性がある
地震動と定義する。レベル２は、供用期間５０年に対し
て十分な余裕を考慮して設計再現期間１００年の地震動
レベルとし、建築地において過去および将来における最
強の地震動と定義する。

【０１０５】日本建築センターでは、水平動基準応答ス
ペクトルは解放工学的基盤面での応答スペクトル特性を
表すもので、前記した表１により定めるとしている。こ
こで、レベル１、２での基準応答スペクトルの値は、以
下の数１、数２に示す算定式を用いて計算することがで
き、各設定周期間のスペクトル値は両対数軸上で直線補
間され、図２３に示される特性を示す。図２３は、水平
動基準応答スペクトル（レベル２）２５と、水平動基準
応答スペクトル（レベル１）２６を示している。

【数１】

【数２】

【０１０６】ここで、再現期間換算係数について説明す
る。地震動の最大加速度と最大速度の再現期間換算係数
Ｒａ、Ｒｖは、それぞれの年最大値の確率分布に基づい
て定められる。すなわち、統計年間４００年の地震資料
を用いた上下限値を有する分布による結果に、１００年
統計期間の資料による結果との比の全国平均である
「０．９４」を乗じて求め、７都市におけるｒ年再現期
待値の値を１００年再現期待値で基準化すると、概ね次
式で推定可能である。 Ｒａ＝Ｒｖ＝（ｒ／１００）^0.54 （８） ｒは再現期間（年）を示す。

【０１０７】前記したレベル２の基準応答スペクトル
（ＢＣＪ−Ｌ２）の換算について以下に説明する。ＢＣ
Ｊ−Ｌ２の再現期間は２００年なので、式（８）のｒに
「２００」を代入すると、速度換算係数Ｒｖ＝（２００
／１００）^0.54＝１．４５となる。そして、再現期間１
００年の最大擬似速度応答スペクトルｐＳｖ１は、建築
センタースペクトル２５の最大擬似速度応答スペクトル
が１００ｃｍ／ｓであり、速度換算係数Ｒｖ＝１．４５
で割ると、ｐＳｖ１＝１００／１．４５＝６９ｍ／ｓ、
と低減される。

【０１０８】前記したレベル１の基準応答スペクトル
（ＢＣＪ−Ｌ１）の換算も、同様に行う。ＢＣＪ−Ｌ１
の再現期間は５０年なので、式（８）のｒに「５０」を
代入すると、速度換算係数Ｒｖ＝（５０／１００）^0.54
＝０．６９となる。そして、再現期間１００年の最大擬
似速度応答スペクトルｐＳｖ２は、建築センタースペク
トル２６の最大擬似速度応答スペクトルが５０ｃｍ／ｓ
であり、速度換算係数Ｒｖ＝０．６９で割ると、ｐＳｖ
２＝５０／０．６９＝７３ｍ／ｓ、と増加される。前記
のように求めたｐＳｖ１とｐＳｖ２とを比較し、設計用
再現期間１００年の最大擬似速度応答スペクトルは、安
全側の検討を考慮して最大擬似速度応答スペクトルを７
３ｍ／ｓとする。

【０１０９】以上から、地震動レベルの設定は、レベル
１の場合、再現期間５０年は建築センタースペクトル２
６（ＢＣＪ−Ｌ１、最大擬似速度応答スペクトル５０ｃ
ｍ／ｓ）を基準応答スペクトルとする。また、レベル２
の場合、設計再現期間１００年の最大擬似速度応答スペ
クトル７３ｃｍ／ｓを、ばらつきや誤差を考慮して、１
０％割増して最大擬似速度応答スペクトルを８０ｃｍ／
ｓとなるように建築センタースペクトル２５（ＢＣＪ−
Ｌ２、最大擬似速度応答スペクトル１００ｃｍ／ｓ）を
８０％に低減したスペクトルを基準応答スペクトルとす
る。このようにして、小規模建築物の設計用再現期間に
適した基準応答スペクトルを作成でき、それを地表波に
引き上げて地震応答解析を行うことができるので、過剰
設計とならない最適で安全な構造設計や免震設計が行え
る。これにより設計のコストを低減することができる。

【０１１０】ここで、前記した活断層や歴史地震を震源
とする地震波より作成した地震動スペクトルを、小規模
建築物の設計用再現期間（再来期間）に合わせる例につ
いて説明する。例えば、模擬地震動スペクトル、活断層
を震源とする地震や歴史地震の再現期間をｒ年、最大擬
似速度応答スペクトルをｐＳｖ_rとすると、再現期間１
００年からの再現期間換算係数（速度換算係数Ｒｖ）
は、再現期間をｒ年とすると、 Ｒｖ＝（ｒ／１００）^0.54 となる。そして、再現期間１００年の最大擬似速度応答
スペクトルｐＳｖ₁は、 ｐＳｖ₁＝ｐＳｖ_r／（ｒ／１００）^0.54 となり、誤差を考慮して、１０％割増して、設計用再現
期間１００年の最大擬似速度応答スペクトルｐＳｖ１０
０は、 ｐＳｖ１００＝[ｐＳｖ_r／（ｒ／１００）^0.54]×１．
１ となる。

【０１１１】このようにして求めた模擬地震動スペクト
ル、活断層を震源とする地震や歴史地震による地震動ス
ペクトルを基準応答スペクトルとして地震応答解析を行
い、最も大きい応答で構造設計や免震層設計を検討す
る。従って、小規模建築物の設計用再現期間に適した基
準応答スペクトルを作成でき、これを地表波に引き上げ
て地震応答解析を行うことができるので、過剰設計にな
らない最適で安全な免震層設計が行える、このため、設
計のコストを低減することができる。

【０１１２】次に、前記の再現期間を活断層の再現期間
から求める例について説明する。この例では、再現期間
を活断層の長さと活動度から求めることを特徴とする。
すなわち、活断層による地震の発生頻度は、平均変位速
度が大きいほど大きく、平均変位速度が同じ場合は断層
の長さが長く、発生する地震の規模が大きいほど発生頻
度が小さくなることに基づくものであり、断層長さＬ
（ｋｍ）と平均変位速度Ｓ（ｍｍ／年）から、次式によ
り計算できる。 ｌｏｇＲ＝ｌｏｇ（Ｌ／Ｓ）＋１．９ （９） ここで、平均変位速度Ｓ（＝断層変位量Ｄ／年数Ｔ）
は、表１５に示すように、活動度に基づき安全側の値を
採用する。

【０１１３】

【表１５】

【０１１４】再現期間を活断層から求める例として、図
２４に示す東京都西部に位置する鶴川断層３０と、栃木
県北部に位置する関谷断層３１について計算する。な
お、図２４において、福島県東部の断層は、双葉断層で
あり、長野県には松本盆地断層、木曽山脈山麓断層が示
されている。

【０１１５】鶴川断層３０の場合、長さＬ＝４０．５ｋ
ｍ、活動度Ｃであるから、（９）式にＬ＝４０．５、Ｓ
＝０．１を代入すると、Ｒ＝１０^{[log(40.5/0.1)+1.9]}
＝３２１７０（年）となる。これを適用範囲の上限５０
０年に置き換えて、前記の（８）式と同様の式Ｒａ＝Ｒ
ｖ＝（Ｒ／１００）^0.54 （１０）に代入すると、
Ｒａ＝Ｒｖ＝（５００／１００）^0.54＝２．３８とな
る。関谷断層３１の場合、Ｌ＝３９．３ｋｍ、活動度Ａ
であるから、（９）式にＬ＝３９．３、Ｓ＝１０を代入
すると、Ｒ＝１０^{[log(39.3/10)+1.9]}＝３１２年とな
る。これを前記の（１０）式に代入すると、Ｒａ＝Ｒｖ
＝（３１２／１００）^0.54＝１．８５となる。

【０１１６】よって、建築地が関東地方の場合、安全側
の値Ｒａ＝Ｒｖ＝１．８５で補正したスペクトルを設計
用入力地震動スペクトルとして採用する。このように、
小規模建築物の設計用再現期間に適した入力地震動スペ
クトルを、活断層の長さと活動度から作成できるので、
過剰設計とならない最適で安全な構造設計や免震層設計
が行える。そして、建築可能範囲の拡大やコストダウン
効果も期待できる。

【０１１７】前記した地盤調査方法を用いて、建築地に
おいてボーリング調査を実施しなくても設計用地表波ス
ペクトル、地盤卓越周期、液状化の可能性を推定するこ
とができる。推定された設計用地表波スペクトル、地盤
卓越周期および／または液状化の可能性を用いて、免震
建物の減衰装置の設計に反映することができ、地盤の改
良の必要性についても判断できるため、免震建物を低コ
ストで建築することができる。

【０１１８】また、前記した地盤調査方法を用いて、建
築地における応答スペクトルを算出し、前記建築地に建
築する建物の固有周期に対して前記応答スペクトルの応
答が小さくなるように調整設計することができる。この
場合、例えば実測データから応答スペクトルを算出する
例について、以下に説明する。実測データとして、１９
９５年兵庫県南部地震の際、神戸海洋気象台で記録され
た地震波を使用する。図２５は、このデータの時刻歴デ
ータＮＳ成分を示している。

【０１１９】このデータは、神戸海洋気象台付近で発生
しやすい地震波の特性及び表層地盤の特性等の地域性を
反映しているものであり、このデータから加速度応答ス
ペクトル等を算出できるが、本例では図２６に示す変位
応答スペクトルを算出した。図２６において、横軸は建
物の固有振動数（Ｈｚ）、縦軸はその振動数の建物に当
該地震入力があった場合の応答変位（ｃｍ）である。同
図において、例えば建物の階高を２．８ｍ、層間変形角
を１／１００以下に抑えたい場合、応答変位を２．８ｃ
ｍ以下にする必要がある。これから安全を見て応答変位
の目標値を２．０ｃｍ以下と設定すると、ハッチングで
示すように、建物の固有振動数は４．０Ｈｚ以上に調整
することが望ましいことが分かる。

【０１２０】次に、建物の固有振動数を調整する一例に
ついて、図２７を参照して説明する。図２７は外壁の固
定イメージ図である。（ａ）に示す変更前の状態では２
枚の外壁パネル４０，４０は左右の垂直辺が、それぞれ
３本のリベット４１でスタッド４２に固定されている。
このリベットの本数を例えば（ｂ）に示すように、それ
ぞれ５本とすることで建物の固有周期の調整をすること
ができる。また、リベット本数を増やす代わりに外壁パ
ネルを固定するスタッド４２の材厚を変更してもよく、
スタッド４２を水平部材４３に固定する固定ボルト４４
をハイテンションボルトに変更することにより固有周期
を調整することができる。このように、応答スペクトル
の応答が小さくなるように、建物の固有振動数を調整設
計することにより、建物の被害を軽減することができ
る。

【０１２１】さらに、前記した設計用地盤卓越周期と推
定する地盤調査方法を用いて、建築地における地盤卓越
周期を推定し、前記建築地に建築する建物の固有周期と
前記推定値とを外すように調整設計することができる。
このときに使用する地盤卓越周期は解析により求めたも
のや、測定により求めたもののどちらでもよい。応答加
速度に注目した場合の例として、１９６８年十勝沖地震
の際、八戸港湾で図２８に示す地震波時刻歴データＮＳ
成分が記録された。

【０１２２】このデータから加速度（又は速度、変位）
応答スペクトル等を算出できるが、本例では図２９に示
す加速度応答スペクトルを算出した。図２９において、
横軸は建物の固有振動数（Ｈｚ）、縦軸は当該地震入力
があった場合の応答加速度（ｃｍ／ｓ²）である。同図
において、建物の固有振動数が３．０Ｈｚ或いは４．５
Ｈｚ付近では大きな応答（８００ｍ／ｓ²）を示すこと
が分かる。また、３．８Ｈｚ程度か、もしくは５．０Ｈ
ｚ以上では応答が小さいことが分かり、ハッチングで示
す範囲に建物の固有振動数が入るように調整すれば、地
震時の応答加速度が低減できる。これにより家具転倒等
による物的、人的被害の防止が期待できる。

【０１２３】

【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明の請求項１に記載の発明による地盤調査方法によれ
ば、建築地においてボーリング調査を実施することな
く、近隣のボーリングデータを利用して短時間で、しか
も低コストで精度よく、設計用の地表波スペクトルを推
定することができる。このため、設計用地表波スペクト
ルを免震装置の設計等に反映させることができ、地盤調
査を必要とする免震建物のコストダウンに極めて有効で
ある。

【０１２４】本発明の請求項２に記載の発明による地盤
調査方法によれば、建築地においてボーリング調査を実
施することなく、近隣のボーリングデータを利用し、地
盤の層構造より複数地点の層構造が連続していることを
確認して短時間で、しかも低コストで精度よく、設計用
の地表波スペクトルを推定することができる。このた
め、設計用地表波スペクトルを免震装置の設計等に反映
させることができ、地盤調査を必要とする免震建物のコ
ストダウンに極めて有効である。

【０１２５】本発明の請求項３に記載の発明による地盤
調査方法によれば、複数のボーリングデータから絞り込
んだ複数の地表波スペクトルを算出し、最大のものを設
計用地表波スペクトルとするので、開削ボーリング調査
が不要となり、地盤調査費用の削減が図れる。

【０１２６】本発明の請求項４に記載の発明による地盤
調査方法によれば、近隣のボーリングデータから得られ
た地表波スペクトルに増幅特性係数をかけることによ
り、より精度の高い設計用地表波スペクトルを得ること
ができる。

【０１２７】本発明の請求項５に記載の発明による地盤
調査方法によれば、近隣の複数のボーリングデータから
算出した地盤卓越周期から安全側の地盤卓越周期を推定
でき、免震建築物のコストダウンを達成することができ
る。

【０１２８】本発明の請求項６に記載の発明による地盤
調査方法によれば、近隣のボーリングデータを利用して
容易に、短時間で建築地の液状化の可能性を推定でき、
免震建築物が建築できるかを判断することができるとと
もに、地盤改良が必要かを判断することができる。

【０１２９】本発明の請求項７に記載の発明による地盤
調査方法によれば、深度の浅い地盤調査により液状化危
険度の判定ができるので、調査費用の削減と調査時間の
短縮が可能となる。

【０１３０】本発明の請求項８に記載の発明による地盤
調査方法によれば、建築地における精度の高い設計用地
表波スペクトルとして推定できるため、免震装置等の設
計に役立てることができ、免震建築物のコストダウンに
貢献できる。

【０１３１】本発明の請求項９に記載の発明による地盤
調査方法によれば、建築地において、より精度の高い設
計用地表波スペクトルとして推定できるため、免震装置
等の設計に役立てることができ、免震建築物のコストダ
ウンに貢献できる。

【０１３２】本発明の請求項１０に記載の発明による地
盤調査方法によれば、建築計画地ごとに必要であったボ
ーリング調査や地表波作成を省略することができ、また
地域ごとに設計用模擬地表波が統一でき、建築設計の標
準化ができ、建築設計が容易となり、コストダウンを達
成できる。

【０１３３】本発明の請求項１１に記載の発明による地
盤調査方法によれば、近隣の活断層や過去の歴史地震を
震源とする地震から最大規模の模擬地表波を作成し、適
用範囲を検討するため、必要な強度での建築が可能とな
る。

【０１３４】本発明の請求項１２に記載の発明による地
盤調査方法によれば、設計用模擬地表波を作成する際の
地盤は、工学的基盤の深度のみに注目して選択すればよ
く、平均せん断波速度の計算が不要となり、工数を削減
でき、より簡便に、より効率的に計算できる。また本発
明の請求項１３に記載の発明による地盤調査方法によれ
ば、工学的基盤深度が３０ｍ以上である地盤より、最大
規模の設計用模擬地表波を、より簡便に効率的に作成す
ることができる。

【０１３５】本発明の請求項１４に記載の発明による地
盤調査方法によれば、活断層からの距離と地震動スペク
トルの関係が明らかとなり、水平動基準応答スペクトル
と、ある距離における地震動スペクトルとが接近する場
合は、活断層の距離を考慮して設計用模擬地表波を作成
することができる。

【０１３６】本発明の請求項１５に記載の発明による地
盤調査方法によれば、所定の低減率をかけて小規模建築
物に適用できる基準応答スペクトルを算出するため、小
規模建築物の設計用再現期間に適した基準応答スペクト
ルを作成でき、地震応答解析を行うことができる。

【０１３７】本発明の請求項１６に記載の発明による地
盤調査方法によれば、最強の地震動を低減した地震動ス
ペクトルと、一回以上受ける可能性がある地震動を増幅
した地震動スペクトルの内、規模の大きいものを基準応
答スペクトルとするため、過剰設計とならない最適で安
全な構造設計や免震設計が可能となる。

【０１３８】本発明の請求項１７に記載の発明による地
盤調査方法によれば、小規模建築物の設計用再現期間に
適した入力地震動スペクトルを建築地近隣の活断層の長
さと活動度から求めた活断層の再現期間に合わせて作成
できるので、過剰設計とならない最適で安全な構造設計
や免震層設計を行え、建築可能範囲を拡大でき、免震建
物のコストダウンを達成できる。

【０１３９】本発明の請求項１８に記載の発明による地
盤調査方法によれば、設計用地表波スペクトル、設計用
模擬地表波を、小規模建築物の設計用再現期間に合わせ
て補正するので、小規模建築物の設計用再現期間に適し
た基準応答スペクトルを作成でき、これを地表波に引き
上げて地震応答解析を行うことができる。

【０１４０】本発明の請求項１９に記載の発明による免
震建物を建築する方法によれば、建築地においてボーリ
ング調査を実施しなくても設計用地表波スペクトル、地
盤卓越周期および／または液状化の可能性を推定できる
ため、免震建物を短時間で効率よく、しかも低価格で建
築することができ、地盤改良の判断もできる。

【０１４１】本発明の請求項２０に記載の発明による建
物の設計方法によれば、一般住宅に対しても耐震性の向
上を図ることができ、例えば壁クロスが切れる、剥がれ
る等の被害を軽減できる。本発明の請求項２１に記載の
発明による建物の設計方法によれば、建物内において、
例えば家具転倒による物的、人的被害の防止が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る地盤調査方法の一実施形態の建設
地、ボーリング地点の位置関係を示す平面図。

【図２】（ａ）、（ｂ）は、各ボーリング地点における
地表波スペクトル図、（ｃ）は推定した設計用地表波ス
ペクトル図。

【図３】（ａ）、（ｂ）は、他の各ボーリング地点にお
ける地表波スペクトル図、（ｃ）は推定した設計用地表
波スペクトル図。

【図４】本発明に係る地盤調査方法の他の実施形態の説
明図。

【図５】設計用地表波スペクトルを算出するフローチャ
ート。

【図６】大阪駅周辺のボーリングデータを示す概略平面
図。

【図７】図６の不適当なボーリングデータを除外した概
略平面図。

【図８】図７の想定建築地における近隣データ数、地盤
増幅率Ｇｓ、安全係数等を示す表図。

【図９】細粒土含有率と補正Ｎ値増分ΔＮ_fの関係を示
すグラフ。

【図１０】補正Ｎ値（Na）と飽和土層の液状化抵抗比τ
_l／σ’_zの関係を示すグラフ。

【図１１】液状化危険度判定シートを示す線図。

【図１２】（ａ）は、複数の地表波スペクトルを示すグ
ラフ、（ｂ）は、それらを包含する地表波スペクトルの
グラフ。

【図１３】活断層を震源として想定された模擬地震動ス
ペクトルの適用範囲の説明図。

【図１４】歴史地震を震源として想定された模擬地震動
スペクトルの適用範囲の説明図。

【図１５】表１０の場所における設計用入力地震動の周
期と地表波スペクトルｐＳｖを示すグラフ。

【図１６】（ａ）は、平均せん断波速度と地表波スペク
トルｐＳｖの関係を示すグラフ、（ｂ）は工学的基盤深
度と地表波スペクトルｐＳｖの関係を示すグラフ。

【図１７】平均せん断波速度の分布を示すグラフ。

【図１８】水平動基準応答スペクトル、レベル２（建築
センタースペクトル）の特性図。

【図１９】建築センタースペクトルと、活断層スペクト
ルの説明図。

【図２０】埼玉県岩槻の地震基盤から工学的基盤間の増
幅率を示すグラフ。

【図２１】断層からの震央距離を２０ｋｍ、５ｋｍ、２
ｋｍ、１ｋｍの４通りとした地震基盤でのスペクトル特
性図。

【図２２】図１９のスペクトル特性に、図２０の増幅率
をかけた工学的基盤でのスペクトル特性図。

【図２３】レベル１、レベル２を示す水平動基準応答ス
ペクトルの特性図。

【図２４】本州中央部の活断層を示す図。

【図２５】兵庫県南部地震の時刻歴データＮＳ成分を示
す線図。

【図２６】図２５の変位応答スペクトル線図。

【図２７】（ａ）は調整前、（ｂ）は調整後の建物の外
壁の固定イメージ図。

【図２８】十勝沖地震の地震波時刻歴データＮＳ成分を
示す線図。

【図２９】図２８の加速度応答スペクトル線図。

【符号の説明】

１ 建築地、 ２、３ ボーリング地点 ５、６ 地表波スペクトル、 ７ 推定した設計用地表波スペクトル ８、９ 地表波スペクトル、 １０ 推定した設計用地表波スペクトル、 １１、１３ 層構造、 １２、１４ まとめた層構造、 １５、１６、１７ 複数の地震動スペクトル、 １８ 包含した地震動スペクトル、 ２０ 活断層、 ２１ 歴史地震の震源、 ２５ レベル２の水平動基準応答スペクトル（建築セン
タースペクトル）、 ２６ レベル１の水平動基準応答スペクトル（建築セン
タースペクトル）、 ３０ 鶴川断層、 ３１ 関谷断層、 Ｘ、Ｙ 適用範囲

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡下 和彦 茨城県つくば市和台32 積水化学工業株式 会社内 Ｆターム(参考） 2D043 AA09 AB08 AC01

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築地近傍において複数のボーリング地
   点のボーリングデータを収集し、該データに対応する複
   数地点の地表波スペクトルを算出し、各地表波スペクト
   ルのうち規模の大きい側のデータを接続して合成するこ
   とにより設計用地表波スペクトルを得ることを特徴とす
   る地盤調査方法。
2. 【請求項２】 建築地近傍において複数のボーリング地
   点のボーリングデータを収集し、該データの地盤の層構
   造より複数地点の層構造が連続していることを推定し、
   前記データに対応する複数の地表波スペクトルを算出
   し、各地表波スペクトルのうち規模の大きい側のデータ
   を接続して合成することにより設計用地表波スペクトル
   を得ることを特徴とする地盤調査方法。
3. 【請求項３】 前記複数のボーリング地点のボーリング
   データから建築地と同一地形または同一地質のボーリン
   グデータに絞り込み、絞り込まれた複数のボーリングデ
   ータから複数の地表波スペクトルを算出し、そのうちの
   最大のものを設計用地表波スペクトルとすることを特徴
   とする請求項１または２に記載の地盤調査方法。
4. 【請求項４】 前記ボーリングデータから、工学的基盤
   からの増幅特性係数を算出し、該増幅特性係数を基準ス
   ペクトルにかけて前記地表波スペクトルを算出すること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の地
   盤調査方法。
5. 【請求項５】 建築地近傍において複数のボーリング地
   点のボーリングデータを収集し、該データに対応する複
   数の地盤卓越周期を算出し、各地盤卓越周期のうち最長
   周期の地盤卓越周期を建築地における設計用地盤卓越周
   期と推定することを特徴とする地盤調査方法。
6. 【請求項６】 建築地近傍において複数のボーリング地
   点のボーリングデータを収集し、該データより複数地点
   における液状化の可能性の数値を算出し、各地点におけ
   る前記数値のうち可能性の高い側の数値を、建築地にお
   ける液状化の可能性の数値と推定することを特徴とする
   地盤調査方法。
7. 【請求項７】 深度の浅い地盤調査で得られるＮ値と、
   孔内水位の測定結果から建築地における液状化の可能性
   を推定することを特徴とする請求項６記載の地盤調査方
   法。
8. 【請求項８】 前記ボーリング地点が２点であり、第１
   のボーリング地点と第２のボーリング地点との間に建築
   地が位置することを特徴とする請求項１乃至７のいずれ
   か１項に記載の地盤調査方法。
9. 【請求項９】 前記ボーリング地点が３点以上であり、
   建築地は複数のボーリング地点に囲まれていることを特
   徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の地盤調
   査方法。
10. 【請求項１０】 建築地における建築物を耐震設計する
    際の地盤調査方法であって、該方法は、最大規模の設計
    用模擬地表波を作成するために、最大規模の設計用地表
    波スペクトルを算出することを特徴とする地盤調査方
    法。
11. 【請求項１１】 前記最大規模の設計用模擬地表波は、
    建築地近傍の活断層または歴史地震を震源とする地震波
    より作成することを特徴とする請求項１０記載の地盤調
    査方法。
12. 【請求項１２】 前記最大規模の設計用模擬地表波は、
    工学的基盤深度が所定値以上である地盤より作成するこ
    とを特徴とする請求項１０記載の地盤調査方法。
13. 【請求項１３】 前記工学的基盤深度は、３０ｍ以上で
    あることを特徴とする請求項１２記載の地盤調査方法。
14. 【請求項１４】 水平動基準応答スペクトルと、前記活
    断層からの複数の距離における地震動スペクトルとを比
    較し、前記水平動基準応答スペクトルと前記複数の地震
    動スペクトルとの関係を求め、その大小関係から前記活
    断層の存在を考慮すべき距離を算出して前記設計用模擬
    地表波を作成することを特徴とする請求項１１記載の地
    盤調査方法。
15. 【請求項１５】 免震建築物等の供用期間が１００年以
    上を対象とした模擬地震動スペクトルを基準とした応答
    スペクトルに、小規模建築物に適用できるように所定の
    低減率をかけて基準応答スペクトルを算出することを特
    徴とする地盤調査方法。
16. 【請求項１６】 建築地において想定される最強の地震
    動に所定の低減率をかけて求めたスペクトルと、建物の
    供用期間中に一回以上受ける可能性がある地震動に所定
    の増幅率をかけて求めたスペクトルを比較し、安全側の
    規模が大きいスペクトルを基準応答スペクトルとするこ
    とを特徴とする地盤調査方法。
17. 【請求項１７】 建築地近隣の活断層の長さと活動度か
    ら求めた活断層の再現期間に合わせて、設計用入力地震
    動スペクトルを算出することを特徴とする地盤調査方
    法。
18. 【請求項１８】 前記設計用地表波スペクトル、または
    前記設計用模擬地表波を、小規模建築物の設計用再現期
    間に合わせて補正することを特徴とする請求項１乃至
    ４、８乃至１４のいずれかに記載の地盤調査方法。
19. 【請求項１９】 請求項１〜１８のいずれかに記載する
    地盤調査方法を用いて、建築地における設計用地表波ス
    ペクトル、地盤卓越周期および／または液状化の可能性
    を推定し、該推定値に基づき判断して前記建築地に免震
    建物を建築するか、前記建築地の地盤改良をしてから建
    築することを特徴とする免震建物の建築方法。
20. 【請求項２０】 請求項１〜４、８〜１８のいずれかに
    記載する地盤調査方法を用いて、建築地における応答ス
    ペクトルを算出し、前記建築地に建築する建物の固有周
    期に対して前記応答スペクトルの応答が小さくなるよう
    に調整設計することを特徴とする建物の設計方法。
21. 【請求項２１】 請求項５に記載する地盤調査方法を用
    いて、建築地における地盤卓越周期を推定し、前記建築
    地に建築する建物の固有周期と前記推定値とを外すよう
    に調整設計することを特徴とする建物の設計方法。