JP2004362311A - 地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】地震損害評価を精度よく行える地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体を提供する。
【解決手段】任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記損害額と地震発生率とに基づき期待損害を算出することとした。
【選択図】 図２
【解決手段】任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記損害額と地震発生率とに基づき期待損害を算出することとした。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に地震動強さ（たとえば、ＰＧＡ：最大地動加速度、ＰＧＶ：最大地動速度、震度階など）は断層破壊面からの距離が大きくなるに従い減少することが知られており、過去に観測された地震動のデータから経験的に導き出される上記現象をモデル化した距離減衰式（Ａ）の提案がなされるにいたっている。
【０００３】
【数１】
ここで、それぞれ、ａは地震動強さを示し、ｍはマグニチュードを示し、ｄは対象地点から震源までの距離を示している。
【０００４】
そして、上述の距離減衰式によれば、震源域の地震のマグニチュードｍおよび断層破壊面から地震動強さを求める対象地点までの距離ｄなどをもとに、対象地点の地震動強さを求めることができる。
【０００５】
そして、従来この種地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体（以下、「地震損害評価システム等」という）にあっては、地震損害評価の対象となる地点の地震動強さを上記距離減衰式を用いて算出するとともに、上記地震動強さに基づいて被害関数（フラジリティ曲線）を用いて被害率ｒを求め、さらに、この被害率ｒにたとえば建築物や施設の再調達費用、修理費用を乗ずることにより損害額を算出していた（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−２７６２６号公報（発明の実施の形態）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−２８２９６０号公報（発明の実施の形態）
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−１４８３４８号公報（発明の実施の形態）
【０００９】
【特許文献４】
特開平１１−１７５６２３号公報（発明の実施の形態）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の地震損害評価システム等では、距離減衰式を使用しているため、簡易に損害評価が可能である点ではよいのであるが、地震動そのものについては地震動強さしか考慮されないので、損害評価の精度が悪く、詳細な損害評価が不可能であった。
【００１１】
上記従来の地震損害評価システム等の中には、その点に着目し、地震動強さを被害率に換算する被害関数を緻密にする提案がなされているが、やはり、上述のように、地震動そのものについては地震動強さしか考慮されないので、この地震損害評価システム等でも、上記問題は解決されていない。
【００１２】
そこで、本発明は上記問題点を解決するために創案されたものであって、その目的とするところは、地震損害評価を精度よく行える地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出手段と、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１４】
本発明の第２の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出手段と、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１５】
本発明の第３の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出手段と、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
【００１６】
本発明の第４の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出手段と、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１７】
本発明の第５の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物および構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出手段と、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１８】
本発明の第６の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出手段と、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１９】
本発明の第７の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１，３，４または６の課題解決手段において、上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第８の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１，３，４，６または７の課題解決手段において、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出手段を備えた。
【００２１】
本発明の第９の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から８のいずれかの課題解決手段において、上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率を地震発生率算出手段が算出することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１０の課題解決手段の地震損害評価システムは、第９の課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率を含む地震情報を格納した地震情報データベースを備え、当該地震情報データベースの格納情報に基づき地震発生率算出手段が構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１１の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１０のいずれかの課題解決手段において、上記損害額および損害の一方又はその両方を、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算したものとすることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１２の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１１のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成手段が任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を震源域における断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１３の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１２のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成手段が生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１４の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１３のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成手段が任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第１５の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１４のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成手段が生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１６の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１５のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成手段の任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成手段の生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析手段の任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出手段の損害額算出過程もしくは損害算出手段の損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出する期待値算出手段を備え、期待損害算出手段が当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする。
【００２９】
本発明の第１７の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３０】
本発明の第１８の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３１】
本発明の第１９の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３２】
本発明の第２０の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３３】
本発明の第２１の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３４】
本発明の第２２の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３５】
本発明の第２３の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７，１９，２０または２２の課題解決手段において、上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする。
【００３６】
本発明の第２４の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７，１９，２０，２２または２３の課題解決手段において、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出ステップを備えた。
【００３７】
本発明の第２５の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２４のいずれかの課題解決手段において、構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを備えたことを特徴とする。
【００３８】
本発明の第２６の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第２５の課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率を含む地震情報を格納した地震情報データベースを備え、当該地震情報データベースの格納情報に基づき構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを備えたことを特徴とする。
【００３９】
本発明の第２７の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２６のいずれかの課題解決手段において、上記損害額算出ステップおよび損害算出ステップの一方又はその両方では、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算することを特徴とする。
【００４０】
本発明の第２８の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２７のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成ステップでは任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を震源域における断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする。
【００４１】
本発明の第２９の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２８のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成ステップでは生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする。
【００４２】
本発明の第３０の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２９のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成ステップでは任意地点における地震基盤面地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする。
【００４３】
本発明の第３１の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から３０のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成ステップでは地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする。
【００４４】
本発明の第３２の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から３１のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成ステップの任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成ステップの生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析ステップの任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出ステップの損害額算出過程もしくは損害算出ステップの損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出し、期待損害算出ステップが当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする。
【００４５】
本発明の第３３の課題解決手段の地震損害評価プログラムを記録した記録媒体は、第１７から３２のいずれかの課題解決手段の地震損害プログラムを記録した。
【００４６】
本発明の第３４の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００４７】
本発明の第３５の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出し、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００４８】
本発明の第３６の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出し、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００４９】
本発明の第３７の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出し、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００５０】
本発明の第３８の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出し、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００５１】
本発明の第３９の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出し、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００５２】
本発明の第４０の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４，３６，３７または３９の課題解決手段において、記載の地震損害評価方法上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする。
【００５３】
本発明の第４１の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４，３６，３７，３９または４０の課題解決手段において、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出することを特徴とする。
【００５４】
本発明の第４２の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４１のいずれかの課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域の歴史地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率の地震情報から地震発生率を算出することを特徴とする。
【００５５】
本発明の第４３の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４２のいずれかの課題解決手段において、上記損害額および損害の一方又はその両方を、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算して算出することを特徴とする。
【００５６】
本発明の第４４の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４３のいずれかの課題解決手段において、任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする。
【００５７】
本発明の第４５の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４４のいずれかの課題解決手段において、任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする。
【００５８】
本発明の第４６の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４５のいずれかの課題解決手段において、任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする。
【００５９】
本発明の第４７の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４６のいずれかの課題解決手段において、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする。
【００６０】
本発明の第４８の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４７のいずれかの課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、損害額算出過程もしくは損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出し、当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする。
【００６１】
したがって、本発明の課題解決手段によれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【００６２】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【００６３】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【００６４】
また、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物の期待損害を算出することができることから、現存する構造物およびその構造物内の収容物の将来発生する可能性のある地震動による期待損害を算出可能である。すると、構造物のオーナーは、この損害額から将来発生するであろう損害に対する修繕費の積み立てを行ったり、火災保険に加入したりといった対応が可能となり、この期待損害は、上記失われるであろう利益を含めてコストとして認識することが可能であるので、特に構造物を賃貸して収入を得る場合については、地震によるコストを正確に把握できるので、構造物の経営が容易となる。また、構造物の入居者についても、同様の対応が可能となるばかりでなく、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するコストの把握が可能であるので、たとえば、コストが最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになる。
【００６５】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の期待損害と、同装置を導入しない場合の期待損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。
【００６６】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができると同時に、構造物の各階層毎に損害評価する場合には、より一層精度の高い地震損害評価ができる。
【００６７】
さらに、マグニチュード毎に損害額を算出して期待損害を演算する場合には、より一層精度の高い地震損害評価が可能となる。
【００６８】
このとき、ライフサイクルコストを算出する場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【００６９】
他方、火災保険会社等においても、任意地点における現存および将来建築される構造物の地震による期待損害を算出することが可能であるので、保険掛け金の設定や保険の設計が容易となる。
【００７０】
また、この地震損害評価システムでは、精緻に期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【００７１】
そして、地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程で統計的グリーン関数法を用いた場合には、震源域における断層パラメータの他に震源域付近の物性値等も考慮されるために、地震基盤面の地震動の時刻歴を巨視的断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、より精密に算出することが可能であり、また、その演算処理についても、演算処理装置における演算処理時間も、算出方法がさほど複雑とならないので、断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、遜色がない。
【００７２】
また、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴を生成する過程で一次元重複反射理論を用いる場合には、複数層で構成される岩盤および表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等を考慮して地表面の地震動の時刻歴を生成するので、より精密に、地表面の地震動の時刻歴を算出することが可能である。
【００７３】
さらに、一義的には決定できない不確定要素について、モンテカルロ法を適用して、期待損害を算出する場合には、偏りが少ない理想的な演算結果が得られることとなる。すなわち、演算結果に偏りが少なくなるので、より平均的で信頼度の高い期待損害の値が得られる。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態における地震損害評価システムの構成を示す概念図である。第１の実施の形態における地震損害評価システムは、図１に示すように、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成されている。記憶装置１は、本発明の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されている。そして、記憶装置１は、具体的には、たとえば、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等である。また、震源域の各種地震情報としては、たとえば、この地震損害評価システムが日本国内のみで使用される場合には、日本国内および日本国内の任意地点に地震動を及ぼすであろう震源域をピックアップしてデータベースとしておけばよく、また、世界中における任意地点の地震損害評価をする場合には、それに応じて世界中の震源域についての各種地震情報をデータベースとすればよい。
【００７５】
入力装置２は、この地震損害評価システムを使用するユーザーが、適宜地震損害評価システムに与える命令やデータを入力するための装置であって、具体的には、たとえば、キーボードやマウス等で構成される。
【００７６】
演算処理装置３は、記憶装置１に格納された地震損害評価プログラムを実行するための装置であって、具体的には、たとえば、演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）とこのＣＰＵの演算処理結果や命令を一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、記憶装置１からＲＡＭにロードされた地震損害評価プログラムの与える命令に従って、ＣＰＵが演算処理して後述する期待損害を算出する。
【００７７】
表示装置４は、ＣＰＵによって算出された上記期待損害の算出結果を表示するための装置で、具体的には、たとえば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイやプリンタ等である。
【００７８】
すなわち、本実施の形態では、この地震損害評価システムは、周知のコンピュータシステムに具現化されている。
【００７９】
そして、第１の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップと、上記期待損害算出ステップにて算出した期待損害を表示する表示ステップとで構成され、地震損害評価システムのユーザーの操作により、演算処理装置３で実行されて最終的に期待損害を算出できるようになっている。
【００８０】
そして、具体的には、たとえば、第１の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第１の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順１００を示すフローチャートである図２に示すような手順で処理される。まず、地震損害評価システムを利用するユーザーが、ステップ１０１で入力装置２を介して任意地点たる構造物の位置（以下「構造物位置」という）と構造物の設計情報と構造物内収容物の調達費用、種類、数量等の情報（以下、単に「収容物情報」という）を地震損害評価システムに入力する。なお、構造物は、柱、梁、壁、床等の構造部材と、いわゆる建築仕上げに該当するカーテンウォール、ガラス、間仕切り等といった構造物の変形により損傷を受ける変形依存型非構造部材と、給水設備、空調設備、電源供給設備等の機械設備といった構造物の振動加速度に依存して損傷をうける加速度依存型非構造部材とからなり、構造物内収容物は、構造物内に収容される什器備品、コンピュータ等である。また、構造物の設計情報は、構造物の構造、構造物の各階層毎の柱と梁の材質と太さ、構造物の各階層毎の床と壁の厚さと材質、構造物の各階層毎の述べ床面積、建築年月日等の地震応答解析に必要な情報である。すると、上記構造物位置、構造物の設計情報、収容物情報等は記憶装置１に格納される。
【００８１】
つづいて、ステップ１０２では、演算処理装置３が入力された構造物位置から、上記各種地震情報のデータベースを参照して、この構造物位置に地震動を及ぼす可能性がある震源域を選択する。なお、選択の方法は、任意地点たる構造物位置から経験上構造物位置に地震動を及ぼす可能性があると考えられる距離に位置する、具体的には、たとえば、日本国内であれば半径３００ｋｍ以内に位置する震源域を選択するようにしておけばよい。なお、構造物位置からどの程度の距離に位置する震源域を選択するかについては、構造物位置における地下構造や表層地盤データによっても異なる場合があるので、これら地下構造や表層地盤データによって、構造物位置からの距離を最適となるように演算処理装置３に演算させてもよく、場合によっては、記憶装置に格納されている全ての震源域を選択するようにしてもよい。ちなみに、上述したところでは、演算処理装置３が構造物位置および各種地震情報から震源域を選択するようにしているが、これを地震損害評価システムのユーザーが選択するようにしてもよい。ここで、震源域とは、いわゆる活断層および過去に断層破壊があった地域および将来断層破壊があると考えられている地域を含むものである。
【００８２】
つづいて、ステップ１０３では、選択された震源域の断層破壊による任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が記憶装置１内に格納されている各種地震情報のベータベースを参照して、選択した震源域において発生しうるマグニチュードにより想定される選択された震源域の静的断層パラメータおよび動的断層パラメータを抽出して、この各断層パラメータから震源域における断層破壊を想定し、さらに、この震源域における断層破壊により引き起こされる任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。ここで、選択した震源域において発生しうるマグニチュードにより演算処理装置３が最適となる断層パラメータを抽出するように設定されている。なお、静的断層パラメータとは、図３に示すように、北を０度として断層の方向を示す走向角φ、断層の水平線からの傾きをしめす傾きθ、断層面のすべり角度を示すすべり角λ、地震基盤面からの深さをしめす深さｈ、断層の移動量をしめすすべり量Ｕ、断層の幅をしめす幅Ｗ、断層の長さをしめす長さＬ、断層の横ずれ量Ｕｓ、断層の縦ずれ量Ｕｄとからなり、動的断層パラメータとは、震源からの破壊伝播速度である。そして、これらの量で震源域における断層破壊をモデル化するとともに、当該震源域から任意地点までの距離から任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴が式（Ｂ）を利用して生成される。
【００８３】
【数２】
ここで、Ａ（ｆ）は地震波の加速度スペクトルを、ｆは地震波の振動数を、Ｒθφは放射特性係数を、ＦＳは自由表面による増幅を、ＰＲＴＩＴＮは２方向のエネルギーの分配を説明する低減係数を、ρは媒質の密度を、βは媒質のせん断波速度を、Ｍｏは小断層の破壊の地震モーメントを、Ｓ（ｆ，ｆｃ）は震源スペクトルを、ｆｃはコーナー周波数を、Ｐ（ｆ，Ｆｍａｘ）は高域遮断フィルターを、Ｆｍａｘは地震動の最大周波数を、Ｑｓは媒体の減衰性を、ｒは小断層から任意地点までの距離を、それぞれ示している。
【００８４】
より具体的には、演算処理装置３が、式（Ｂ）に基づいて、まず、任意地点たる構造物位置の地震動の加速度のスペクトルを得る。そして、この得られた加速度のスペクトルをフーリエ逆変換により時刻歴を生成する。ここで、地震動の時刻歴とは、地震動の振動加速度の時間的変化であり、上述のように、断層パラメータおよび地震基盤面と震源域との間の距離から算出することができる。なお、断層パラメータの各数値については、各種地震情報のデータベースの格納情報とされているが、ある程度の数値の幅があるので、たとえば、地震損害評価システムのユーザーがデータベース内に格納されている断層パラメータの各数値の幅を参照しながら、適切な数値を選択して入力するとしてもよく、また、各数値の平均値をあらかじめデータベース内に格納しておいて、時刻歴算出の際に各量における平均値を使用するとしてもよい。さらに、地震損害評価システムのユーザーが震源域におけるマグニチュードを設定することにより、演算処理装置３が最適となる断層パラメータを抽出するようにしておくとしてもよい。ちなみに、上述したところでは、地震動の加速度のスペクトルをフーリエ逆変換して時刻歴を算出するようにしているが、たとえば、経験上得られている地震動の時刻歴を各種地震情報のデータベースに格納しておき、この経験上得られている地震動の時刻歴を震源域と地震基盤面との間の距離を用いて補正演算して地震基盤面の地震動の時刻歴を算出するとしてもよく、また、地震動の加速度のスペクトルを算出する過程を得ずに、断層パラメータおよび震源域と構造物位置における地震基盤面との間の距離から直接時刻歴を算出する方法を採用してもよい。
【００８５】
そして、このステップ１０３では、任意地点たる構造物位置における地震基盤面に地震動を及ぼすステップ１０２で選択された震源域毎に、地震動の時刻歴を算出する。したがって、選択された震源域が複数の場合には、複数の時刻歴が算出されることとなる。
【００８６】
また、この任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成するには、統計的グリーン関数法を用いるとよい。統計的グリーン関数法とは、震源域における断層破壊や岩盤内の地震波の伝播を考慮して、地震基盤面での地震動の時刻歴を生成する手法であって、断層破壊面の位置、断層破壊面内の震源位置、断層破壊面上のすべり量分布、断層付近の物性値（せん断波速度、密度、減衰性）等に基づいて、地震基盤面の地震動の時刻歴を算出する。具体的には、図４に示すように、震源域における断層破壊面を小断層２０に分割し、この分割された各小断層２０から小地震波２１，２２，２３が式（Ｂ）により計算される。つづいて、この小地震波２１，２２，２３が各小断層２０から任意地点における地震基盤面まで伝播するのにかかる時間、断層破壊にかかる時間を考慮して、全小断層２０からの小地震波２１，２２，２３を合成して、任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴２４が算出される。したがって、震源域における断層パラメータの他に、震源域における断層破壊面を小断層に分割し、さらに、震源域付近の物性値等も考慮されるために、地震基盤面の地震動の時刻歴を巨視的断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、より精密に算出することが可能であり、また、その演算処理についても、演算処理装置３における演算処理時間も、算出方法がさほど複雑とならないので、断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、遜色がない。
【００８７】
そして、ステップ１０４では、演算処理装置３が、ステップ１０３で生成された任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴から、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が、上記地震基盤面の地震動の時刻歴および任意地点たる構造物位置の地下構造および表層地盤データに基づいて任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。なお、地下構造および表層地盤データについては、あらかじめ記憶装置１内にデータベースとして格納しておき、ステップ１０１で構造物位置を入力することにより、演算処理装置３において当該地下構造および表層地盤データを参照するように設定しておくと便利であるが、これに換えて、ステップ１０１の構造物位置の入力に際して、地震損害評価システムを使用するユーザーが地下構造および表層地盤データを入力するとしてもよい。なお、地下構造および表層地盤データは、複数層で構成される岩盤および表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等である。
【００８８】
さて、地表面の地震動の時刻歴を生成する手法であるが、演算処理装置３が、ステップ１０３で得られた地震基盤面の地震動の時刻歴を、上記地下構造および表層地盤データから岩盤および表層地盤の力学特性に基づいて地表面の地震動の時刻歴に変換する演算処理を行う。
【００８９】
そして、このステップ１０４では、ステップ１０３で得られた任意地点たる構造物位置における地震基盤面に地震動の時刻歴が複数ある場合には、その時刻歴毎に、上記演算処理を行って、地表面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、震源域毎に構造物位置における地表面の地震動の時刻歴が生成されることとなる。
【００９０】
また、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴を生成するには、一次元重複反射理論を用いるとよい。一次元重複反射理論法とは、地震基盤面の時刻歴を地表面の地震動の時刻歴に変換する手法であって、図４に示すように、上述の複数層で構成される岩盤および表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等を考慮してステップ１０３で得られた地震基盤面の地震動の時刻歴２４から地表面の地震動の時刻歴２５を生成する手法である。
【００９１】
具体的には、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴は、式（Ｃ）を利用して生成される。
【００９２】
【数３】
ここで、Ａｓｕｒｆａｃｅ（ｆ）は地表面の地震動加速度のフーリエスペクトルを、ｆは振動数を、Ｈ（ｆ）は表層地盤の伝達関数を、Ａｂａｓｅ（ｆ）は地震基盤面の入射加速度のフーリエスペクトルを、それぞれ示している。ここで、実際の計算過程を説明すると、式（Ｂ）で求めた任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をフーリエ逆変換によってＡｂａｓｅ（ｆ）を求め、この値に多層からなる岩盤および表層地盤の物性値（せん断波速度、密度、層厚、減衰性）から求められる伝達関数Ｈ（ｆ）を乗じて得られる地表面の地震動加速度のフーリエスペクトルＡｓｕｒｆａｃｅ（ｆ）をフーリエ逆変換することにより、地表面における地震動の時刻歴を求める。このとき、表層地盤の各層の剛性や減衰性には非線形性（歪に対する依存性）があるので、等価線形化法等の収束計算を行う。
【００９３】
なお、地震基盤面の地震動の時刻歴を地表面の地震動の時刻歴に変換するにあたり、経験的に得られている地震情報を用いて変換することもできるが、必ずしも、経験的に得られている地震情報は任意地点における地表面で観測したデータではないので、地下構造および表層地盤データに基づいて地表面の地震動の時刻歴を生成するとしたほうが、より精密に、地表面の地震動の時刻歴を算出することが可能である。
【００９４】
つづいて、ステップ１０５では、演算処理装置３が、ステップ１０４で演算された任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として構造物の地震応答解析を行う。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ１０１で入力された構造物の設計情報に基づき地震応答解析を行うが、より具体的には、構造物の力学特性、すなわち、構造物の設計情報に基づいて算出される構造物の各階層毎の重量、剛性、減衰性から構造物の揺れの状態を演算し、結果として構造物の各階層毎の振動の最大応答加速度および層間変形角の地震応答値が算出される。たとえば、構造物を、図５に示すように、地震動の時刻歴Ｊを入力とし、構造物の各階層をＦ１，Ｆ２，・・，ＦＮとしてその質点をバネで接続した直列せん断モデルとして弾塑性地震応答解析を行い、振動Ｓ１，Ｓ２，・・，ＳＮを得て、さらに、これら振動Ｓ１，Ｓ２，・・，ＳＮから各階層の最大応答加速度および層間変形角が算出される。
【００９５】
そして、この地震応答解析は、ステップ１０２で選択された震源域が複数の場合には、各震源域毎に行われる。なお、地震応答解析の手法は、弾塑性応答解析による以外にも、少なくとも構造物の最大応答加速度を得られる他の公知の手法を行って解析してもよい。
【００９６】
さらに、ステップ１０６では、演算処理装置３が、ステップ１０５で得られた地震応答値に基づいて構造物および構造物内収容物の損害額が演算される。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ１０１で入力された構造物の設計情報および収容物情報に基づき損害額を算出する。そして、より具体的には、フラジリティ曲線を用いて、演算される。詳しく説明すると、構造物の損害額のうち、構造部材および変形依存型非構造部材については上記地震応答値のうち層間変形角と、構造物の構造および築年数に対応するフラジリティ曲線を用いて算出され、加速度依存型非構造部材については上記地震応答値のうち最大応答加速度と構造物の構造および築年数に対応するフラジリティ曲線を用いて算出される。なお、フラジリティ曲線は、構造部材および変形依存型非構造部材に対応するものと、加速度依存型非構造部材に対応するもの個別に用意されるが、演算処理装置３は、このフラジリティ曲線をあらかじめ記憶装置１内に格納しておくことにより、構造物の設計情報から最適なフラジリティ曲線を抽出できるように設定されている。
【００９７】
ここで、フラジリティ曲線は、図６に示すように、地震応答と被害との相関関係を示すものであり、縦軸は確率を示し、横軸は地震応答値を示しており、この図６の縦軸と横軸で作られる平面はフラジリティ曲線によって複数の領域に分割されており、この領域は、領域毎に構造物もしくは構造物内収容物のうける損傷の状態を表しており、以下、領域Ｎは被害が無いことを示しており、領域Ｓは構造物もしくは構造物内収容物が小破すること示しており、領域Ｍは構造物もしくは構造物内収容物が中破すること示しており、領域Ｅは構造物もしくは構造物内収容物が大破すること示しており、領域Ｃは構造物もしくは構造物内収容物が全壊すること示している。ここで、損害額算出にあたっては、構造物の各階層毎に以下に示す演算が行われる。
【００９８】
演算対象の構造物の１つの階層における地震応答値がＸの場合、すなわち、地震応答値Ｘから図６中垂直に引いた点線１０が交わる領域は、図６中下から順に領域Ｃ、領域Ｅ、領域Ｍ、領域Ｓおよび領域Ｎであることがわかる。ついで、点線１０が交わる各領域Ｃ，Ｅ，Ｍ，Ｓ，Ｎについて、それぞれの損傷の状態が出現する確率は、点線１０が各領域Ｃ，Ｅ，Ｍ，Ｓ，Ｎに交わっている長さで認識される。したがって、領域Ｃ，Ｅ，Ｍ，Ｓ，Ｎ毎、すなわち各損傷の状態毎に出現確率が設定される。なお、図６中領域Ｃ，Ｅについては、点線１０は微小な長さで交わっており、確率はゼロではない。
【００９９】
さらに、この各損傷の状態毎の損害額が計算されるが、具体的には、図７に示すような各損傷状態毎に構造物および構造物内収容物の再調達費用に対する損害割合をあらかじめ設定しておき、この損害割合と上記再調達費用とを乗算して各損傷状態における損害額を算出し、さらに、この各損傷状態における損害額と対応する出現確率とを乗算し、こうして得られた各結果全てがさらに合算される。なお、この演算は構造物の各階層毎に行われ、各階層毎に得られた加算結果がさらに全て合算されることにより構造物と構造物内収容物の損害額が算出される。
【０１００】
すなわち、構造物の各階層毎の損傷状態から各階層毎の構造物および構造物内収容物の損害額を算出して、それら各階層毎の損害額をトータルしたものが構造物および構造物内収容物の損害額となるのである。したがって、ここで言う損害額は期待値として把握される。また、この構造物および構造物内収容物の損害額は、上記ステップ１０３，１０４，１０５と同様に震源域毎に行われる。
【０１０１】
また、損害額について、構造物および構造物内収容物の再調達費用から算出しているが、この構造物および構造物内収容物の再調達費用に加えて、機能損失時間を勘案して、その損失時間に構造物および構造物内収容物が獲得できなかった利益を損害と見なして、損害額にこの利益を加算して演算するとしてもよい。この場合には、具体的には、図８に示すような、機能復旧曲線が使用される。この機能復旧曲線は、その損害の状態毎に設定され、縦軸が機能復旧率で、横軸が時間である。すなわち、この機能復旧曲線は、構造物や構造物内収容物の機能復旧率と時間との相関関係を示している。そして、この機能復旧曲線を用いれば、地震動によって構造物および構造物内収容物の機能が復旧するまでの時間が算出され、この時間と、たとえば、１月当り、１日当りもしくは単位時間当りの利益とで失われるであろう利益を算出することが可能である。ちなみに、失われるであろう利益をも算出して損害額に加える場合には、上述の１月当り、１日当りもしくは単位時間当りの利益をステップ１０１の構造物の種々の情報を入力するときに、入力するとすればよい。
【０１０２】
なお、上述したところでは、構造物および構造物内収容物の損害額を各階層毎の構造物および構造物内収容物の損害額をトータルすることで算出しているが、これに換えて、地震動強さ（ＰＧＡやＰＧＶ、震階度など）と構造物の損傷状態との相関関係を示すフラジリティ曲線を利用して、直接構造物および構造物内収容物の全体の損害額を算出するとしてもよいが、各階層毎に損害額を算出するほうが精密に損害額を算出可能である。
【０１０３】
さらに、上記演算後、演算処理装置３は、ステップ１０７で、期待損害を演算する。すなわち、構造物および構造物内収容物の損害額と震源域における構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の地震発生率とから期待損害を演算する。震源域における地震発生率については各種地震情報のデータベースを参照して、その震源域における地震発生率を抽出し、この震源域における地震発生率とその震源域が及ぼす構造物および構造物内収容物の損害額を乗算する。ここで、地震発生率は、たとえば、単位年当りにその震源域において地震が発生する頻度をさす。なお、地震の発生をポアソン過程と仮定する場合には、時間にかかわらず、地震発生率は一定の値となるので、震源域における地震発生率を一定の値として損害額を計算してもよい。そして、この演算を震源域毎に行い、この演算結果を全てトータルすることで期待損害が演算される。したがって、このステップ１０７の演算結果は、選択された各震源域が任意地点たる構造物位置にある構造物および構造物内収容物の損害額の期待値である。
【０１０４】
すなわち、具体的には、式（Ｄ）により期待損害Ｅ［ＣＣ Ｄ］が算出される。
【０１０５】
【数４】
ここで、Ｅ［ＣＤ］は震源域毎に生じる構造物もしくは構造物内収容物の期待値としての損害額、Ｑは金利係数（Ｑ＝１／（１＋ｄ），ｄは金利）、ｔ０は計算開始時間、ｔｌｉｆｅは残存耐用年数、ν（ｔ）は震源域における地震発生率、ａｌｌ ｓｏｕｒｃｅｓは選択された震源域の全てを示している。なお、単純に損害額のみを算出するだけであれば、金利係数の項を省くことができるが、金利係数を計算に含むことにより、残存耐用年数内で発生する損害額をコストとして把握できるようになる。つまり、この場合には、損害額を支出することによって、その支出が無かった場合にその支出に相当する金額を運用して得られるであろう利益まで計算することができる。言い換えれば失われるであろう利益を計算することによって、損害額から生じる損失まで把握することができる。なお、上記金利係数を勘案する場合には、損害額が地震損害評価の計算期間中いつ発生するかも計算しなくてはならないので、期待損害を算出するときに、各震源域の損害計算にあたり、たとえば、単年毎に損害額を算出することとなる。実際には、損害額に単年毎の地震発生率を使用して期待損害を算出することとなる。また、金利係数を省く場合には、単年毎に損害額を算出する必要が無いのは言うまでもない。
【０１０６】
また、上述したところでは、選択した震源域において発生しうるマグニチュードにより地震基盤面および地表面の地震動の時刻歴を生成し、地震応答解析を行い、損害額を算出するが、発生しうるマグニチュードが複数存在する震源域においては、マグニチュード毎に、ステップ１０３からステップ１０６の処理を繰り返して、マグニチュード毎に損害額を算出して、そのマグニチュード毎の損害額とマグニチュード毎の地震発生率とから期待損害を演算するとしてもよい。当該震源域に複数のマグニチュードの地震が発生する可能性がある場合とは、その震源域にて複数のマグニチュードの地震が発生している場合や断層の状況から複数のマグニチュードの地震を発生する可能性がある場合が想定され、主として、過去地震データにより判断されることになる。したがって、特定のマグニチュードの地震しか発生しないような震源域については、マグニチュードは特定されているので、その特定されたマグニチュードの地震による期待損害を算出するとしてもよいが、実際には、特定されたマグニチュード以外の地震発生率はゼロとなるので、各マグニチュードについて演算実行するとしても差し支えない。なお、実用上は、構造物、構造物内収容物に損害を与える可能性のあるマグニチュード５以上の地震についてのみ、演算するとしてもよい。
【０１０７】
この場合には、式（Ｅ）を用いて期待損害Ｅ［ＣＣ Ｄ］が算出される。
【０１０８】
【数５】
ここで、Ｅ［ＣＤ（ｍｊ）］は各震源域のマグニチュード毎に生じる構造物もしくは構造物内収容物の期待値としての損害額、Ｑは金利係数（Ｑ＝１／（１＋ｄ），ｄは金利）、ｔ０は計算開始時間、ｔｌｉｆｅは残存耐用年数、ν（ｔ，ｍｊ）はマグニチュードｍｊの地震の時間ｔにおける発生率、すなわち、震源域におけるマグニチュード毎の地震発生率、ａｌｌ ｓｏｕｒｃｅｓは選択された震源域の全てを示している。なお、単純に損害額のみを算出するだけであれば、金利係数の項を省くことができること、および、金利係数を計算に含むことにより、損害額から生じる損失まで把握することができることは上述したとおりである。また、この場合にも、上記金利係数を勘案する場合には、損害額が地震損害評価の計算期間中いつ発生するかも計算しなくてはならないので、期待損害を算出するときに、各震源域の損害計算にあたり、たとえば、単年毎に損害額を算出することとなる。実際には、損害額に単年毎の地震発生率を使用して期待損害を算出することとなる。また、金利係数を省く場合には、単年毎に損害額を算出する必要が無いのは言うまでもない。
【０１０９】
最後に、この構造物および構造物内収容物の期待損害がステップ１０８の処理によりディスプレイやプリンタ等の表示装置により表示される。ここで、表示方法としては、構造物および構造物内収容物の損害額をそれぞれ別々に表示するとしてもよく、また、構造物の損害額および構造物内収容物の損害額を合算したものも同時に表示してもよい。
【０１１０】
上述のように地震損害評価システムは構成されるが、この本実施の形態の場合、地震損害評価プログラムの各ステップと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３が、後述の地震基盤面時刻歴生成手段、任意地点時刻歴生成手段、解析手段、損害額算出手段、期待損害算出手段、損害算出手段および地震発生率算出手段となる。そして、表示手段は表示装置４となる。
【０１１１】
そして、この第１の実施の形態の地震損害評価システムによれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【０１１２】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【０１１３】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【０１１４】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができ、さらに、構造物の各階層毎に損害評価するで、この点でも、精度の高い地震損害評価ができる。
【０１１５】
また、マグニチュード毎に損害額を算出して期待損害を演算する場合には、より一層精度の高い地震損害評価が可能となる。
【０１１６】
さて、この地震損害評価システムは、たとえば、以下のように使用される。この地震損害評価システムにあっては、上述のように、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物の期待損害を算出することができることから、現存する構造物およびその構造物内の収容物の将来発生する可能性のある地震動による期待損害を算出可能である。すると、構造物のオーナーは、この損害額から将来発生するであろう損害に対する修繕費の積み立てを行ったり、火災保険に加入したりといった対応が可能となり、この期待損害は、上記失われるであろう利益を含めてコストとして認識することが可能であるので、特に構造物を賃貸して収入を得る場合については、地震によるコストを正確に把握できるので、構造物の経営が容易となる。また、構造物の入居者についても、同様の対応が可能となるばかりでなく、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するコストの把握が可能であるので、たとえば、コストが最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになる。
【０１１７】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の期待損害と、同装置を導入しない場合の期待損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。このとき、この地震損害評価システムに期待損害を演算することに加え、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出ステップを設けて、構造物および構造物内収容物の調達費用、すなわち、初期コストをステップ１０１で入力し、ステップ１０７で算出する期待損害にこの初期コストを加算して、耐用年数内に生じるであろうコスト、すなわち、ライフサイクルコストを演算するようにしておけば、構造物に免震、制振装置を導入する場合のライフサイクルコストと、同装置を導入しない場合のライフサイクルコストとを比較することができるようになるので、この場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。なお、この場合ライフサイクルコスト算出手段は、地震損害評価プログラムのライフサイクルコスト算出ステップと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３で構成されることとなる。そして、具体的には、たとえば、ライフサイクルコストＥ［ＣＬ］は、式（Ｆ）により演算されることとなる。
【０１１８】
【数６】
ここで、ＣＩは構造物および構造物内収容物の調達費用たる初期コスト、Ｅ［ＣＤ（ｍｊ）］は震源域毎に生じる構造物もしくは構造物内収容物の期待値としての損害額、Ｑは金利係数（Ｑ＝１／（１＋ｄ），ｄは金利）、ｔ０は計算開始時間、ｔｌｉｆｅは残存耐用年数、ν（ｔ，ｍｊ）はマグニチュードｍｊの地震の時間ｔにおける発生率、すなわち、震源域におけるマグニチュード毎の地震発生率、ａｌｌ ｓｏｕｒｃｅｓは選択された震源域の全てを示している。なお、単純に損害額のみを算出するだけであれば、金利係数の項を省くことができること、および、金利係数を計算に含むことにより、損害額から生じる損失まで把握することができることは上述したとおりである。また、この場合にも、上記金利係数を勘案する場合には、損害額が地震損害評価の計算期間中いつ発生するかも計算しなくてはならないので、期待損害を算出するときに、各震源域の損害計算にあたり、たとえば、単年毎に損害額を算出することとなる。実際には、損害額に単年毎の地震発生率を使用して期待損害を算出することとなる。また、金利係数を省く場合には、単年毎に損害額を算出する必要が無いのは言うまでもない。
【０１１９】
また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【０１２０】
他方、火災保険会社等においても、任意地点における現存および将来建築される構造物の地震による期待損害を算出することが可能であるので、保険掛け金の設定や保険の設計が容易となる。
【０１２１】
また、この地震損害評価システムでは、精緻に期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１２２】
つづいて、第２の実施の形態における地震損害評価システムについて説明する。第２の実施の形態においても、第１の実施の形態における地震損害評価システムと同様に、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成され、記憶装置１には、本発明の第２の実施の形態の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、活動度、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されており、その他、入力装置２、演算処理装置３、表示装置４については第１の実施の形態と同様の構成である。
【０１２３】
そして、第２の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、地震情報データベースの格納情報に基づき構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップと、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップと、上記期待損害算出ステップにて算出した期待損害を表示する表示ステップとで構成され、地震損害評価システムのユーザーの操作により、演算処理装置３で実行されて最終的に期待損害を算出できるようになっている。
【０１２４】
そして、具体的には、たとえば、第２の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第２の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順２００を示すフローチャートである図９に示すような手順で処理される。そして、第２の実施の形態では、第１の実施の形態の地震損害評価プログラムに地震情報データベースの格納情報に基づき構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを加えたものである。したがって、この地震発生率算出ステップ以外のステップについては、 第１の実施の形態と同様であるので、同様のステップについては、同様の符号を付するのみとしてその説明を省略する。
【０１２５】
そして、第１の実施の形態と異なる地震発生率算出ステップ２０１について、詳細に説明すると、図９に示すように、地震発生率算出ステップ２０１の算出結果はステップ１０７の期待損害の演算時に必要となるので、この地震発生率算出ステップ２０１の処理は、ステップ１０７より以前であって、ステップ１０１の構造物の位置等の入力後であればいつでもよい。
【０１２６】
この地震発生率算出ステップ２０１では、任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率から、データベースに格納されている過去地震の発生率を補正演算して地震発生率を算出する。たとえば、あるマグニチュードの過去地震が５０年毎に発生する震源域において、当該マグニチュードの地震が単年内に発生する発生率は２％となるが、過去地震の発生年月日から地震損害評価の計算期間にかかるまでに地震の発生が無かった場合には、単年内に地震が発生する確率は高くなる、すなわち、上記の例で、計算期間が２０年で、計算期間の始まりに地震が３０年間発生しなかった場合には、計算期間の最初の１年では、地震発生率は、５％となる。そして、最初の１年で地震が発生しない場合、次ぎの年の地震発生率は、もっと高くなる。このように、計算期間の各年毎に地震発生率を演算して、最終的に、各年毎の地震発生率を算出する。また、上述したところでは、単純なモデルで説明したが、実際には、活動度も加味して演算する。具体的には、以下の式（Ｇ）を用いて算出される。
【０１２７】
【数７】
ここで、ν（ｔ，ｍｊ）はマグニチュードｍｊの地震の時間ｔにおける発生率を、ｆｗｎ（ｔ，ｍｊ｜Ｗ１＞ｔ０）は前回地震からｔ０まで地震が発生していないという条件のもとでのｎ回目の地震が発生するまでの時間の確率密度関数を、ｗｎは前回の地震からｎ回目の地震が発生するまでの待ち時間を、それぞれ示している。
【０１２８】
そして、この式（Ｇ）により算出される各年毎の地震発生率とステップ１０６で算出した損害額とから期待損害を算出することとなる。なお、この期待損害算出については上述のステップ１０７で説明したとおりである。
【０１２９】
すなわち、第２の実施の形態の地震損害評価システムおよび地震損害プログラムでは、地震発生率を演算し、精緻な地震発生率を使用して期待損害を算出するので、より一層信頼性の高い地震損害評価が可能となる。
【０１３０】
さらに、第３の実施の形態における地震損害評価システムについて説明する。第３の実施の形態においても、第１の実施の形態における地震損害評価システムと同様に、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成され、記憶装置１には、本発明の第２の実施の形態の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されており、その他、入力装置２、演算処理装置３、表示装置４については第１の実施の形態と同様の構成である。
【０１３１】
そして、第３の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとで構成され、地震損害評価システムのユーザーの操作により、演算処理装置３で実行されて最終的に期待損害を算出できるようになっている。
【０１３２】
そして、具体的には、たとえば、第３の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第３の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順３００を示すフローチャートである図１０に示すような手順で処理される。そして、第２の実施の形態の地震損害評価システムが構造物および構造物内収容物の損害額を算出するのに換えて、第３の実施の形態の地震損害評価システムでは、構造物における死者数および負傷者数の損害を算出するようになっている。したがって、この損害算出ステップ以外のステップについては、 第２の実施の形態と同様であるので、同様のステップについては、同様の符号を付するのみとしてその説明を省略する。
【０１３３】
そして、第２の実施の形態と異なる損害算出ステップについて、詳細に説明すると、図１０に示すように、損害算出ステップ３０１の算出結果は、ステップ１０７の期待損害の演算時に必要となるので、第２の実施の形態の損害額算出ステップ１０６に換えて損害算出ステップ３０１を設ければよいこととなる。
【０１３４】
そして、この損害算出ステップ３０１の具体的処理は、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ１０１で入力された構造物の設計情報に基づき損害額を算出する。
【０１３５】
そして、より具体的には、フラジリティ曲線を用いて、演算される。詳しく説明すると、構造物の地震応答値のうち層間変形角と、構造物の構造および築年数に対応するフラジリティ曲線と、構造物の延べ床面積と使用態様とから想定される構造物内の収容人数と、を用いて算出される。なお、フラジリティ曲線は、死者数および負傷者数に対応するものが使用されるが、演算処理装置３は、このフラジリティ曲線をあらかじめ記憶装置１内に格納しておくことにより、構造物の設計情報から最適なフラジリティ曲線を抽出できるように設定されている。また、上述したところでは、構造物の延べ床面積、使用態様等の設計情報から、構造物内の収容人数を演算処理装置３が算出できるように設定されているが、ステップ１０１にて、構造物内に実際に収容される人数を入力してもよい。
【０１３６】
ここで、フラジリティ曲線は、上述したように、地震応答と被害との相関関係を示すものであり、縦軸は確率を示し、横軸は地震応答値を示しており、第１の実施の形態と同様であるので図示はしないが、縦軸と横軸で作られる平面はフラジリティ曲線によって複数の領域Ｎ，Ｓ，Ｍ，Ｅ，Ｃに分割されており、この領域は、領域毎に構造物のうける損傷の状態を表しており、以下、領域Ｎは被害が無いことを示しており、領域Ｓは構造物が小破すること示しており、領域Ｍは構造物が中破すること示しており、領域Ｅは構造物が大破すること示しており、領域Ｃは構造物が全壊すること示している。
【０１３７】
また、演算の手法も第１の実施の形態の損害額の演算手法と同様であり、各領域毎の出現確率を算出し、構造物の収容人数と、各領域毎の死傷者割合および負傷者割合と、上記各領域の出現確率と、から死者数および負傷者数を示す損害が算出される。具体的には、各損傷の状態毎の死傷者および負傷者の数を示す損害が計算されるが、各損傷状態毎の死傷者割合および負傷者割合と収容人数とを乗算して各損傷状態における損害を算出し、さらに、この各損傷状態における損害と対応する出現確率とを乗算し、こうして得られた各結果全てがさらに合算される。この演算は構造物の各階層毎に行われ、各階層毎に得られた加算結果がさらに全て合算されることにより死者数および負傷者数を示す、死者数および負傷者数の損害が算出される。ここで、上述の各領域毎の死傷者割合および負傷者割合は、あらかじめ記憶装置１内に格納されており、演算処理装置３が適宜参照できるようになっている。なお、構造物の各階層毎に死者数および負傷者数を算出する場合には、各階層毎の収容人数を構造物の設計情報から想定もしくは実際の各階層毎の収容人数を入力して、これらの収容人数と、各領域毎、すなわち各損傷状態毎の死傷者割合および負傷者割合と、上記各領域の出現確率と、から死者数および負傷者数の損害が算出される。
【０１３８】
すなわち、構造物の各階層毎の損傷状態から各階層毎の死傷者数および負傷者数の損害を算出して、それら各階層毎の損害をトータルしたものが死者数および負傷者数の損害となるのである。したがって、ここで言う損害は期待値として把握される。また、この死者数および負傷者数の損害は、第１の実施の形態と同様に震源域毎に行われる。
【０１３９】
なお、上述したところでは、死者数および負傷者数の損害を各階層毎の死者数および負傷者数の損害をトータルすることで算出しているが、これに換えて、構造物の最大応答加速度と死者数および負傷者数の損害状態との相関関係を示すフラジリティ曲線を利用して、直接死者数および負傷者数の全体の損害を算出するとしてもよいが、各階層毎に損害を算出するほうが精密に損害を算出可能である。
【０１４０】
さらに、上記演算後、演算処理装置３は、ステップ１０７で、期待損害を演算する。すなわち、死者数および負傷者数の損害と構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の震源域における地震発生率とから期待損害を演算する。すなわち、死者数および負傷者数の損害と震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とから期待損害を演算する。震源域における地震発生率については第２の実施の形態と同様に演算処理装置３が各種地震情報のデータベースを参照して演算する。そして、この震源域における地震発生率とその震源域が及ぼす死者数および負傷者数の損害を乗算する。この演算を震源域毎に行い、この演算結果を全てトータルすることで期待損害が演算される。具体的には、上述の式（Ｄ）により期待損害が算出される。ただし、この場合には、式（Ｄ）中のＥ［ＣＣ Ｄ］は震源域毎に生じる死者数および負傷者数の期待値としての損害を示す。
【０１４１】
最後に、この死者数および負傷者数の期待損害がステップ１０８の処理によりディスプレイやプリンタ等の表示装置により表示される。ここで、表示方法としては、死者数および負傷者数の損害をそれぞれ別々に表示する。
【０１４２】
そして、この第３の実施の形態の地震損害評価システムによれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【０１４３】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【０１４４】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【０１４５】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができ、さらに、構造物の各階層毎に損害評価するで、この点でも、精度の高い地震損害評価ができる。
【０１４６】
さて、この第３の実施の形態における地震損害評価システムは、たとえば、以下のように使用される。この地震損害評価システムにあっては、上述のように、地震動による任意地点における構造物で生じる死者数および負傷者数の期待損害を算出することができることから、現存する構造物において将来発生する可能性のある地震動による死者数および負傷者数の損害を算出可能である。すると、また、構造物の入居者は、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するであろう損害が把握可能となるので、期待損害が最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになり、経営上のリスクマネジメントが容易となると同時に、期待損害に応じた生命保険、火災保険の保険金額の想定が容易となる。
【０１４７】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の損害と、同装置を導入しない場合の損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。
【０１４８】
また、この第３の実施の形態の地震損害評価システムでは、精緻に損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者は、信頼度の高い損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１４９】
なお、第３の実施の形態にあっても、第１の実施の形態と同様に、選択した震源域において発生しうるマグニチュードが複数存在する震源域においては、マグニチュード毎に損害を算出して、そのマグニチュード毎の損害とマグニチュード毎の地震発生率とから期待損害を演算するとしてもよいことは勿論である。この場合には、具体的には、上述の式（Ｅ）により演算されることとなる。ただし、この場合には、式（Ｅ）中のＥ［ＣＤ（ｍｊ）］は各震源域のマグニチュード毎に生じる死者数および負傷者数の期待値としての損害を示す。
【０１５０】
最後に、第４の実施の形態における地震損害評価システムについて説明する。第４の実施の形態においても、第１の実施の形態における地震損害評価システムと同様に、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成され、記憶装置１には、本発明の第１の実施の形態の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されており、その他、入力装置２、演算処理装置３、表示装置４については第１の実施の形態と同様の構成である。
【０１５１】
そして、第４の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面における地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップと、を備えており、地震基盤面時刻歴生成ステップの任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成ステップの生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析ステップの任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出ステップの損害額算出過程および損害算出ステップの損害算出過程の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額および損害を複数個演算して損害額および損害の期待値を算出し、期待損害算出ステップが当該期待値と構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出するようになっている。
【０１５２】
すなわち、第２の実施の形態の地震損害プログラムに、第３の実施の形態と同様の死者数および負傷者数の損害算出ステップを加えて、さらに、各ステップにおける不確定要素にモンテカルロ法を適用して損害額と損害の期待値を算出して、この期待値にから期待損害を演算するものである。
【０１５３】
そして、具体的には、たとえば、第４の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第４の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順４００を示すフローチャートである図１１に示すような手順で処理される。
【０１５４】
以下、各ステップについて説明すると、まず、第４の実施の形態における地震損害評価システムを利用するユーザーが、ステップ４０１で入力装置２を介して任意地点たる構造物位置と構造物の設計情報と構造物内収容物の収容物情報を地震損害評価システムに入力する。すると、上記構造物位置、構造物の設計情報、収容物情報等は記憶装置１に格納される。つづいて、ステップ４０２では、演算処理装置３が入力された構造物位置から、上記各種地震情報のデータベースを参照して、この構造物位置に地震動を及ぼす可能性がある震源域を選択する。なお、選択の方法は、第１の実施の形態において説明したとおりである。
【０１５５】
さらに、ステップ４０３では、第４の実施の形態における地震損害評価システムのユーザーが、選択された震源域を参照しながら、サンプル数を入力する。このサンプル数は、モンテカルロ法を適用して損害額および損害の期待値を演算する上で必要となるもので、サンプル毎にモンテカルロ法が適用されるので、サンプル数が多ければ多いほど、最終的に算出される期待損害は、上記各算出過程における不確定要素に起因するばらつきが少ない理想的な数値となる。なお、本実施の形態においては、サンプル数をユーザーが入力しているが、選択される震源域のマグニチュードの地震毎につき、サンプル数を自動的にたとえば１００とし、あるいは、震源域毎や震源域毎のマグニチュードの地震毎にあらかじめサンプル数を決めておいて、ユーザーの入力を待たずに演算処理装置３が自動的に演算を行うとしてもよい。
【０１５６】
つづいて、ステップ４０４では、選択された震源域の断層破壊による任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が記憶装置１内に格納されている各種地震情報のベータベースを参照して、選択した震源域毎に発生する地震の想定マグニチュードにより想定される選択された震源域の静的断層パラメータおよび動的断層パラメータを抽出して、この各断層パラメータから震源域における断層破壊を想定し、さらに、この震源域における断層破壊により引き起こされる任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。ここで、選択した震源域に発生する地震の想定マグニチュードにより演算処理装置３が最適となる断層パラメータを抽出するように設定されている。なお、当該震源域の断層破壊を想定するのに想定マグニチュード毎に断層パラメータが抽出される。ここで、想定されるマグニチュードは、たとえば、１から１０まで、１刻みで想定してもよいし、０．１や０．５刻みで想定してもよい。しかし、あまりマグニチュードを細分化しても、計算が複雑となるので実用的には、１刻みで想定すればよい。すなわち、１刻みで想定するのであれば、各ステップでマグニチュード毎に演算する際には、マグニチュードが１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０の各値をとった場合で、各値毎に演算実行される。このとき、断層パラメータは、モンテカルロ法により抽出される。すなわち、マグニチュードのある値に対してある程度断層パラメータは決まってくるが、一義的には断層パラメータは決定できない。そこで、モンテカルロ法を用いて、断層パラメータの各値を決定する。なお、モンテカルロ法を適用するに際しては、演算処理装置３に乱数を発生させて、この乱数に基づいて各値を決定していく。なお、上述のように各震源域で発生する地震のマグニチュード毎に、入力あるいは自動的に決定される数のサンプルをとることとなり、サンプル毎に損害額および損害の演算が行われる。
【０１５７】
そして、決定された断層パラメータで震源域における断層破壊をモデル化するとともに、当該震源域から任意地点までの距離から任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴が上述の式（Ｂ）を利用して生成される。
【０１５８】
また、この任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を、統計的グリーン関数法を用いる場合には、断層パラメータのみならず震源域内の断層破壊面の位置、断層破壊面内の震源位置、断層破壊面上のすべり量分布、小地震波の時刻歴等にもモンテカルロ法を適用して、上記震源域内の断層破壊面の位置、断層破壊面内の震源位置、断層破壊面上のすべり量分布、小地震波の時刻歴等を決定して演算処理を行う。
【０１５９】
そして、このステップ４０４では、任意地点たる構造物位置における地震基盤面に地震動を及ぼすステップ４０２で選択された各震源域のマグニチュード毎に、任意地点における地表面の地震動の時刻歴を算出する。
【０１６０】
そして、ステップ４０５では、演算処理装置３が、ステップ４０４で生成された任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴から、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が、上記地震基盤面の地震動の時刻歴および任意地点たる構造物位置の地下構造および表層地盤データに基づいて任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。
【０１６１】
さて、地表面の地震動の時刻歴を生成する手法であるが、演算処理装置３が、ステップ４０４で得られた地震基盤面の地震動の時刻歴を、上記地下構造および表層地盤データから岩盤および表層地盤の力学特性に基づいて地表面の地震動の時刻歴に変換する演算処理を行う。
【０１６２】
ここで、地下構造および表層地盤データから得られる、上述の複数層で構成される表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等の各数値はある程度採り得る幅があるので、この各値を決定するに際してモンテカルロ法を適用して、決定し、地表面の地震動の時刻歴を生成する。
【０１６３】
つづいて、ステップ４０６では、演算処理装置３が、ステップ４０５で演算された任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として構造物の地震応答解析を行う。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ４０１で入力された構造物の設計情報に基づき地震応答解析を行うが、より具体的には、構造物の力学特性、すなわち、構造物の設計情報に基づいて算出される構造物の各階層毎の重量、剛性、減衰性にモンテカルロ法を適用し、これらの値を決定して構造物の揺れの状態を演算し、結果として構造物の各階層毎の振動の最大応答加速度および層間変形角の地震応答値が算出される。
【０１６４】
さらに、ステップ４０７では、演算処理装置３が、ステップ４０６で得られた地震応答値に基づいて構造物および構造物内収容物の損害額と、死者数および負傷者数の損害が演算される。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ４０１で入力された構造物の設計情報および収容物情報に基づき損害額を算出する。そして、より具体的には、フラジリティ曲線を用いて、演算されるが、上述したところでは、フラジリティ曲線で仕切られる各領域と、地震応答値を示す点線とが交わる線分の長さで各領域の損害状態の出現率を算出していたが、本実施の形態のおいては、１つのサンプルがどの領域に属するかはモンテカルロ法により決定される。
【０１６５】
そして、モンテカルロ法により一意に発生させた損傷状態に対応する損害割合と構造物および構造物内収容物の再調達費用とから、すなわち、上記損害状態の出現率に基づいてモンテカルロ法により一意に発生された損傷状態に対応する損害割合に構造物および構造物内収容物の再調達費用を乗算して、そのサンプルにおける損害額が決定され、さらに、モンテカルロ法により決定された損傷状態とその損害割合と構造物の収容人数とからそのサンプルにおける損害が決定される。なお、この演算は構造物の各階層毎に行われ、各階層毎に得られた結果がさらに全て合算されることにより構造物と構造物内収容物の損害額が算出される。
【０１６６】
すなわち、構造物の各階層毎の損傷状態から各階層毎の構造物および構造物内収容物の損害額と、死者数および負傷者の損害を算出して、それら各階層毎の損害額をトータルしたものがそのサンプルにおける損害額および損害とされる。なお、上記算出を各階層毎に行わずに、直接全体の損害額と損害を計算するとしてもよい。
【０１６７】
以上で、１つのサンプルについて損害額および損害が算出されるが、これをステップ４０２で入力した各震源域の地震のマグニチュード毎のサンプル数の損害額および損害が算出されるまで、ステップ４０３からステップ４０７を繰り返す。
【０１６８】
そして、入力されたステップ数の数のサンプルが演算されると、ステップ４０８で損害額および損害の期待値を演算する。ここまでに、損害額および損害は、各震源域の地震のマグニチュード毎に入力されたサンプル数の数演算されているが、これらサンプルに基づいて、各震源域の地震のマグニチュード毎に損害額および損害の期待値を算出する。すなわち、ステップ４０８では、各震源域の地震のマグニチュード毎に損害額と損害の期待値が１つずつ算出される。
【０１６９】
つづいて、ステップ４０９では、演算処理装置３は、ステップ４０８で、演算した上記損害額と損害の期待値から期待損害を演算する。すなわち、損害額の期待値と各震源域の地震のマグニチュード毎の構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の地震発生率とから、および、損害の期待値と各震源域の地震のマグニチュード毎の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とから期待損害を演算する。具体的には、上述の式（Ｅ）を用いて演算される。ただし、この場合には、式（Ｅ）中のＥ［ＣＤ（ｍｊ）］は各震源域のマグニチュード毎に生じる構造物および構造物内収容物の期待値としての損害額と、死者数および負傷者数の期待値としての損害の両方を示す。なお、本実施の形態のおいては、震源域における地震のマグニチュード毎の地震発生率については各種地震情報のデータベースを参照して、その震源域における地震のマグニチュード毎の地震発生率を抽出し、この震源域における地震のマグニチュード毎の地震発生率とその震源域が及ぼす構造物および構造物内収容物の損害額の期待値、および、死者数および負傷者数の損害の期待値とを乗算しているが、上記地震発生率を第２の実施の形態同様に、演算してもよい。
【０１７０】
最後に、構造物および構造物内収容物と死者数および負傷者数の期待損害がステップ４１０の処理によりディスプレイやプリンタ等の表示装置により表示されるが、構造物および構造物内収容物の期待損害と死者数および負傷者数の期待損害をそれぞれ別々に表示する。なお、構造物の損害額および構造物内収容物の損害額を合算したものも同時に表示してもよい。
【０１７１】
したがって、上記各実施の形態の作用効果を奏することは無論のこととして、この第４の実施の形態の地震損害評価システムによれば、本実施の形態では、サンプル毎にステップ４０３からステップ４０７の演算過程において一義的には決定できない不確定要素について、モンテカルロ法を適用して、期待損害を算出しているので、偏りが少ない理想的な演算結果が得られることとなる。すなわち、演算結果に偏りが少なくなるので、より平均的で信頼度の高い期待損害の値が得られる。
【０１７２】
また、この第４の実施の形態の地震損害評価システムは、第１の実施の形態と同様に使用され、上述のように、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物および死者数および負傷者数の平均的で信頼度の高い期待損害を算出することができることから、構造物のオーナー、構造物に入居もしくは入居しようとする者、構造物を建設しようとする者および火災保険会社等は、第１の実施の形態で述べたメリットを享受することが可能となる。
【０１７３】
また、この地震損害評価システムに期待損害を演算することに加え、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出ステップを設けて、構造物および構造物内収容物の調達費用、すなわち、初期コストをステップ４０１で入力し、ステップ４０９で算出する期待損害にこの初期コストを加算して、耐用年数内に生じるであろうコスト、すなわち、ライフサイクルコストを演算するようにしておけば、構造物に免震、制振装置を導入する場合のライフサイクルコストと、同装置を導入しない場合のライフサイクルコストとを比較することができるようになるので、この場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。なお、この場合ライフサイクルコスト算出手段は、地震損害評価プログラムのライフサイクルコスト算出ステップと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３で構成されることとなる。そして、具体的には、たとえば、第１の実施の形態と同様にライフサイクルコストは、上述の式（Ｆ）により演算されることとなる。ただし、この場合には、式（Ｆ）中のＥ［ＣＤ（ｍｊ）］は各震源域のマグニチュード毎に生じる構造物および構造物内収容物の期待値としての損害額と、死者数および負傷者数の期待値としての損害の両方を示す。
【０１７４】
また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【０１７５】
また、この地震損害評価システムでは、期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１７６】
なお、損害額について、構造物および構造物内収容物の再調達費用から算出しているが、第１の実施の形態と同様に、この構造物および構造物内収容物の再調達費用に加えて、機能損失時間を勘案して、その損失時間に構造物および構造物内収容物が獲得できなかった利益を損害と見なして、損害額にこの利益を加算して演算するとしてもよい。
【０１７７】
上述のように地震損害評価システムは構成されるが、この本実施の形態の場合、地震損害評価プログラムと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３が、後述の地震基盤面時刻歴生成手段、任意地点時刻歴生成手段、解析手段、損害額算出手段、期待損害算出手段、損害算出手段、地震発生率算出手段、期待値算出手段、となる。そして、表示手段は表示装置４となる。
【０１７８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【０１７９】
【発明の効果】
本発明によれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【０１８０】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【０１８１】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【０１８２】
また、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物の期待損害を算出することができることから、現存する構造物およびその構造物内の収容物の将来発生する可能性のある地震動による期待損害を算出可能である。すると、構造物のオーナーは、この損害額から将来発生するであろう損害に対する修繕費の積み立てを行ったり、火災保険に加入したりといった対応が可能となり、この期待損害は、上記失われるであろう利益を含めてコストとして認識することが可能であるので、特に構造物を賃貸して収入を得る場合については、地震によるコストを正確に把握できるので、構造物の経営が容易となる。また、構造物の入居者についても、同様の対応が可能となるばかりでなく、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するコストの把握が可能であるので、たとえば、コストが最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになる。
【０１８３】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の期待損害と、同装置を導入しない場合の期待損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。
【０１８４】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができると同時に、構造物の各階層毎に損害評価する場合には、より一層精度の高い地震損害評価ができる。
【０１８５】
さらに、マグニチュード毎に損害額を算出して期待損害を演算する場合には、より一層精度の高い地震損害評価が可能となる。
【０１８６】
このとき、ライフサイクルコストを算出する場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【０１８７】
他方、火災保険会社等においても、任意地点における現存および将来建築される構造物の地震による期待損害を算出することが可能であるので、保険掛け金の設定や保険の設計が容易となる。
【０１８８】
また、この地震損害評価システムでは、精緻に期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１８９】
そして、地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程で統計的グリーン関数法を用いた場合には、震源域における断層パラメータの他に震源域付近の物性値等も考慮されるために、地震基盤面の地震動の時刻歴を巨視的断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、より精密に算出することが可能であり、また、その演算処理についても、演算処理装置における演算処理時間も、算出方法がさほど複雑とならないので、断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、遜色がない。
【０１９０】
また、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴を生成する過程で一次元重複反射理論を用いる場合には、複数層で構成される表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等を考慮して地表面の地震動の時刻歴を生成するので、より精密に、地表面の地震動の時刻歴を算出することが可能である。
【０１９１】
さらに、一義的には決定できない不確定要素について、モンテカルロ法を適用して、期待損害を算出する場合には、偏りが少ない理想的な演算結果が得られることとなる。すなわち、演算結果に偏りが少なくなるので、より平均的で信頼度の高い期待損害の値が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における地震損害評価システムの構成を示す概念図である。
【図２】第１の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】静的断層パラメータの各値の説明図である。
【図４】統計的グリーン関数法および一次元重複反射理論を概念的に示した図である。
【図５】構造物を質点直列せん断モデルした場合の弾塑性応答解析の概念図である。
【図６】フラジリティ曲線の一例を示す図である。
【図７】損傷状態毎の構造物および構造物内収容物の再調達費用に対する損害割合の一例を示した図である。
【図８】機能復旧曲線の一例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 記憶装置
２ 入力装置
３ 演算処理装置
４ 表示装置
１００，２００，３００，４００ 地震損害処理プログラムの処理手順
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に地震動強さ（たとえば、ＰＧＡ：最大地動加速度、ＰＧＶ：最大地動速度、震度階など）は断層破壊面からの距離が大きくなるに従い減少することが知られており、過去に観測された地震動のデータから経験的に導き出される上記現象をモデル化した距離減衰式（Ａ）の提案がなされるにいたっている。
【０００３】
【数１】
【０００４】
そして、上述の距離減衰式によれば、震源域の地震のマグニチュードｍおよび断層破壊面から地震動強さを求める対象地点までの距離ｄなどをもとに、対象地点の地震動強さを求めることができる。
【０００５】
そして、従来この種地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体（以下、「地震損害評価システム等」という）にあっては、地震損害評価の対象となる地点の地震動強さを上記距離減衰式を用いて算出するとともに、上記地震動強さに基づいて被害関数（フラジリティ曲線）を用いて被害率ｒを求め、さらに、この被害率ｒにたとえば建築物や施設の再調達費用、修理費用を乗ずることにより損害額を算出していた（たとえば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００３−２７６２６号公報（発明の実施の形態）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−２８２９６０号公報（発明の実施の形態）
【０００８】
【特許文献３】
特開２００２−１４８３４８号公報（発明の実施の形態）
【０００９】
【特許文献４】
特開平１１−１７５６２３号公報（発明の実施の形態）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の地震損害評価システム等では、距離減衰式を使用しているため、簡易に損害評価が可能である点ではよいのであるが、地震動そのものについては地震動強さしか考慮されないので、損害評価の精度が悪く、詳細な損害評価が不可能であった。
【００１１】
上記従来の地震損害評価システム等の中には、その点に着目し、地震動強さを被害率に換算する被害関数を緻密にする提案がなされているが、やはり、上述のように、地震動そのものについては地震動強さしか考慮されないので、この地震損害評価システム等でも、上記問題は解決されていない。
【００１２】
そこで、本発明は上記問題点を解決するために創案されたものであって、その目的とするところは、地震損害評価を精度よく行える地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出手段と、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１４】
本発明の第２の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出手段と、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１５】
本発明の第３の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出手段と、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
【００１６】
本発明の第４の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出手段と、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１７】
本発明の第５の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物および構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出手段と、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１８】
本発明の第６の課題解決手段の地震損害評価システムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出手段と、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた。
【００１９】
本発明の第７の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１，３，４または６の課題解決手段において、上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の第８の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１，３，４，６または７の課題解決手段において、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出手段を備えた。
【００２１】
本発明の第９の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から８のいずれかの課題解決手段において、上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率を地震発生率算出手段が算出することを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１０の課題解決手段の地震損害評価システムは、第９の課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率を含む地震情報を格納した地震情報データベースを備え、当該地震情報データベースの格納情報に基づき地震発生率算出手段が構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出することを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１１の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１０のいずれかの課題解決手段において、上記損害額および損害の一方又はその両方を、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算したものとすることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１２の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１１のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成手段が任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を震源域における断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１３の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１２のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成手段が生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第１４の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１３のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成手段が任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第１５の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１４のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成手段が生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする。
【００２８】
本発明の第１６の課題解決手段の地震損害評価システムは、第１から１５のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成手段の任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成手段の生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析手段の任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出手段の損害額算出過程もしくは損害算出手段の損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出する期待値算出手段を備え、期待損害算出手段が当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする。
【００２９】
本発明の第１７の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３０】
本発明の第１８の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３１】
本発明の第１９の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３２】
本発明の第２０の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３３】
本発明の第２１の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３４】
本発明の第２２の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる。
【００３５】
本発明の第２３の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７，１９，２０または２２の課題解決手段において、上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする。
【００３６】
本発明の第２４の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７，１９，２０，２２または２３の課題解決手段において、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出ステップを備えた。
【００３７】
本発明の第２５の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２４のいずれかの課題解決手段において、構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを備えたことを特徴とする。
【００３８】
本発明の第２６の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第２５の課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率を含む地震情報を格納した地震情報データベースを備え、当該地震情報データベースの格納情報に基づき構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを備えたことを特徴とする。
【００３９】
本発明の第２７の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２６のいずれかの課題解決手段において、上記損害額算出ステップおよび損害算出ステップの一方又はその両方では、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算することを特徴とする。
【００４０】
本発明の第２８の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２７のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成ステップでは任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を震源域における断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする。
【００４１】
本発明の第２９の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２８のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成ステップでは生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする。
【００４２】
本発明の第３０の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から２９のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成ステップでは任意地点における地震基盤面地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする。
【００４３】
本発明の第３１の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から３０のいずれかの課題解決手段において、任意地点時刻歴生成ステップでは地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする。
【００４４】
本発明の第３２の課題解決手段の地震損害評価プログラムは、第１７から３１のいずれかの課題解決手段において、地震基盤面時刻歴生成ステップの任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成ステップの生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析ステップの任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出ステップの損害額算出過程もしくは損害算出ステップの損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出し、期待損害算出ステップが当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする。
【００４５】
本発明の第３３の課題解決手段の地震損害評価プログラムを記録した記録媒体は、第１７から３２のいずれかの課題解決手段の地震損害プログラムを記録した。
【００４６】
本発明の第３４の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００４７】
本発明の第３５の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出し、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００４８】
本発明の第３６の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出し、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００４９】
本発明の第３７の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出し、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００５０】
本発明の第３８の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出し、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００５１】
本発明の第３９の課題解決手段の地震損害評価方法は、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出し、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする。
【００５２】
本発明の第４０の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４，３６，３７または３９の課題解決手段において、記載の地震損害評価方法上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする。
【００５３】
本発明の第４１の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４，３６，３７，３９または４０の課題解決手段において、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出することを特徴とする。
【００５４】
本発明の第４２の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４１のいずれかの課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域の歴史地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率の地震情報から地震発生率を算出することを特徴とする。
【００５５】
本発明の第４３の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４２のいずれかの課題解決手段において、上記損害額および損害の一方又はその両方を、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算して算出することを特徴とする。
【００５６】
本発明の第４４の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４３のいずれかの課題解決手段において、任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする。
【００５７】
本発明の第４５の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４４のいずれかの課題解決手段において、任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする。
【００５８】
本発明の第４６の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４５のいずれかの課題解決手段において、任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする。
【００５９】
本発明の第４７の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４６のいずれかの課題解決手段において、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする。
【００６０】
本発明の第４８の課題解決手段の地震損害評価方法は、第３４から４７のいずれかの課題解決手段において、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、損害額算出過程もしくは損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出し、当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする。
【００６１】
したがって、本発明の課題解決手段によれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【００６２】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【００６３】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【００６４】
また、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物の期待損害を算出することができることから、現存する構造物およびその構造物内の収容物の将来発生する可能性のある地震動による期待損害を算出可能である。すると、構造物のオーナーは、この損害額から将来発生するであろう損害に対する修繕費の積み立てを行ったり、火災保険に加入したりといった対応が可能となり、この期待損害は、上記失われるであろう利益を含めてコストとして認識することが可能であるので、特に構造物を賃貸して収入を得る場合については、地震によるコストを正確に把握できるので、構造物の経営が容易となる。また、構造物の入居者についても、同様の対応が可能となるばかりでなく、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するコストの把握が可能であるので、たとえば、コストが最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになる。
【００６５】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の期待損害と、同装置を導入しない場合の期待損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。
【００６６】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができると同時に、構造物の各階層毎に損害評価する場合には、より一層精度の高い地震損害評価ができる。
【００６７】
さらに、マグニチュード毎に損害額を算出して期待損害を演算する場合には、より一層精度の高い地震損害評価が可能となる。
【００６８】
このとき、ライフサイクルコストを算出する場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【００６９】
他方、火災保険会社等においても、任意地点における現存および将来建築される構造物の地震による期待損害を算出することが可能であるので、保険掛け金の設定や保険の設計が容易となる。
【００７０】
また、この地震損害評価システムでは、精緻に期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【００７１】
そして、地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程で統計的グリーン関数法を用いた場合には、震源域における断層パラメータの他に震源域付近の物性値等も考慮されるために、地震基盤面の地震動の時刻歴を巨視的断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、より精密に算出することが可能であり、また、その演算処理についても、演算処理装置における演算処理時間も、算出方法がさほど複雑とならないので、断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、遜色がない。
【００７２】
また、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴を生成する過程で一次元重複反射理論を用いる場合には、複数層で構成される岩盤および表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等を考慮して地表面の地震動の時刻歴を生成するので、より精密に、地表面の地震動の時刻歴を算出することが可能である。
【００７３】
さらに、一義的には決定できない不確定要素について、モンテカルロ法を適用して、期待損害を算出する場合には、偏りが少ない理想的な演算結果が得られることとなる。すなわち、演算結果に偏りが少なくなるので、より平均的で信頼度の高い期待損害の値が得られる。
【００７４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態における地震損害評価システムの構成を示す概念図である。第１の実施の形態における地震損害評価システムは、図１に示すように、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成されている。記憶装置１は、本発明の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されている。そして、記憶装置１は、具体的には、たとえば、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等である。また、震源域の各種地震情報としては、たとえば、この地震損害評価システムが日本国内のみで使用される場合には、日本国内および日本国内の任意地点に地震動を及ぼすであろう震源域をピックアップしてデータベースとしておけばよく、また、世界中における任意地点の地震損害評価をする場合には、それに応じて世界中の震源域についての各種地震情報をデータベースとすればよい。
【００７５】
入力装置２は、この地震損害評価システムを使用するユーザーが、適宜地震損害評価システムに与える命令やデータを入力するための装置であって、具体的には、たとえば、キーボードやマウス等で構成される。
【００７６】
演算処理装置３は、記憶装置１に格納された地震損害評価プログラムを実行するための装置であって、具体的には、たとえば、演算処理を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）とこのＣＰＵの演算処理結果や命令を一時的に記憶するＲＡＭ（Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、記憶装置１からＲＡＭにロードされた地震損害評価プログラムの与える命令に従って、ＣＰＵが演算処理して後述する期待損害を算出する。
【００７７】
表示装置４は、ＣＰＵによって算出された上記期待損害の算出結果を表示するための装置で、具体的には、たとえば、ＣＲＴ、液晶ディスプレイやプリンタ等である。
【００７８】
すなわち、本実施の形態では、この地震損害評価システムは、周知のコンピュータシステムに具現化されている。
【００７９】
そして、第１の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップと、上記期待損害算出ステップにて算出した期待損害を表示する表示ステップとで構成され、地震損害評価システムのユーザーの操作により、演算処理装置３で実行されて最終的に期待損害を算出できるようになっている。
【００８０】
そして、具体的には、たとえば、第１の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第１の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順１００を示すフローチャートである図２に示すような手順で処理される。まず、地震損害評価システムを利用するユーザーが、ステップ１０１で入力装置２を介して任意地点たる構造物の位置（以下「構造物位置」という）と構造物の設計情報と構造物内収容物の調達費用、種類、数量等の情報（以下、単に「収容物情報」という）を地震損害評価システムに入力する。なお、構造物は、柱、梁、壁、床等の構造部材と、いわゆる建築仕上げに該当するカーテンウォール、ガラス、間仕切り等といった構造物の変形により損傷を受ける変形依存型非構造部材と、給水設備、空調設備、電源供給設備等の機械設備といった構造物の振動加速度に依存して損傷をうける加速度依存型非構造部材とからなり、構造物内収容物は、構造物内に収容される什器備品、コンピュータ等である。また、構造物の設計情報は、構造物の構造、構造物の各階層毎の柱と梁の材質と太さ、構造物の各階層毎の床と壁の厚さと材質、構造物の各階層毎の述べ床面積、建築年月日等の地震応答解析に必要な情報である。すると、上記構造物位置、構造物の設計情報、収容物情報等は記憶装置１に格納される。
【００８１】
つづいて、ステップ１０２では、演算処理装置３が入力された構造物位置から、上記各種地震情報のデータベースを参照して、この構造物位置に地震動を及ぼす可能性がある震源域を選択する。なお、選択の方法は、任意地点たる構造物位置から経験上構造物位置に地震動を及ぼす可能性があると考えられる距離に位置する、具体的には、たとえば、日本国内であれば半径３００ｋｍ以内に位置する震源域を選択するようにしておけばよい。なお、構造物位置からどの程度の距離に位置する震源域を選択するかについては、構造物位置における地下構造や表層地盤データによっても異なる場合があるので、これら地下構造や表層地盤データによって、構造物位置からの距離を最適となるように演算処理装置３に演算させてもよく、場合によっては、記憶装置に格納されている全ての震源域を選択するようにしてもよい。ちなみに、上述したところでは、演算処理装置３が構造物位置および各種地震情報から震源域を選択するようにしているが、これを地震損害評価システムのユーザーが選択するようにしてもよい。ここで、震源域とは、いわゆる活断層および過去に断層破壊があった地域および将来断層破壊があると考えられている地域を含むものである。
【００８２】
つづいて、ステップ１０３では、選択された震源域の断層破壊による任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が記憶装置１内に格納されている各種地震情報のベータベースを参照して、選択した震源域において発生しうるマグニチュードにより想定される選択された震源域の静的断層パラメータおよび動的断層パラメータを抽出して、この各断層パラメータから震源域における断層破壊を想定し、さらに、この震源域における断層破壊により引き起こされる任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。ここで、選択した震源域において発生しうるマグニチュードにより演算処理装置３が最適となる断層パラメータを抽出するように設定されている。なお、静的断層パラメータとは、図３に示すように、北を０度として断層の方向を示す走向角φ、断層の水平線からの傾きをしめす傾きθ、断層面のすべり角度を示すすべり角λ、地震基盤面からの深さをしめす深さｈ、断層の移動量をしめすすべり量Ｕ、断層の幅をしめす幅Ｗ、断層の長さをしめす長さＬ、断層の横ずれ量Ｕｓ、断層の縦ずれ量Ｕｄとからなり、動的断層パラメータとは、震源からの破壊伝播速度である。そして、これらの量で震源域における断層破壊をモデル化するとともに、当該震源域から任意地点までの距離から任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴が式（Ｂ）を利用して生成される。
【００８３】
【数２】
【００８４】
より具体的には、演算処理装置３が、式（Ｂ）に基づいて、まず、任意地点たる構造物位置の地震動の加速度のスペクトルを得る。そして、この得られた加速度のスペクトルをフーリエ逆変換により時刻歴を生成する。ここで、地震動の時刻歴とは、地震動の振動加速度の時間的変化であり、上述のように、断層パラメータおよび地震基盤面と震源域との間の距離から算出することができる。なお、断層パラメータの各数値については、各種地震情報のデータベースの格納情報とされているが、ある程度の数値の幅があるので、たとえば、地震損害評価システムのユーザーがデータベース内に格納されている断層パラメータの各数値の幅を参照しながら、適切な数値を選択して入力するとしてもよく、また、各数値の平均値をあらかじめデータベース内に格納しておいて、時刻歴算出の際に各量における平均値を使用するとしてもよい。さらに、地震損害評価システムのユーザーが震源域におけるマグニチュードを設定することにより、演算処理装置３が最適となる断層パラメータを抽出するようにしておくとしてもよい。ちなみに、上述したところでは、地震動の加速度のスペクトルをフーリエ逆変換して時刻歴を算出するようにしているが、たとえば、経験上得られている地震動の時刻歴を各種地震情報のデータベースに格納しておき、この経験上得られている地震動の時刻歴を震源域と地震基盤面との間の距離を用いて補正演算して地震基盤面の地震動の時刻歴を算出するとしてもよく、また、地震動の加速度のスペクトルを算出する過程を得ずに、断層パラメータおよび震源域と構造物位置における地震基盤面との間の距離から直接時刻歴を算出する方法を採用してもよい。
【００８５】
そして、このステップ１０３では、任意地点たる構造物位置における地震基盤面に地震動を及ぼすステップ１０２で選択された震源域毎に、地震動の時刻歴を算出する。したがって、選択された震源域が複数の場合には、複数の時刻歴が算出されることとなる。
【００８６】
また、この任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成するには、統計的グリーン関数法を用いるとよい。統計的グリーン関数法とは、震源域における断層破壊や岩盤内の地震波の伝播を考慮して、地震基盤面での地震動の時刻歴を生成する手法であって、断層破壊面の位置、断層破壊面内の震源位置、断層破壊面上のすべり量分布、断層付近の物性値（せん断波速度、密度、減衰性）等に基づいて、地震基盤面の地震動の時刻歴を算出する。具体的には、図４に示すように、震源域における断層破壊面を小断層２０に分割し、この分割された各小断層２０から小地震波２１，２２，２３が式（Ｂ）により計算される。つづいて、この小地震波２１，２２，２３が各小断層２０から任意地点における地震基盤面まで伝播するのにかかる時間、断層破壊にかかる時間を考慮して、全小断層２０からの小地震波２１，２２，２３を合成して、任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴２４が算出される。したがって、震源域における断層パラメータの他に、震源域における断層破壊面を小断層に分割し、さらに、震源域付近の物性値等も考慮されるために、地震基盤面の地震動の時刻歴を巨視的断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、より精密に算出することが可能であり、また、その演算処理についても、演算処理装置３における演算処理時間も、算出方法がさほど複雑とならないので、断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、遜色がない。
【００８７】
そして、ステップ１０４では、演算処理装置３が、ステップ１０３で生成された任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴から、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が、上記地震基盤面の地震動の時刻歴および任意地点たる構造物位置の地下構造および表層地盤データに基づいて任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。なお、地下構造および表層地盤データについては、あらかじめ記憶装置１内にデータベースとして格納しておき、ステップ１０１で構造物位置を入力することにより、演算処理装置３において当該地下構造および表層地盤データを参照するように設定しておくと便利であるが、これに換えて、ステップ１０１の構造物位置の入力に際して、地震損害評価システムを使用するユーザーが地下構造および表層地盤データを入力するとしてもよい。なお、地下構造および表層地盤データは、複数層で構成される岩盤および表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等である。
【００８８】
さて、地表面の地震動の時刻歴を生成する手法であるが、演算処理装置３が、ステップ１０３で得られた地震基盤面の地震動の時刻歴を、上記地下構造および表層地盤データから岩盤および表層地盤の力学特性に基づいて地表面の地震動の時刻歴に変換する演算処理を行う。
【００８９】
そして、このステップ１０４では、ステップ１０３で得られた任意地点たる構造物位置における地震基盤面に地震動の時刻歴が複数ある場合には、その時刻歴毎に、上記演算処理を行って、地表面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、震源域毎に構造物位置における地表面の地震動の時刻歴が生成されることとなる。
【００９０】
また、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴を生成するには、一次元重複反射理論を用いるとよい。一次元重複反射理論法とは、地震基盤面の時刻歴を地表面の地震動の時刻歴に変換する手法であって、図４に示すように、上述の複数層で構成される岩盤および表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等を考慮してステップ１０３で得られた地震基盤面の地震動の時刻歴２４から地表面の地震動の時刻歴２５を生成する手法である。
【００９１】
具体的には、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴は、式（Ｃ）を利用して生成される。
【００９２】
【数３】
【００９３】
なお、地震基盤面の地震動の時刻歴を地表面の地震動の時刻歴に変換するにあたり、経験的に得られている地震情報を用いて変換することもできるが、必ずしも、経験的に得られている地震情報は任意地点における地表面で観測したデータではないので、地下構造および表層地盤データに基づいて地表面の地震動の時刻歴を生成するとしたほうが、より精密に、地表面の地震動の時刻歴を算出することが可能である。
【００９４】
つづいて、ステップ１０５では、演算処理装置３が、ステップ１０４で演算された任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として構造物の地震応答解析を行う。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ１０１で入力された構造物の設計情報に基づき地震応答解析を行うが、より具体的には、構造物の力学特性、すなわち、構造物の設計情報に基づいて算出される構造物の各階層毎の重量、剛性、減衰性から構造物の揺れの状態を演算し、結果として構造物の各階層毎の振動の最大応答加速度および層間変形角の地震応答値が算出される。たとえば、構造物を、図５に示すように、地震動の時刻歴Ｊを入力とし、構造物の各階層をＦ１，Ｆ２，・・，ＦＮとしてその質点をバネで接続した直列せん断モデルとして弾塑性地震応答解析を行い、振動Ｓ１，Ｓ２，・・，ＳＮを得て、さらに、これら振動Ｓ１，Ｓ２，・・，ＳＮから各階層の最大応答加速度および層間変形角が算出される。
【００９５】
そして、この地震応答解析は、ステップ１０２で選択された震源域が複数の場合には、各震源域毎に行われる。なお、地震応答解析の手法は、弾塑性応答解析による以外にも、少なくとも構造物の最大応答加速度を得られる他の公知の手法を行って解析してもよい。
【００９６】
さらに、ステップ１０６では、演算処理装置３が、ステップ１０５で得られた地震応答値に基づいて構造物および構造物内収容物の損害額が演算される。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ１０１で入力された構造物の設計情報および収容物情報に基づき損害額を算出する。そして、より具体的には、フラジリティ曲線を用いて、演算される。詳しく説明すると、構造物の損害額のうち、構造部材および変形依存型非構造部材については上記地震応答値のうち層間変形角と、構造物の構造および築年数に対応するフラジリティ曲線を用いて算出され、加速度依存型非構造部材については上記地震応答値のうち最大応答加速度と構造物の構造および築年数に対応するフラジリティ曲線を用いて算出される。なお、フラジリティ曲線は、構造部材および変形依存型非構造部材に対応するものと、加速度依存型非構造部材に対応するもの個別に用意されるが、演算処理装置３は、このフラジリティ曲線をあらかじめ記憶装置１内に格納しておくことにより、構造物の設計情報から最適なフラジリティ曲線を抽出できるように設定されている。
【００９７】
ここで、フラジリティ曲線は、図６に示すように、地震応答と被害との相関関係を示すものであり、縦軸は確率を示し、横軸は地震応答値を示しており、この図６の縦軸と横軸で作られる平面はフラジリティ曲線によって複数の領域に分割されており、この領域は、領域毎に構造物もしくは構造物内収容物のうける損傷の状態を表しており、以下、領域Ｎは被害が無いことを示しており、領域Ｓは構造物もしくは構造物内収容物が小破すること示しており、領域Ｍは構造物もしくは構造物内収容物が中破すること示しており、領域Ｅは構造物もしくは構造物内収容物が大破すること示しており、領域Ｃは構造物もしくは構造物内収容物が全壊すること示している。ここで、損害額算出にあたっては、構造物の各階層毎に以下に示す演算が行われる。
【００９８】
演算対象の構造物の１つの階層における地震応答値がＸの場合、すなわち、地震応答値Ｘから図６中垂直に引いた点線１０が交わる領域は、図６中下から順に領域Ｃ、領域Ｅ、領域Ｍ、領域Ｓおよび領域Ｎであることがわかる。ついで、点線１０が交わる各領域Ｃ，Ｅ，Ｍ，Ｓ，Ｎについて、それぞれの損傷の状態が出現する確率は、点線１０が各領域Ｃ，Ｅ，Ｍ，Ｓ，Ｎに交わっている長さで認識される。したがって、領域Ｃ，Ｅ，Ｍ，Ｓ，Ｎ毎、すなわち各損傷の状態毎に出現確率が設定される。なお、図６中領域Ｃ，Ｅについては、点線１０は微小な長さで交わっており、確率はゼロではない。
【００９９】
さらに、この各損傷の状態毎の損害額が計算されるが、具体的には、図７に示すような各損傷状態毎に構造物および構造物内収容物の再調達費用に対する損害割合をあらかじめ設定しておき、この損害割合と上記再調達費用とを乗算して各損傷状態における損害額を算出し、さらに、この各損傷状態における損害額と対応する出現確率とを乗算し、こうして得られた各結果全てがさらに合算される。なお、この演算は構造物の各階層毎に行われ、各階層毎に得られた加算結果がさらに全て合算されることにより構造物と構造物内収容物の損害額が算出される。
【０１００】
すなわち、構造物の各階層毎の損傷状態から各階層毎の構造物および構造物内収容物の損害額を算出して、それら各階層毎の損害額をトータルしたものが構造物および構造物内収容物の損害額となるのである。したがって、ここで言う損害額は期待値として把握される。また、この構造物および構造物内収容物の損害額は、上記ステップ１０３，１０４，１０５と同様に震源域毎に行われる。
【０１０１】
また、損害額について、構造物および構造物内収容物の再調達費用から算出しているが、この構造物および構造物内収容物の再調達費用に加えて、機能損失時間を勘案して、その損失時間に構造物および構造物内収容物が獲得できなかった利益を損害と見なして、損害額にこの利益を加算して演算するとしてもよい。この場合には、具体的には、図８に示すような、機能復旧曲線が使用される。この機能復旧曲線は、その損害の状態毎に設定され、縦軸が機能復旧率で、横軸が時間である。すなわち、この機能復旧曲線は、構造物や構造物内収容物の機能復旧率と時間との相関関係を示している。そして、この機能復旧曲線を用いれば、地震動によって構造物および構造物内収容物の機能が復旧するまでの時間が算出され、この時間と、たとえば、１月当り、１日当りもしくは単位時間当りの利益とで失われるであろう利益を算出することが可能である。ちなみに、失われるであろう利益をも算出して損害額に加える場合には、上述の１月当り、１日当りもしくは単位時間当りの利益をステップ１０１の構造物の種々の情報を入力するときに、入力するとすればよい。
【０１０２】
なお、上述したところでは、構造物および構造物内収容物の損害額を各階層毎の構造物および構造物内収容物の損害額をトータルすることで算出しているが、これに換えて、地震動強さ（ＰＧＡやＰＧＶ、震階度など）と構造物の損傷状態との相関関係を示すフラジリティ曲線を利用して、直接構造物および構造物内収容物の全体の損害額を算出するとしてもよいが、各階層毎に損害額を算出するほうが精密に損害額を算出可能である。
【０１０３】
さらに、上記演算後、演算処理装置３は、ステップ１０７で、期待損害を演算する。すなわち、構造物および構造物内収容物の損害額と震源域における構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の地震発生率とから期待損害を演算する。震源域における地震発生率については各種地震情報のデータベースを参照して、その震源域における地震発生率を抽出し、この震源域における地震発生率とその震源域が及ぼす構造物および構造物内収容物の損害額を乗算する。ここで、地震発生率は、たとえば、単位年当りにその震源域において地震が発生する頻度をさす。なお、地震の発生をポアソン過程と仮定する場合には、時間にかかわらず、地震発生率は一定の値となるので、震源域における地震発生率を一定の値として損害額を計算してもよい。そして、この演算を震源域毎に行い、この演算結果を全てトータルすることで期待損害が演算される。したがって、このステップ１０７の演算結果は、選択された各震源域が任意地点たる構造物位置にある構造物および構造物内収容物の損害額の期待値である。
【０１０４】
すなわち、具体的には、式（Ｄ）により期待損害Ｅ［ＣＣ Ｄ］が算出される。
【０１０５】
【数４】
【０１０６】
また、上述したところでは、選択した震源域において発生しうるマグニチュードにより地震基盤面および地表面の地震動の時刻歴を生成し、地震応答解析を行い、損害額を算出するが、発生しうるマグニチュードが複数存在する震源域においては、マグニチュード毎に、ステップ１０３からステップ１０６の処理を繰り返して、マグニチュード毎に損害額を算出して、そのマグニチュード毎の損害額とマグニチュード毎の地震発生率とから期待損害を演算するとしてもよい。当該震源域に複数のマグニチュードの地震が発生する可能性がある場合とは、その震源域にて複数のマグニチュードの地震が発生している場合や断層の状況から複数のマグニチュードの地震を発生する可能性がある場合が想定され、主として、過去地震データにより判断されることになる。したがって、特定のマグニチュードの地震しか発生しないような震源域については、マグニチュードは特定されているので、その特定されたマグニチュードの地震による期待損害を算出するとしてもよいが、実際には、特定されたマグニチュード以外の地震発生率はゼロとなるので、各マグニチュードについて演算実行するとしても差し支えない。なお、実用上は、構造物、構造物内収容物に損害を与える可能性のあるマグニチュード５以上の地震についてのみ、演算するとしてもよい。
【０１０７】
この場合には、式（Ｅ）を用いて期待損害Ｅ［ＣＣ Ｄ］が算出される。
【０１０８】
【数５】
【０１０９】
最後に、この構造物および構造物内収容物の期待損害がステップ１０８の処理によりディスプレイやプリンタ等の表示装置により表示される。ここで、表示方法としては、構造物および構造物内収容物の損害額をそれぞれ別々に表示するとしてもよく、また、構造物の損害額および構造物内収容物の損害額を合算したものも同時に表示してもよい。
【０１１０】
上述のように地震損害評価システムは構成されるが、この本実施の形態の場合、地震損害評価プログラムの各ステップと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３が、後述の地震基盤面時刻歴生成手段、任意地点時刻歴生成手段、解析手段、損害額算出手段、期待損害算出手段、損害算出手段および地震発生率算出手段となる。そして、表示手段は表示装置４となる。
【０１１１】
そして、この第１の実施の形態の地震損害評価システムによれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【０１１２】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【０１１３】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【０１１４】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができ、さらに、構造物の各階層毎に損害評価するで、この点でも、精度の高い地震損害評価ができる。
【０１１５】
また、マグニチュード毎に損害額を算出して期待損害を演算する場合には、より一層精度の高い地震損害評価が可能となる。
【０１１６】
さて、この地震損害評価システムは、たとえば、以下のように使用される。この地震損害評価システムにあっては、上述のように、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物の期待損害を算出することができることから、現存する構造物およびその構造物内の収容物の将来発生する可能性のある地震動による期待損害を算出可能である。すると、構造物のオーナーは、この損害額から将来発生するであろう損害に対する修繕費の積み立てを行ったり、火災保険に加入したりといった対応が可能となり、この期待損害は、上記失われるであろう利益を含めてコストとして認識することが可能であるので、特に構造物を賃貸して収入を得る場合については、地震によるコストを正確に把握できるので、構造物の経営が容易となる。また、構造物の入居者についても、同様の対応が可能となるばかりでなく、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するコストの把握が可能であるので、たとえば、コストが最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになる。
【０１１７】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の期待損害と、同装置を導入しない場合の期待損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。このとき、この地震損害評価システムに期待損害を演算することに加え、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出ステップを設けて、構造物および構造物内収容物の調達費用、すなわち、初期コストをステップ１０１で入力し、ステップ１０７で算出する期待損害にこの初期コストを加算して、耐用年数内に生じるであろうコスト、すなわち、ライフサイクルコストを演算するようにしておけば、構造物に免震、制振装置を導入する場合のライフサイクルコストと、同装置を導入しない場合のライフサイクルコストとを比較することができるようになるので、この場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。なお、この場合ライフサイクルコスト算出手段は、地震損害評価プログラムのライフサイクルコスト算出ステップと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３で構成されることとなる。そして、具体的には、たとえば、ライフサイクルコストＥ［ＣＬ］は、式（Ｆ）により演算されることとなる。
【０１１８】
【数６】
【０１１９】
また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【０１２０】
他方、火災保険会社等においても、任意地点における現存および将来建築される構造物の地震による期待損害を算出することが可能であるので、保険掛け金の設定や保険の設計が容易となる。
【０１２１】
また、この地震損害評価システムでは、精緻に期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１２２】
つづいて、第２の実施の形態における地震損害評価システムについて説明する。第２の実施の形態においても、第１の実施の形態における地震損害評価システムと同様に、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成され、記憶装置１には、本発明の第２の実施の形態の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、活動度、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されており、その他、入力装置２、演算処理装置３、表示装置４については第１の実施の形態と同様の構成である。
【０１２３】
そして、第２の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、地震情報データベースの格納情報に基づき構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップと、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップと、上記期待損害算出ステップにて算出した期待損害を表示する表示ステップとで構成され、地震損害評価システムのユーザーの操作により、演算処理装置３で実行されて最終的に期待損害を算出できるようになっている。
【０１２４】
そして、具体的には、たとえば、第２の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第２の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順２００を示すフローチャートである図９に示すような手順で処理される。そして、第２の実施の形態では、第１の実施の形態の地震損害評価プログラムに地震情報データベースの格納情報に基づき構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを加えたものである。したがって、この地震発生率算出ステップ以外のステップについては、 第１の実施の形態と同様であるので、同様のステップについては、同様の符号を付するのみとしてその説明を省略する。
【０１２５】
そして、第１の実施の形態と異なる地震発生率算出ステップ２０１について、詳細に説明すると、図９に示すように、地震発生率算出ステップ２０１の算出結果はステップ１０７の期待損害の演算時に必要となるので、この地震発生率算出ステップ２０１の処理は、ステップ１０７より以前であって、ステップ１０１の構造物の位置等の入力後であればいつでもよい。
【０１２６】
この地震発生率算出ステップ２０１では、任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率から、データベースに格納されている過去地震の発生率を補正演算して地震発生率を算出する。たとえば、あるマグニチュードの過去地震が５０年毎に発生する震源域において、当該マグニチュードの地震が単年内に発生する発生率は２％となるが、過去地震の発生年月日から地震損害評価の計算期間にかかるまでに地震の発生が無かった場合には、単年内に地震が発生する確率は高くなる、すなわち、上記の例で、計算期間が２０年で、計算期間の始まりに地震が３０年間発生しなかった場合には、計算期間の最初の１年では、地震発生率は、５％となる。そして、最初の１年で地震が発生しない場合、次ぎの年の地震発生率は、もっと高くなる。このように、計算期間の各年毎に地震発生率を演算して、最終的に、各年毎の地震発生率を算出する。また、上述したところでは、単純なモデルで説明したが、実際には、活動度も加味して演算する。具体的には、以下の式（Ｇ）を用いて算出される。
【０１２７】
【数７】
【０１２８】
そして、この式（Ｇ）により算出される各年毎の地震発生率とステップ１０６で算出した損害額とから期待損害を算出することとなる。なお、この期待損害算出については上述のステップ１０７で説明したとおりである。
【０１２９】
すなわち、第２の実施の形態の地震損害評価システムおよび地震損害プログラムでは、地震発生率を演算し、精緻な地震発生率を使用して期待損害を算出するので、より一層信頼性の高い地震損害評価が可能となる。
【０１３０】
さらに、第３の実施の形態における地震損害評価システムについて説明する。第３の実施の形態においても、第１の実施の形態における地震損害評価システムと同様に、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成され、記憶装置１には、本発明の第２の実施の形態の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されており、その他、入力装置２、演算処理装置３、表示装置４については第１の実施の形態と同様の構成である。
【０１３１】
そして、第３の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとで構成され、地震損害評価システムのユーザーの操作により、演算処理装置３で実行されて最終的に期待損害を算出できるようになっている。
【０１３２】
そして、具体的には、たとえば、第３の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第３の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順３００を示すフローチャートである図１０に示すような手順で処理される。そして、第２の実施の形態の地震損害評価システムが構造物および構造物内収容物の損害額を算出するのに換えて、第３の実施の形態の地震損害評価システムでは、構造物における死者数および負傷者数の損害を算出するようになっている。したがって、この損害算出ステップ以外のステップについては、 第２の実施の形態と同様であるので、同様のステップについては、同様の符号を付するのみとしてその説明を省略する。
【０１３３】
そして、第２の実施の形態と異なる損害算出ステップについて、詳細に説明すると、図１０に示すように、損害算出ステップ３０１の算出結果は、ステップ１０７の期待損害の演算時に必要となるので、第２の実施の形態の損害額算出ステップ１０６に換えて損害算出ステップ３０１を設ければよいこととなる。
【０１３４】
そして、この損害算出ステップ３０１の具体的処理は、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ１０１で入力された構造物の設計情報に基づき損害額を算出する。
【０１３５】
そして、より具体的には、フラジリティ曲線を用いて、演算される。詳しく説明すると、構造物の地震応答値のうち層間変形角と、構造物の構造および築年数に対応するフラジリティ曲線と、構造物の延べ床面積と使用態様とから想定される構造物内の収容人数と、を用いて算出される。なお、フラジリティ曲線は、死者数および負傷者数に対応するものが使用されるが、演算処理装置３は、このフラジリティ曲線をあらかじめ記憶装置１内に格納しておくことにより、構造物の設計情報から最適なフラジリティ曲線を抽出できるように設定されている。また、上述したところでは、構造物の延べ床面積、使用態様等の設計情報から、構造物内の収容人数を演算処理装置３が算出できるように設定されているが、ステップ１０１にて、構造物内に実際に収容される人数を入力してもよい。
【０１３６】
ここで、フラジリティ曲線は、上述したように、地震応答と被害との相関関係を示すものであり、縦軸は確率を示し、横軸は地震応答値を示しており、第１の実施の形態と同様であるので図示はしないが、縦軸と横軸で作られる平面はフラジリティ曲線によって複数の領域Ｎ，Ｓ，Ｍ，Ｅ，Ｃに分割されており、この領域は、領域毎に構造物のうける損傷の状態を表しており、以下、領域Ｎは被害が無いことを示しており、領域Ｓは構造物が小破すること示しており、領域Ｍは構造物が中破すること示しており、領域Ｅは構造物が大破すること示しており、領域Ｃは構造物が全壊すること示している。
【０１３７】
また、演算の手法も第１の実施の形態の損害額の演算手法と同様であり、各領域毎の出現確率を算出し、構造物の収容人数と、各領域毎の死傷者割合および負傷者割合と、上記各領域の出現確率と、から死者数および負傷者数を示す損害が算出される。具体的には、各損傷の状態毎の死傷者および負傷者の数を示す損害が計算されるが、各損傷状態毎の死傷者割合および負傷者割合と収容人数とを乗算して各損傷状態における損害を算出し、さらに、この各損傷状態における損害と対応する出現確率とを乗算し、こうして得られた各結果全てがさらに合算される。この演算は構造物の各階層毎に行われ、各階層毎に得られた加算結果がさらに全て合算されることにより死者数および負傷者数を示す、死者数および負傷者数の損害が算出される。ここで、上述の各領域毎の死傷者割合および負傷者割合は、あらかじめ記憶装置１内に格納されており、演算処理装置３が適宜参照できるようになっている。なお、構造物の各階層毎に死者数および負傷者数を算出する場合には、各階層毎の収容人数を構造物の設計情報から想定もしくは実際の各階層毎の収容人数を入力して、これらの収容人数と、各領域毎、すなわち各損傷状態毎の死傷者割合および負傷者割合と、上記各領域の出現確率と、から死者数および負傷者数の損害が算出される。
【０１３８】
すなわち、構造物の各階層毎の損傷状態から各階層毎の死傷者数および負傷者数の損害を算出して、それら各階層毎の損害をトータルしたものが死者数および負傷者数の損害となるのである。したがって、ここで言う損害は期待値として把握される。また、この死者数および負傷者数の損害は、第１の実施の形態と同様に震源域毎に行われる。
【０１３９】
なお、上述したところでは、死者数および負傷者数の損害を各階層毎の死者数および負傷者数の損害をトータルすることで算出しているが、これに換えて、構造物の最大応答加速度と死者数および負傷者数の損害状態との相関関係を示すフラジリティ曲線を利用して、直接死者数および負傷者数の全体の損害を算出するとしてもよいが、各階層毎に損害を算出するほうが精密に損害を算出可能である。
【０１４０】
さらに、上記演算後、演算処理装置３は、ステップ１０７で、期待損害を演算する。すなわち、死者数および負傷者数の損害と構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の震源域における地震発生率とから期待損害を演算する。すなわち、死者数および負傷者数の損害と震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とから期待損害を演算する。震源域における地震発生率については第２の実施の形態と同様に演算処理装置３が各種地震情報のデータベースを参照して演算する。そして、この震源域における地震発生率とその震源域が及ぼす死者数および負傷者数の損害を乗算する。この演算を震源域毎に行い、この演算結果を全てトータルすることで期待損害が演算される。具体的には、上述の式（Ｄ）により期待損害が算出される。ただし、この場合には、式（Ｄ）中のＥ［ＣＣ Ｄ］は震源域毎に生じる死者数および負傷者数の期待値としての損害を示す。
【０１４１】
最後に、この死者数および負傷者数の期待損害がステップ１０８の処理によりディスプレイやプリンタ等の表示装置により表示される。ここで、表示方法としては、死者数および負傷者数の損害をそれぞれ別々に表示する。
【０１４２】
そして、この第３の実施の形態の地震損害評価システムによれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【０１４３】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【０１４４】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【０１４５】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができ、さらに、構造物の各階層毎に損害評価するで、この点でも、精度の高い地震損害評価ができる。
【０１４６】
さて、この第３の実施の形態における地震損害評価システムは、たとえば、以下のように使用される。この地震損害評価システムにあっては、上述のように、地震動による任意地点における構造物で生じる死者数および負傷者数の期待損害を算出することができることから、現存する構造物において将来発生する可能性のある地震動による死者数および負傷者数の損害を算出可能である。すると、また、構造物の入居者は、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するであろう損害が把握可能となるので、期待損害が最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになり、経営上のリスクマネジメントが容易となると同時に、期待損害に応じた生命保険、火災保険の保険金額の想定が容易となる。
【０１４７】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の損害と、同装置を導入しない場合の損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。
【０１４８】
また、この第３の実施の形態の地震損害評価システムでは、精緻に損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者は、信頼度の高い損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１４９】
なお、第３の実施の形態にあっても、第１の実施の形態と同様に、選択した震源域において発生しうるマグニチュードが複数存在する震源域においては、マグニチュード毎に損害を算出して、そのマグニチュード毎の損害とマグニチュード毎の地震発生率とから期待損害を演算するとしてもよいことは勿論である。この場合には、具体的には、上述の式（Ｅ）により演算されることとなる。ただし、この場合には、式（Ｅ）中のＥ［ＣＤ（ｍｊ）］は各震源域のマグニチュード毎に生じる死者数および負傷者数の期待値としての損害を示す。
【０１５０】
最後に、第４の実施の形態における地震損害評価システムについて説明する。第４の実施の形態においても、第１の実施の形態における地震損害評価システムと同様に、記憶媒体たる記憶装置１と、入力装置２と、演算処理装置３と、表示装置４とから構成され、記憶装置１には、本発明の第１の実施の形態の地震損害評価プログラムおよびこの地震損害評価プログラムで使用される１つ以上の震源域における過去地震の発生年月日、震源域の位置、震源位置（緯度、経度、深さ）、マグニチュード、活断層の位置、発生率および断層パラメータ等の地震動の発生要因となる各種地震情報のデータベースが格納されており、その他、入力装置２、演算処理装置３、表示装置４については第１の実施の形態と同様の構成である。
【０１５１】
そして、第４の実施の形態における地震損害評価プログラムは、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面における地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップと、を備えており、地震基盤面時刻歴生成ステップの任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成ステップの生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析ステップの任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出ステップの損害額算出過程および損害算出ステップの損害算出過程の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額および損害を複数個演算して損害額および損害の期待値を算出し、期待損害算出ステップが当該期待値と構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出するようになっている。
【０１５２】
すなわち、第２の実施の形態の地震損害プログラムに、第３の実施の形態と同様の死者数および負傷者数の損害算出ステップを加えて、さらに、各ステップにおける不確定要素にモンテカルロ法を適用して損害額と損害の期待値を算出して、この期待値にから期待損害を演算するものである。
【０１５３】
そして、具体的には、たとえば、第４の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理は、第４の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順４００を示すフローチャートである図１１に示すような手順で処理される。
【０１５４】
以下、各ステップについて説明すると、まず、第４の実施の形態における地震損害評価システムを利用するユーザーが、ステップ４０１で入力装置２を介して任意地点たる構造物位置と構造物の設計情報と構造物内収容物の収容物情報を地震損害評価システムに入力する。すると、上記構造物位置、構造物の設計情報、収容物情報等は記憶装置１に格納される。つづいて、ステップ４０２では、演算処理装置３が入力された構造物位置から、上記各種地震情報のデータベースを参照して、この構造物位置に地震動を及ぼす可能性がある震源域を選択する。なお、選択の方法は、第１の実施の形態において説明したとおりである。
【０１５５】
さらに、ステップ４０３では、第４の実施の形態における地震損害評価システムのユーザーが、選択された震源域を参照しながら、サンプル数を入力する。このサンプル数は、モンテカルロ法を適用して損害額および損害の期待値を演算する上で必要となるもので、サンプル毎にモンテカルロ法が適用されるので、サンプル数が多ければ多いほど、最終的に算出される期待損害は、上記各算出過程における不確定要素に起因するばらつきが少ない理想的な数値となる。なお、本実施の形態においては、サンプル数をユーザーが入力しているが、選択される震源域のマグニチュードの地震毎につき、サンプル数を自動的にたとえば１００とし、あるいは、震源域毎や震源域毎のマグニチュードの地震毎にあらかじめサンプル数を決めておいて、ユーザーの入力を待たずに演算処理装置３が自動的に演算を行うとしてもよい。
【０１５６】
つづいて、ステップ４０４では、選択された震源域の断層破壊による任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が記憶装置１内に格納されている各種地震情報のベータベースを参照して、選択した震源域毎に発生する地震の想定マグニチュードにより想定される選択された震源域の静的断層パラメータおよび動的断層パラメータを抽出して、この各断層パラメータから震源域における断層破壊を想定し、さらに、この震源域における断層破壊により引き起こされる任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する。ここで、選択した震源域に発生する地震の想定マグニチュードにより演算処理装置３が最適となる断層パラメータを抽出するように設定されている。なお、当該震源域の断層破壊を想定するのに想定マグニチュード毎に断層パラメータが抽出される。ここで、想定されるマグニチュードは、たとえば、１から１０まで、１刻みで想定してもよいし、０．１や０．５刻みで想定してもよい。しかし、あまりマグニチュードを細分化しても、計算が複雑となるので実用的には、１刻みで想定すればよい。すなわち、１刻みで想定するのであれば、各ステップでマグニチュード毎に演算する際には、マグニチュードが１，２，３，４，５，６，７，８，９，１０の各値をとった場合で、各値毎に演算実行される。このとき、断層パラメータは、モンテカルロ法により抽出される。すなわち、マグニチュードのある値に対してある程度断層パラメータは決まってくるが、一義的には断層パラメータは決定できない。そこで、モンテカルロ法を用いて、断層パラメータの各値を決定する。なお、モンテカルロ法を適用するに際しては、演算処理装置３に乱数を発生させて、この乱数に基づいて各値を決定していく。なお、上述のように各震源域で発生する地震のマグニチュード毎に、入力あるいは自動的に決定される数のサンプルをとることとなり、サンプル毎に損害額および損害の演算が行われる。
【０１５７】
そして、決定された断層パラメータで震源域における断層破壊をモデル化するとともに、当該震源域から任意地点までの距離から任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴が上述の式（Ｂ）を利用して生成される。
【０１５８】
また、この任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴を、統計的グリーン関数法を用いる場合には、断層パラメータのみならず震源域内の断層破壊面の位置、断層破壊面内の震源位置、断層破壊面上のすべり量分布、小地震波の時刻歴等にもモンテカルロ法を適用して、上記震源域内の断層破壊面の位置、断層破壊面内の震源位置、断層破壊面上のすべり量分布、小地震波の時刻歴等を決定して演算処理を行う。
【０１５９】
そして、このステップ４０４では、任意地点たる構造物位置における地震基盤面に地震動を及ぼすステップ４０２で選択された各震源域のマグニチュード毎に、任意地点における地表面の地震動の時刻歴を算出する。
【０１６０】
そして、ステップ４０５では、演算処理装置３が、ステップ４０４で生成された任意地点たる構造物位置における地震基盤面の地震動の時刻歴から、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。すなわち、演算処理装置３が、上記地震基盤面の地震動の時刻歴および任意地点たる構造物位置の地下構造および表層地盤データに基づいて任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を生成する。
【０１６１】
さて、地表面の地震動の時刻歴を生成する手法であるが、演算処理装置３が、ステップ４０４で得られた地震基盤面の地震動の時刻歴を、上記地下構造および表層地盤データから岩盤および表層地盤の力学特性に基づいて地表面の地震動の時刻歴に変換する演算処理を行う。
【０１６２】
ここで、地下構造および表層地盤データから得られる、上述の複数層で構成される表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等の各数値はある程度採り得る幅があるので、この各値を決定するに際してモンテカルロ法を適用して、決定し、地表面の地震動の時刻歴を生成する。
【０１６３】
つづいて、ステップ４０６では、演算処理装置３が、ステップ４０５で演算された任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として構造物の地震応答解析を行う。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ４０１で入力された構造物の設計情報に基づき地震応答解析を行うが、より具体的には、構造物の力学特性、すなわち、構造物の設計情報に基づいて算出される構造物の各階層毎の重量、剛性、減衰性にモンテカルロ法を適用し、これらの値を決定して構造物の揺れの状態を演算し、結果として構造物の各階層毎の振動の最大応答加速度および層間変形角の地震応答値が算出される。
【０１６４】
さらに、ステップ４０７では、演算処理装置３が、ステップ４０６で得られた地震応答値に基づいて構造物および構造物内収容物の損害額と、死者数および負傷者数の損害が演算される。すなわち、演算処理装置３が、任意地点たる構造物位置における地表面の地震動の時刻歴を入力として、ステップ４０１で入力された構造物の設計情報および収容物情報に基づき損害額を算出する。そして、より具体的には、フラジリティ曲線を用いて、演算されるが、上述したところでは、フラジリティ曲線で仕切られる各領域と、地震応答値を示す点線とが交わる線分の長さで各領域の損害状態の出現率を算出していたが、本実施の形態のおいては、１つのサンプルがどの領域に属するかはモンテカルロ法により決定される。
【０１６５】
そして、モンテカルロ法により一意に発生させた損傷状態に対応する損害割合と構造物および構造物内収容物の再調達費用とから、すなわち、上記損害状態の出現率に基づいてモンテカルロ法により一意に発生された損傷状態に対応する損害割合に構造物および構造物内収容物の再調達費用を乗算して、そのサンプルにおける損害額が決定され、さらに、モンテカルロ法により決定された損傷状態とその損害割合と構造物の収容人数とからそのサンプルにおける損害が決定される。なお、この演算は構造物の各階層毎に行われ、各階層毎に得られた結果がさらに全て合算されることにより構造物と構造物内収容物の損害額が算出される。
【０１６６】
すなわち、構造物の各階層毎の損傷状態から各階層毎の構造物および構造物内収容物の損害額と、死者数および負傷者の損害を算出して、それら各階層毎の損害額をトータルしたものがそのサンプルにおける損害額および損害とされる。なお、上記算出を各階層毎に行わずに、直接全体の損害額と損害を計算するとしてもよい。
【０１６７】
以上で、１つのサンプルについて損害額および損害が算出されるが、これをステップ４０２で入力した各震源域の地震のマグニチュード毎のサンプル数の損害額および損害が算出されるまで、ステップ４０３からステップ４０７を繰り返す。
【０１６８】
そして、入力されたステップ数の数のサンプルが演算されると、ステップ４０８で損害額および損害の期待値を演算する。ここまでに、損害額および損害は、各震源域の地震のマグニチュード毎に入力されたサンプル数の数演算されているが、これらサンプルに基づいて、各震源域の地震のマグニチュード毎に損害額および損害の期待値を算出する。すなわち、ステップ４０８では、各震源域の地震のマグニチュード毎に損害額と損害の期待値が１つずつ算出される。
【０１６９】
つづいて、ステップ４０９では、演算処理装置３は、ステップ４０８で、演算した上記損害額と損害の期待値から期待損害を演算する。すなわち、損害額の期待値と各震源域の地震のマグニチュード毎の構造物および構造物内収容物の残存耐用期間中の地震発生率とから、および、損害の期待値と各震源域の地震のマグニチュード毎の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とから期待損害を演算する。具体的には、上述の式（Ｅ）を用いて演算される。ただし、この場合には、式（Ｅ）中のＥ［ＣＤ（ｍｊ）］は各震源域のマグニチュード毎に生じる構造物および構造物内収容物の期待値としての損害額と、死者数および負傷者数の期待値としての損害の両方を示す。なお、本実施の形態のおいては、震源域における地震のマグニチュード毎の地震発生率については各種地震情報のデータベースを参照して、その震源域における地震のマグニチュード毎の地震発生率を抽出し、この震源域における地震のマグニチュード毎の地震発生率とその震源域が及ぼす構造物および構造物内収容物の損害額の期待値、および、死者数および負傷者数の損害の期待値とを乗算しているが、上記地震発生率を第２の実施の形態同様に、演算してもよい。
【０１７０】
最後に、構造物および構造物内収容物と死者数および負傷者数の期待損害がステップ４１０の処理によりディスプレイやプリンタ等の表示装置により表示されるが、構造物および構造物内収容物の期待損害と死者数および負傷者数の期待損害をそれぞれ別々に表示する。なお、構造物の損害額および構造物内収容物の損害額を合算したものも同時に表示してもよい。
【０１７１】
したがって、上記各実施の形態の作用効果を奏することは無論のこととして、この第４の実施の形態の地震損害評価システムによれば、本実施の形態では、サンプル毎にステップ４０３からステップ４０７の演算過程において一義的には決定できない不確定要素について、モンテカルロ法を適用して、期待損害を算出しているので、偏りが少ない理想的な演算結果が得られることとなる。すなわち、演算結果に偏りが少なくなるので、より平均的で信頼度の高い期待損害の値が得られる。
【０１７２】
また、この第４の実施の形態の地震損害評価システムは、第１の実施の形態と同様に使用され、上述のように、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物および死者数および負傷者数の平均的で信頼度の高い期待損害を算出することができることから、構造物のオーナー、構造物に入居もしくは入居しようとする者、構造物を建設しようとする者および火災保険会社等は、第１の実施の形態で述べたメリットを享受することが可能となる。
【０１７３】
また、この地震損害評価システムに期待損害を演算することに加え、上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出ステップを設けて、構造物および構造物内収容物の調達費用、すなわち、初期コストをステップ４０１で入力し、ステップ４０９で算出する期待損害にこの初期コストを加算して、耐用年数内に生じるであろうコスト、すなわち、ライフサイクルコストを演算するようにしておけば、構造物に免震、制振装置を導入する場合のライフサイクルコストと、同装置を導入しない場合のライフサイクルコストとを比較することができるようになるので、この場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。なお、この場合ライフサイクルコスト算出手段は、地震損害評価プログラムのライフサイクルコスト算出ステップと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３で構成されることとなる。そして、具体的には、たとえば、第１の実施の形態と同様にライフサイクルコストは、上述の式（Ｆ）により演算されることとなる。ただし、この場合には、式（Ｆ）中のＥ［ＣＤ（ｍｊ）］は各震源域のマグニチュード毎に生じる構造物および構造物内収容物の期待値としての損害額と、死者数および負傷者数の期待値としての損害の両方を示す。
【０１７４】
また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【０１７５】
また、この地震損害評価システムでは、期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１７６】
なお、損害額について、構造物および構造物内収容物の再調達費用から算出しているが、第１の実施の形態と同様に、この構造物および構造物内収容物の再調達費用に加えて、機能損失時間を勘案して、その損失時間に構造物および構造物内収容物が獲得できなかった利益を損害と見なして、損害額にこの利益を加算して演算するとしてもよい。
【０１７７】
上述のように地震損害評価システムは構成されるが、この本実施の形態の場合、地震損害評価プログラムと地震損害評価プログラムを実行する演算処理装置３が、後述の地震基盤面時刻歴生成手段、任意地点時刻歴生成手段、解析手段、損害額算出手段、期待損害算出手段、損害算出手段、地震発生率算出手段、期待値算出手段、となる。そして、表示手段は表示装置４となる。
【０１７８】
以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。
【０１７９】
【発明の効果】
本発明によれば、単に任意地点と震源域との間の距離から任意地点における地震動強さを導くのではなく、任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊から任意地点における地震動の時刻歴を模擬的に生成し構造物の地震応答解析を行っているので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な地震応答解析を行うことができる。
【０１８０】
さらに、精緻な地震応答解析が行えるので、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムに比較して精緻な損害評価が可能となり、その結果、信頼度の高い地震損害評価が可能となるのである。
【０１８１】
そして、断層パラメータを使用する場合には、任意地点における地震基盤面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、かつ、地下構造および表層地盤データを使用する場合には、任意地点における地表面の地震動の精密な時刻歴を模擬的に生成することができ、さらに、工学基盤面の地震動の時刻歴から地表面の地震動の時刻歴を生成する手法に比較して、地震基盤面と工学基盤面との間に位置する岩盤等の影響をも考慮でき地表面の地震動の時刻歴を正確に生成することができるので、より一層、精密な構造物の地震応答解析ができ、その結果、より一層信頼度の高い地震損害評価を行うことができる。
【０１８２】
また、地震動による任意地点における構造物および構造物内収容物の期待損害を算出することができることから、現存する構造物およびその構造物内の収容物の将来発生する可能性のある地震動による期待損害を算出可能である。すると、構造物のオーナーは、この損害額から将来発生するであろう損害に対する修繕費の積み立てを行ったり、火災保険に加入したりといった対応が可能となり、この期待損害は、上記失われるであろう利益を含めてコストとして認識することが可能であるので、特に構造物を賃貸して収入を得る場合については、地震によるコストを正確に把握できるので、構造物の経営が容易となる。また、構造物の入居者についても、同様の対応が可能となるばかりでなく、入居候補の構造物ごとに期待損害を算出すれば、将来発生するコストの把握が可能であるので、たとえば、コストが最低となる構造物に入居することができるようになり、入居者は最適な構造物を選択することができるようになる。
【０１８３】
また、これから構造物を建設する場合には、構造物の設計情報に基づいて、将来発生する期待損害を算出することができるので、たとえば、構造物に免震、制振装置を導入する場合の期待損害と、同装置を導入しない場合の期待損害とを比較することができるので、上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。
【０１８４】
また、任意地点に地震動を及ぼす可能性のある震源域全てについて、地震損害評価をすることができると同時に、構造物の各階層毎に損害評価する場合には、より一層精度の高い地震損害評価ができる。
【０１８５】
さらに、マグニチュード毎に損害額を算出して期待損害を演算する場合には、より一層精度の高い地震損害評価が可能となる。
【０１８６】
このとき、ライフサイクルコストを算出する場合には、免震、制振装置の損害発生抑制の費用対効果を認識することが可能となり、より一層上記免震、制振装置を導入の可否選択が容易となる。また、上述のようにライフサイクルコストを算出するようにしておけば、構造物の設計プラン毎に、構造物の耐用年数内に生じるであろうコストを比較できることとなる。したがって、構造物をこれから建設しようとする者は、あらかじめ、信頼度の高い設計プラン毎に生じるライフサイクルコストを容易に把握できるので、最適な設計プランを選択できるだけでなく、無駄な支出を防止することができる。
【０１８７】
他方、火災保険会社等においても、任意地点における現存および将来建築される構造物の地震による期待損害を算出することが可能であるので、保険掛け金の設定や保険の設計が容易となる。
【０１８８】
また、この地震損害評価システムでは、精緻に期待損害を算出可能であるから、従来の損害評価システムおよび損害評価プログラムを使用した場合に比較して、構造物のオーナー、入居者、火災保険会社等は、信頼度の高い期待損害を算出可能となるから、より正確な経営判断をすることが可能となるのである。
【０１８９】
そして、地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程で統計的グリーン関数法を用いた場合には、震源域における断層パラメータの他に震源域付近の物性値等も考慮されるために、地震基盤面の地震動の時刻歴を巨視的断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、より精密に算出することが可能であり、また、その演算処理についても、演算処理装置における演算処理時間も、算出方法がさほど複雑とならないので、断層パラメータと構造物位置と震源域との間の距離とから算出する場合に比較して、遜色がない。
【０１９０】
また、この任意地点たる構造物位置における地表面の時刻歴を生成する過程で一次元重複反射理論を用いる場合には、複数層で構成される表層地盤の力学特性、すなわち、各層のせん断波速度、密度、層厚、剛性の非線形性、減衰性の非線形性等を考慮して地表面の地震動の時刻歴を生成するので、より精密に、地表面の地震動の時刻歴を算出することが可能である。
【０１９１】
さらに、一義的には決定できない不確定要素について、モンテカルロ法を適用して、期待損害を算出する場合には、偏りが少ない理想的な演算結果が得られることとなる。すなわち、演算結果に偏りが少なくなるので、より平均的で信頼度の高い期待損害の値が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における地震損害評価システムの構成を示す概念図である。
【図２】第１の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図３】静的断層パラメータの各値の説明図である。
【図４】統計的グリーン関数法および一次元重複反射理論を概念的に示した図である。
【図５】構造物を質点直列せん断モデルした場合の弾塑性応答解析の概念図である。
【図６】フラジリティ曲線の一例を示す図である。
【図７】損傷状態毎の構造物および構造物内収容物の再調達費用に対する損害割合の一例を示した図である。
【図８】機能復旧曲線の一例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第４の実施の形態における地震損害評価プログラムの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 記憶装置
２ 入力装置
３ 演算処理装置
４ 表示装置
１００，２００，３００，４００ 地震損害処理プログラムの処理手順
Claims (48)
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出手段と、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出手段と、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出手段と、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出手段と、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出手段と、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成手段と、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成手段と、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出手段と、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出手段と、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出手段とを備えた地震損害評価システム。
- 上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の修理、再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする請求項１，３，４または６に記載の地震損害評価システム。
- 上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出手段を備えた請求項１，３，４，６または７に記載の地震損害評価システム。
- 構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を地震発生率算出手段が算出することを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の地震損害評価システム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率を含む地震情報を格納した地震情報データベースを備え、当該地震情報データベースの格納情報に基づき地震発生率算出手段が構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出することを特徴とする請求項９に記載の地震損害評価システム。
- 上記損害額および損害の一方又はその両方を、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算したものとすることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の地震損害評価システム。
- 地震基盤面時刻歴生成手段が任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を震源域における断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の地震損害評価システム。
- 任意地点時刻歴生成手段が生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の地震損害評価システム。
- 地震基盤面時刻歴生成手段が任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の地震損害評価システム。
- 任意地点時刻歴生成手段が生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載の地震損害評価システム。
- 地震基盤面時刻歴生成手段の任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成手段の地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析手段の任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出手段の損害額算出過程もしくは損害算出手段の損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出する期待値算出手段を備え、期待損害算出手段が当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の地震損害評価システム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる地震損害評価プログラム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる地震損害評価プログラム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出する損害算出ステップと、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる地震損害評価プログラム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる地震損害評価プログラム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる地震損害評価プログラム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成する地震基盤面時刻歴生成ステップと、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成する任意地点時刻歴生成ステップと、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析する解析ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出する損害額算出ステップと、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出する損害算出ステップと、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出する期待損害算出ステップとをコンピュータに実行させる地震損害評価プログラム。
- 上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする請求項１７，１９，２０または２２に記載の地震損害評価プログラム。
- 上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出するライフサイクルコスト算出ステップを備えた請求項１７，１９，２０，２２または２３に記載の地震損害評価システム。
- 構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを備えたことを特徴とする請求項１７から２４のいずれかに記載の地震損害評価プログラム。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域における過去地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率を含む地震情報を格納した地震情報データベースを備え、当該地震情報データベースの格納情報に基づき構造物の残存耐用期間中の上記震源域における地震発生率を算出する地震発生率算出ステップを備えたことを特徴とする請求項２３に記載の地震損害評価プログラム。
- 上記損害額算出ステップおよび損害算出ステップの一方又はその両方では、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算することを特徴とする請求項１７から２６のいずれかに記載の地震損害評価プログラム。
- 地震基盤面時刻歴生成ステップでは任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を震源域における断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする請求項１７から２７のいずれかに記載の地震損害評価プログラム。
- 任意地点時刻歴生成ステップでは生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする請求項１７から２８のいずれかに記載の地震損害評価プログラム。
- 地震基盤面時刻歴生成ステップでは任意地点における地震基盤面地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする請求項１７から２９のいずれかに記載の地震損害評価プログラム。
- 任意地点時刻歴生成ステップでは地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする請求項１７から３０のいずれかに記載の地震損害評価プログラム。
- 地震基盤面時刻歴生成ステップの任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点時刻歴生成ステップの生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、解析ステップの任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、上記損害額算出ステップの損害額算出過程もしくは損害算出ステップの損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出し、期待損害算出ステップが当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする請求項１７から３１のいずれかに記載の地震損害評価プログラム。
- 請求項１７から３２のいずれかに記載の地震損害評価プログラムを記録した記録媒体。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記損害額と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする地震損害評価方法。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出し、上記損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする地震損害評価方法。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成し、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動の時刻歴に基づき任意地点における構造物の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の損害額を算出し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方の損害を算出し、上記損害額と損害と上記震源域における構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする地震損害評価方法。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出し、上記マグニチュード毎の損害額と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする地震損害評価方法。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出し、上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする地震損害評価方法。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴をマグニチュード毎に生成し、生成した地震基盤面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴から任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴を生成し、得られた任意地点における地表面の地震動のマグニチュード毎の時刻歴に基づき任意地点における構造物のマグニチュード毎の地震応答を解析し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害額を算出し、上記地震応答の解析結果に基づき構造物における死者数および負傷者数の一方又はその両方のマグニチュード毎の損害を算出し、上記マグニチュード毎の損害額と上記マグニチュード毎の損害と上記震源域における各マグニチュードに対応する構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づき期待損害を算出することを特徴とする地震損害評価方法。
- 上記損害額が構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の再調達費用および機能損失時間の一方又はその両方に対する損失利益であることを特徴とする請求項３４，３６，３７または３９に記載の地震損害評価方法。
- 上記期待損害と構造物および構造物内収容物の一方又はその両方の調達費用とに基づき構造物および構造物内収容物の一方又はその両方のライフサイクルコストを算出する請求項３４，３６，３７，３９または４０に記載の地震損害評価方法。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の歴史地震の発生年月日、マグニチュードおよび発生率の地震情報から地震発生率を算出することを特徴とする請求項３４から４１のいずれかに記載の地震損害評価方法。
- 上記損害額および損害の一方又はその両方を、構造物の階層毎に分けて演算し、その演算結果を合算して算出することを特徴とする請求項３４から４２のいずれかに記載の地震損害評価方法。
- 任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を断層パラメータに基づいて生成することを特徴とする請求項３４から４３のいずれかに記載の地震損害評価方法。
- 任意地点における地表面の地震動の時刻歴を任意地点における地下構造と表層地盤とに基づいて生成することを特徴とする請求項３４から４４のいずれかに記載の地震損害評価方法。
- 任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を統計的グリーン関数法を用いて生成することを特徴とする請求項３４から４５のいずれかに記載の地震損害評価方法。
- 生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を一次元重複反射理論を用いて生成することを特徴とする請求項３４から４６のいずれかに記載の地震損害評価方法。
- 任意地点に地震動を及ぼす震源域の断層破壊により生じる任意地点における地震基盤面の地震動の時刻歴を生成する過程と、生成した地震基盤面の地震動の時刻歴から任意地点における地表面の地震動の時刻歴を生成する過程と、任意地点における構造物の地震応答を解析する過程と、損害額算出過程もしくは損害算出過程の一方またはその両方の各過程における不確定要素にモンテカルロ法を適用し損害額もしくは損害一方またはその両方を複数個演算して損害額もしくは損害一方またはその両方の期待値を算出し、当該期待値と構造物の残存耐用期間中の地震発生率とに基づいて期待損害を算出することを特徴とする請求項３４から４７のいずれかに記載の地震損害評価方法。
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|---|---|---|---|
| JP2003160515A JP2004362311A (ja) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | 地震損害評価システム、地震損害評価方法、地震損害評価プログラムおよび地震損害評価プログラムを記録した記録媒体 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006202129A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Kiyapitaru Asetsuto Planning:Kk | 変額年金保険評価システム |
| JP2007051987A (ja) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Univ Chuo | 斜面崩壊および構造物被害のエネルギーによる評価方法およびエネルギー測定装置 |
| JP2007148547A (ja) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Shimizu Corp | 生産施設の地震リスク評価システム |
| JP2007218744A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Takenaka Komuten Co Ltd | 震災リスクの評価方法及び震災リスク評価用の断層モデル形成プログラム |
| JP2008039446A (ja) * | 2006-08-02 | 2008-02-21 | Kajima Corp | 地震被災状況評価プログラム |
| JP2009271684A (ja) * | 2008-05-03 | 2009-11-19 | Kajima Corp | 構造物の定量的耐震性能評価プログラム |
| CN109782349A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-21 | 河北工业大学 | 一种用于结构抗震时程分析的选波方法及系统 |
-
2003
- 2003-06-05 JP JP2003160515A patent/JP2004362311A/ja active Pending
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