JP2008117089A - Apparatus, method and program for predicting building vibration - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建物振動予測装置、建物振動予測方法及び建物振動予測プログラムに係り、より詳しくは、建物内における当該建物の外部からの加振力に応じた振動の発生状態を予測する建物振動予測装置、建物振動予測方法及び建物振動予測プログラムに関する。 The present invention relates to a building vibration prediction apparatus, a building vibration prediction method, and a building vibration prediction program. More specifically, the present invention relates to a building vibration prediction that predicts a vibration generation state according to an excitation force from outside the building in the building. The present invention relates to a device, a building vibration prediction method, and a building vibration prediction program.
近年、建物の竣工後に顕在化するために苦情に繋がりやすい当該建物内における振動の発生状態を、確定情報の少ない当該建物の建設計画段階や、供用後の振動対策前に予測することのできる技術が要望されている。 In recent years, technology that can predict the occurrence of vibrations in the building, which is likely to cause complaints after the building is completed, before the construction planning stage of the building with little definite information and before vibration countermeasures after operation Is desired.
この要望に応えるために適用できる従来の技術として、特許文献1には、建物内の振動レベル予測を、当該建物と同一構造システムの建物における、地盤振動と建物との共振の有無により分類される二段階の平均的振動レベル増幅量の何れか一方と、振動測定により測定される地盤の振動レベルとを加算して行う技術が開示されている。
As a conventional technique that can be applied to meet this demand,
また、特許文献2には、建物での生活行為によって発生する建物の振動を評価する方法であって、予め基準となる建物の標準モデルを作成し、その標準モデルの建物に所定の基準外力を付与したときの第1の振動応答値と、その標準モデルの建物に当該建物での生活行為によって発生する建物の振動を想定した特定の生活行為を想定した外力を付与したときの第2の振動応答値とを求め、前記標準モデルの建物に対して個別に設計する建物の構造的要素を組み込んだ個別モデルを作成し、その個別モデルの建物に前記所定の基準外力を付与したときの第3の振動応答値を求め、前記第1、第2、第3の振動応答値に基づいて、その個別に設計する建物での生活行為によって発生する建物の振動を評価する技術が開示されている。
ところで、建物の外部からの振動に起因して建物内に発生する振動の状態を高精度に予測するには、加振源における振動状態、加振源と建物の間の地盤による振動の減衰状態、振動が地盤から建物へ入力される際の当該振動の抑制効果、及び建物における共振状態といった、加振源から建物に至る振動伝搬経路上の特性や建物自身の特性を考慮する必要がある。 By the way, in order to accurately predict the state of vibration generated in the building due to vibration from the outside of the building, the vibration state at the excitation source and the vibration attenuation state due to the ground between the excitation source and the building In addition, it is necessary to consider the characteristics on the vibration propagation path from the excitation source to the building and the characteristics of the building itself, such as the effect of suppressing the vibration when the vibration is input from the ground to the building, and the resonance state in the building.
しかしながら、上記特許文献1に開示されている技術では、上記減衰状態及び上記抑制効果を考慮したものとはなっていないため、外部振動に起因する建物内の振動の状態を必ずしも高精度に予測できるとは限らない、という問題点があった。
However, since the technique disclosed in
また、上記特許文献2に開示されている技術は、加振源が建物の内部に存在する場合を対象としたものであり、外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することはできない、という問題点があった。
Moreover, the technique disclosed in
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、外部振動に起因する建物内の振動の状態を高精度に予測することのできる建物振動予測装置、建物振動予測方法及び建物振動予測プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is a building vibration prediction apparatus, a building vibration prediction method, and a building vibration prediction capable of accurately predicting a state of vibration in a building caused by external vibration. The purpose is to provide a program.
上記目的を達成するために、請求項1記載の建物振動予測装置は、建物の外部に位置された加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報、前記加振源と前記建物との間の地盤による前記振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報、前記地盤を介して前記建物に入力する際の前記振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報、及び前記建物における前記振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報を取得する取得手段と、前記取得手段によって取得された前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出する導出手段と、前記導出手段によって導出された前記物理量を示す情報を表示する表示手段と、を備えている。
In order to achieve the above object, the building vibration prediction apparatus according to
請求項1記載の建物振動予測装置によれば、建物の外部に位置された加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報、前記加振源と前記建物との間の地盤による前記振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報、前記地盤を介して前記建物に入力する際の前記振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報、及び前記建物における前記振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報が取得手段によって取得される。なお、上記取得手段による加速度情報、減衰率情報、損失率情報、及び共振増幅率情報の取得には、実測値のキーボード、ポインティング・デバイス、タッチ・パネル、タブレット等の入力装置を介した取得、ローカル・エリア・ネットワーク、インターネット、イントラネット等の通信回線を介した外部装置からの取得の他、予め定められたパラメータを所定の演算式に代入して算出することによる取得が含まれる。
According to the building vibration prediction apparatus according to
ここで、本発明では、導出手段により、前記取得手段によって取得された前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量が導出され、当該物理量を示す情報が表示手段によって表示される。なお、上記表示手段による表示には、ディスプレイ装置等による可視表示、画像形成装置等による永久可視表示、音声合成装置等による可聴表示が含まれる。 Here, in the present invention, based on the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the resonance amplification factor information acquired by the acquisition unit by the derivation unit, A physical quantity indicating the state of vibration generated inside the building is derived, and information indicating the physical quantity is displayed by the display means. The display by the display means includes a visible display by a display device or the like, a permanent visible display by an image forming device or the like, and an audible display by a speech synthesizer or the like.
このように、請求項1記載の建物振動予測装置によれば、建物の外部に位置された加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報、前記加振源と前記建物との間の地盤による前記振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報、前記地盤を介して前記建物に入力する際の前記振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報、及び前記建物における前記振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報を取得し、取得した前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出し、導出した前記物理量を示す情報を表示しているので、外部振動に起因する建物内の振動の状態を高精度に予測することができる。
Thus, according to the building vibration prediction apparatus according to
なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記導出手段が、前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報の同一振動数毎の値を乗算することにより前記物理量を導出するものとしてもよい。これにより、より簡易に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。
According to the present invention, as in the invention described in
また、本発明は、請求項3に記載の発明のように、前記導出手段が、前記物理量を予め定められた条件毎に導出するものとしてもよい。これにより、より高精度に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。
Further, according to the present invention, as in the invention described in
特に、請求項3に記載の発明は、請求項4に記載の発明のように、前記予め定められた条件が、前記振動の予め定められた複数種類の継続時間、前記建物の用途、前記建物内に発生する振動の方向の少なくとも1つを含むものとしてもよい。これにより、前記予め定められた条件に含めた条件毎に、外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。
In particular, the invention described in
また、請求項4に記載の発明は、請求項5に記載の発明のように、前記複数種類の継続時間が、前記振動が連続的に生じる時間と、前記振動が非連続的に生じる時間とを含み、前記建物の用途が、一般事務室である第1用途と、応接室及び会議室である第2用途と、住居室である第3用途とを含み、前記振動の方向が、水平方向と、鉛直方向とを含むものとしてもよい。これにより、適用した条件毎に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 Further, according to a fourth aspect of the present invention, as in the fifth aspect of the present invention, the plurality of types of durations include a time at which the vibration continuously occurs and a time at which the vibration occurs discontinuously. And the building uses a first use as a general office, a second use as a reception room and a meeting room, and a third use as a residence room, and the direction of vibration is horizontal. And the vertical direction. Thereby, the state of the vibration in the building resulting from the external vibration can be predicted for each applied condition.
ところで、振動数が少なく、波長が十分に長くなれば、地盤の振動と建物の基礎は同じ動きをすると考えられる。 By the way, if the frequency is low and the wavelength is sufficiently long, the ground vibration and the foundation of the building will move in the same way.
そこで、本発明は、請求項6に記載の発明のように、前記損失率が、上限値が1とされたものとしてもよい。これにより、より高精度でかつ簡易に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。
Therefore, the present invention may be such that the loss rate has an upper limit of 1 as in the invention described in
また、本発明は、請求項7に記載の発明のように、前記物理量の許容範囲を示す許容範囲情報が予め記憶された記憶手段を更に備え、前記表示手段が、前記物理量を示す情報を前記許容範囲情報と共に表示するものとしてもよい。これにより、予測結果が許容範囲に収まっているか否かを容易に判断することができ、利便性を向上させることができる。 Further, as in the invention described in claim 7, the present invention further includes storage means in which allowable range information indicating the allowable range of the physical quantity is stored in advance, and the display means stores the information indicating the physical quantity as the information. It is good also as what displays with tolerance | permissible_range information. Thereby, it is possible to easily determine whether or not the prediction result is within the allowable range, and convenience can be improved.
特に、請求項7に記載の発明は、請求項8に記載の発明のように、前記許容範囲情報が、前記物理量を必ず含めなければならない範囲を示す確保範囲情報と、ユーザによる苦情が生じないものとして統計的に予め定められた範囲を示す目標範囲情報の2段階の情報であるものとしてもよい。これにより、より利便性を向上させることができる。 In particular, the invention described in claim 7 is the same as the invention described in claim 8, wherein the allowable range information does not cause complaints by the user and secure range information indicating a range that must include the physical quantity. It is good also as what is the information of 2 steps | paragraphs of the target range information which shows the range predetermined statistically as a thing. Thereby, the convenience can be improved more.
更に、本発明は、請求項9に記載の発明のように、前記導出手段が、同調質量ダンパを用いて前記建物において発生する振動を抑制した場合の前記物理量を更に導出するものとしてもよい。これにより、より利便性を向上させることができる。 Further, according to the present invention, as in the ninth aspect, the derivation means may further derive the physical quantity when the vibration generated in the building is suppressed by using a tuned mass damper. Thereby, the convenience can be improved more.
一方、上記目的を達成するために、請求項10記載の建物振動予測方法は、建物の外部に位置された加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報、前記加振源と前記建物との間の地盤による前記振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報、前記地盤を介して前記建物に入力する際の前記振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報、及び前記建物における前記振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報を取得し、取得した前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出し、導出した前記物理量を示す情報を表示するものである。
On the other hand, in order to achieve the above object, a building vibration prediction method according to
従って、請求項10に記載の建物振動予測方法によれば、請求項1記載の発明と同様に作用するので、請求項1記載の発明と同様に、外部振動に起因する建物内の振動の状態を高精度に予測することができる。 Therefore, according to the building vibration prediction method of the tenth aspect, since it operates in the same manner as the invention of the first aspect, the vibration state in the building caused by the external vibration is the same as the first aspect of the invention. Can be predicted with high accuracy.
なお、請求項10に記載の発明は、請求項11記載の発明のように、前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報の同一振動数毎の値を乗算することにより前記物理量を導出するものとしてもよい。これにより、より簡易に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。
Note that, in the invention described in
また、請求項10又は請求項11に記載の発明は、請求項12に記載の発明のように、前記物理量を予め定められた条件毎に導出するものとしてもよい。これにより、より高精度に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。
Further, the invention according to
更に、請求項12に記載の発明は、請求項13に記載の発明のように、前記予め定められた条件が、前記振動の予め定められた複数種類の継続時間、前記建物の用途、前記建物内に発生する振動の方向の少なくとも1つを含むものとしてもよい。これにより、前記予め定められた条件に含めた条件毎に、外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 Further, according to a twelfth aspect of the present invention, as in the thirteenth aspect of the present invention, the predetermined condition includes a plurality of predetermined durations of the vibration, a use of the building, and the building. It is also possible to include at least one of the directions of vibrations generated within. Thereby, the state of vibration in the building caused by external vibration can be predicted for each condition included in the predetermined condition.
一方、上記目的を達成するために、請求項14記載の建物振動予測プログラムは、建物の外部に位置された加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報、前記加振源と前記建物との間の地盤による前記振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報、前記地盤を介して前記建物に入力する際の前記振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報、及び前記建物における前記振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報を取得する取得ステップと、前記取得ステップによって取得された前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出する導出ステップと、前記導出ステップによって導出された前記物理量を示す情報を表示する表示ステップと、をコンピュータに実行させるものである。
On the other hand, in order to achieve the above object, a building vibration prediction program according to
従って、請求項14に記載の建物振動予測プログラムによれば、コンピュータに対して請求項1記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項1記載の発明と同様に、外部振動に起因する建物内の振動の状態を高精度に予測することができる。 Therefore, according to the building vibration prediction program of the fourteenth aspect, the computer can be caused to act in the same manner as the first aspect of the invention. Therefore, similarly to the first aspect of the invention, it is caused by external vibration. The state of vibration in the building can be predicted with high accuracy.
なお、請求項14に記載の発明は、請求項15に記載の発明のように、前記導出ステップが、前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報の同一振動数毎の値を乗算することにより前記物理量を導出するものとしてもよい。これにより、より簡易に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 In the fourteenth aspect of the present invention, as in the fifteenth aspect of the present invention, the derivation step includes the same vibration of the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the resonance amplification rate information. The physical quantity may be derived by multiplying a value for each number. Thereby, the state of vibration in the building caused by external vibration can be predicted more easily.
また、請求項14又は請求項15に記載の発明は、請求項16に記載の発明のように、前記導出ステップが、前記物理量を予め定められた条件毎に導出するものとしてもよい。これにより、より高精度に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。
In the invention described in
更に、請求項16に記載の発明は、請求項17に記載の発明のように、前記予め定められた条件が、前記振動の予め定められた複数種類の継続時間、前記建物の用途、前記建物内に発生する振動の方向の少なくとも1つを含むものとしてもよい。これにより、前記予め定められた条件に含めた条件毎に、外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 Further, according to a sixteenth aspect of the present invention, as in the seventeenth aspect of the present invention, the predetermined condition includes a plurality of predetermined durations of the vibration, a use of the building, and the building. It is also possible to include at least one of the directions of vibrations generated within. Thereby, the state of vibration in the building caused by external vibration can be predicted for each condition included in the predetermined condition.
本発明によれば、建物の外部に位置された加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報、前記加振源と前記建物との間の地盤による前記振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報、前記地盤を介して前記建物に入力する際の前記振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報、及び前記建物における前記振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報を取得し、取得した前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出し、導出した前記物理量を示す情報を表示しているので、外部振動に起因する建物内の振動の状態を高精度に予測することができる、という効果が得られる。 According to the present invention, the acceleration information indicating the acceleration for each frequency of vibration generated in the excitation source according to the excitation force applied to the excitation source located outside the building, the excitation source, Attenuation rate information indicating the attenuation rate for each vibration frequency due to the ground between the building, loss rate information indicating the loss rate for each vibration frequency when input to the building via the ground, And acquiring the resonance amplification factor information indicating the resonance amplification factor for each vibration frequency of the building, and based on the acquired acceleration information, the attenuation factor information, the loss factor information, and the resonance amplification factor information, Since the physical quantity indicating the state of vibration generated inside the building is derived according to the excitation force, and the information indicating the derived physical quantity is displayed, the state of vibration in the building due to external vibration is displayed. Can be predicted with high accuracy, It says the effect can be obtained.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
まず、図1及び図2を参照して、本発明が適用された建物振動予測装置10の構成を説明する。
First, with reference to FIG.1 and FIG.2, the structure of the building
図1に示すように、本実施の形態に係る建物振動予測装置10は、本装置の全体的な動作を制御する制御部12と、ユーザからの各種情報等の入力に使用するキーボード14及びマウス16と、本装置による処理結果や各種メニュー画面、メッセージ等を表示するディスプレイ18と、を含んで構成されている。すなわち、本実施の形態に係る建物振動予測装置10は、汎用のパーソナル・コンピュータにより構成されている。
As shown in FIG. 1, a building
次に、図2を参照して、本実施の形態に係る建物振動予測装置10の電気系の要部構成を説明する。
Next, with reference to FIG. 2, the principal part structure of the electric system of the building
同図に示すように、建物振動予測装置10は、建物振動予測装置10全体の動作を司るCPU(中央処理装置)22と、CPU22による各種プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるRAM(Random Access Memory)24と、各種制御プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたROM(Read Only Memory)26と、各種情報を記憶するために用いられる記憶手段として機能するハードディスク28と、前述のキーボード14、マウス16、及びディスプレイ18と、外部に接続された装置との間の各種情報の授受を司る外部インタフェース30と、を備えており、これら各部はシステムバスBUSにより電気的に相互に接続されている。なお、外部インタフェース30にはプリンタ50(図1では図示省略。)が接続されている。
As shown in the figure, the building
従って、CPU22は、RAM24、ROM26、及びハードディスク28に対するアクセス、キーボード14及びマウス16を介した各種情報の取得、ディスプレイ18に対する各種情報の表示、及び外部インタフェース30を介したプリンタ50による各種情報の印刷、を各々行うことができる。
Therefore, the
図3には、建物振動予測装置10に備えられたハードディスク28の主な記憶内容が模式的に示されている。同図に示すように、ハードディスク28には、各種データベースを記憶するためのデータベース領域DTと、各種処理を行うためのプログラムを記憶するためのプログラム領域PGとが設けられている。
FIG. 3 schematically shows main storage contents of the
また、データベース領域DTには、後述する建物振動予測プログラムの実行時に用いられる性能評価曲線データベースDT1が予め記憶されている。 The database area DT stores in advance a performance evaluation curve database DT1 that is used when a building vibration prediction program described later is executed.
本実施の形態に係る性能評価曲線データベースDT1は、一例として図4(A)に示される鉛直方向の振動に関する性能評価曲線と、一例として図4(B)に示される水平方向の振動に関する性能評価曲線を示す情報が記憶されたものとして構成されている。なお、図4におけるV−90、V−70等のV−XXや、H−90、H−70等のH−XXは、鉛直方向(V)、水平方向(H)に70秒間の正弦波加振を行っている環境においてXX%の人が振動を感じるレベルを示すものであり、このレベルの評価については、建物の設計者が建築主の合意のもとで設定すべきものとされている。なお、性能評価曲線については、日本建築学会環境基準,AIJES−V001−2004,「建築物の振動に関する居住性能評価指針・同解説」において詳述されているため、これ以上のここでの説明は省略する。 The performance evaluation curve database DT1 according to the present embodiment includes a performance evaluation curve related to vertical vibration shown in FIG. 4A as an example and a performance evaluation related to horizontal vibration shown in FIG. 4B as an example. The information indicating the curve is stored. In FIG. 4, V-XX such as V-90 and V-70 and H-XX such as H-90 and H-70 are sine waves of 70 seconds in the vertical direction (V) and the horizontal direction (H). This indicates the level at which XX% of people feel vibrations in an environment where vibration is applied, and this level of evaluation should be set by the building designer with the consent of the architect. . The performance evaluation curve is detailed in the Architectural Institute of Japan Environmental Standards, AIJES-V001-2004, “Guideline for Evaluating Residential Performance on Vibration of Buildings / Explanation”. Omitted.
ところで、建物の外部における振動は加振源に加振力が加わることによって発生する。従って、この加振力が何N(ニュートン)であるのかを同定し、当該加振力を建物内に発生する振動の予測に用いることが好ましい。しかしながら、例えば、対象とする加振源の振動が道路における車両の通行による振動等である場合には、車両が道路に与える加振力を直接測定することが難しい上、路面の状態等によっても加振力の加わり方が変化するため、加振力そのものを同定することは容易ではない。このことから、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、加振源近傍における振動を測定し、当該測定結果に基づいて、最終的に建物の内部で発生する振動を予測する。
By the way, vibration outside the building is generated by applying an excitation force to the excitation source. Therefore, it is preferable to identify how many N (Newton) this excitation force is, and to use this excitation force for the prediction of the vibration generated in the building. However, for example, when the vibration of the target excitation source is vibration due to the passage of the vehicle on the road, it is difficult to directly measure the excitation force applied to the road by the vehicle, and depending on the road surface condition, etc. Since the way in which the excitation force is applied changes, it is not easy to identify the excitation force itself. From this, the building
図5には、振動の予測対象とする建物(以下、「予測対象建物」という。)、加振源、及び振動の測定位置の位置関係の一例が示されている。なお、同図におけるrは加振源と予測対象建物との間の距離(m)を表し、r0は加振源と測定位置との間の距離(m)を表し、Lは予測対象建物の上記振動が伝搬していく方向に対する基礎の長さ(m)を表し、VSは地盤を伝搬する上記振動の速度(m/s)を表す。ここで、伝搬速度VSはボーリング調査等の地盤特性調査によって得ることができる。 FIG. 5 shows an example of a positional relationship between a building to be predicted for vibration (hereinafter referred to as “prediction target building”), an excitation source, and a vibration measurement position. In the figure, r represents the distance (m) between the excitation source and the prediction target building, r 0 represents the distance (m) between the excitation source and the measurement position, and L represents the prediction target building. Represents the length (m) of the foundation in the direction in which the vibration propagates, and V S represents the speed (m / s) of the vibration propagating through the ground. Here, the propagation velocity V S can be obtained by ground property investigation such as boring investigation.
ところで、建物内に発生する振動には、鉛直方向の振動と水平方向の振動がある。そこで、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、これらの2方向の振動について予測を行うものとされており、加振源近傍における振動の測定も、鉛直方向と水平方向の各方向について行う。なお、本実施の形態では、当該振動の測定を、加速度センサを用いて行うものとされており、例えば、当該振動の測定位置がアスファルト等の硬いものである場合には、加速度センサを当該アスファルトの表面上に直接設置するが、土等の柔らかいものである場合には、当該柔らかい部分を掘削して加速度センサを設置するようにしている。
By the way, vibration generated in a building includes vertical vibration and horizontal vibration. Therefore, in the building
そして、本実施の形態では、以上の測定によって得られた加速度に対して1/3オクターブバンド周波数分析を実行することにより、一例として次の表1、表2、及び図6に示すように、加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報を得るものとしている。 And in this Embodiment, as shown in the following Table 1, Table 2, and FIG. 6 as an example by performing 1/3 octave band frequency analysis to the acceleration obtained by the above measurement, According to the excitation force applied to the excitation source, acceleration information indicating the acceleration for each frequency of vibration generated in the excitation source is obtained.
なお、本実施の形態では、上記加速度情報を導出するために、測定された加速度に対して実行する分析として1/3オクターブバンド周波数分析を適用しているが、これに限らず、1オクターブバンド周波数分析、1/6オクターブバンド周波数分析、FFT(高速フーリエ変換)分析等、従来既知の他の分析手法を適用することもできる。 In the present embodiment, in order to derive the acceleration information, the 1/3 octave band frequency analysis is applied as an analysis to be performed on the measured acceleration. Other conventionally known analysis methods such as frequency analysis, 1/6 octave band frequency analysis, and FFT (Fast Fourier Transform) analysis can also be applied.
一方、建物振動予測装置10は、予測対象建物の内部に発生する振動を、予め定められた条件(以下、「予測対象条件」という。)別に予測するものとされている。なお、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、上記予測対象条件として、上記振動の継続時間、予測対象建物内の用途、及び予測対象建物内において発生する振動の方向の3種類の条件を適用している。
On the other hand, the building
また、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、上記継続時間として、上記振動が連続的に生じるモード(以下、「連続モード」という。)と、上記振動が非連続的に生じるモード(以下、「非連続モード」という。)との何れかのモードを選択的に適用することができ、上記予測対象建物内の用途として、一般事務室と、応接室及び会議室と、住居室との3種類の用途の何れかを選択的に適用することができ、更に、上記振動の方向として、鉛直方向及び水平方向の何れかを選択的に適用することができる。
Moreover, in the building
なお、建物振動予測装置10において、上記継続時間として連続モード及び非連続モードの2種類のモードを適用しているのは次の理由による。
In the building
本発明の発明者らは、上記継続時間に関して多人数(37名)による、以下に示す官能試験を実施した。 The inventors of the present invention performed the following sensory test with a large number of people (37 persons) for the above duration.
被験者を鉛直方向に振動可能とされた床面に対し、椅子に座った状態及び横臥した状態で一人ずつ載せ、その状態で上記床面を連続モード及び非連続モードの各々別で、かつ複数の振動の強さの各々別に鉛直方向に所定期間(ここでは、3分間)振動させた状態で、複数の状況の各々にあるものとイメージさせた状態における、「感じる振動の強さ」及び「感じ方」に関するアンケート調査を行った。 A subject is placed on a floor surface that can be vibrated in a vertical direction, one by one sitting in a chair and lying on the floor, and in that state, the floor surface is placed in each of a continuous mode and a discontinuous mode, and a plurality of “Vibration strength to feel” and “feel” in the state of being vibrated in a vertical direction for a predetermined period (here, 3 minutes), and assuming that the vibration is in each of a plurality of situations. Survey was conducted on
図7には、このとき用いたアンケート用紙を示す。同図に示すように、ここでは、上記複数の振動の強さとして、V−90、V−70、V−30の3種類を適用し、上記複数の状況として、V−90については「一般事務室で椅子に座り執筆中」及び「劇場・映画館で座って観覧中」の2種類を、V−70については「会議室で椅子に座り打ち合わせ中」及び「劇場・映画館で座って観覧中」の2種類を、V−30については「会議室で椅子に座り打ち合わせ中」、「劇場・映画館で座って観覧中」及び「劇場・映画館で横たわって観覧中」の3種類を、各々適用した。 FIG. 7 shows the questionnaire sheet used at this time. As shown in the figure, here, three types of V-90, V-70, and V-30 are applied as the strengths of the plurality of vibrations. Sitting in a chair in the office and writing "and" Sitting in the theater / cinema for viewing ". For V-70," sitting in a chair in the meeting room "and" sitting in the theater / cinema " There are two types of V-30: “Sitting in a chair in a conference room”, “Sitting in a theater / movie theater” and “Lying in a theater / movie theater” Each was applied.
一方、図8に、この官能試験で用いた振動の波形を示す。ここで、図8(A)は連続モードに対応する振動波形であり、ここではエアロビクスを行っているときに発生する波形(8Hz,5秒毎のうなり。)を用いた。また、図8(B)は非連続モードに対応する振動波形であり、ここでは、歩行を行っているときに発生する波形(8Hz,床の内部減衰定数h=5%。)を用いた。 On the other hand, FIG. 8 shows a waveform of vibration used in this sensory test. Here, FIG. 8A shows a vibration waveform corresponding to the continuous mode. Here, a waveform (8 Hz, beat every 5 seconds) generated when aerobics is performed is used. FIG. 8B shows a vibration waveform corresponding to the discontinuous mode. Here, a waveform (8 Hz, internal damping constant h = 5%) generated when walking is used.
以上の官能試験の結果、連続モードではV−30において、非連続モードではV−70において過半数の人が振動を「ほとんど感じない」レベルであり、各モードで振動感覚に大きな差異が見られた。よって、連続モードではV−30が、非連続モードではV−70が一つの目安になる。 As a result of the above sensory test, a majority of the people “have almost no vibration” at V-30 in the continuous mode and at V-70 in the non-continuous mode, and there was a large difference in vibration sense in each mode. . Therefore, V-30 is a standard in the continuous mode and V-70 is a standard in the non-continuous mode.
以上の評価結果等より、振動の継続時間によって人が問題視する振動のレベルが異なると考えられることから、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、振動の継続時間として、連続モードと非連続モードの2種類を適用した。
From the above evaluation results and the like, it is considered that the vibration level that a person sees as a problem varies depending on the vibration duration time. Therefore, in the building
次に、図9を参照して、本実施の形態に係る建物振動予測装置10の作用を説明する。なお、図9は、ユーザによりキーボード14、マウス16等の操作によって実行指示が入力された際にCPU22により実行される建物振動予測プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、当該プログラムはハードディスク28のプログラム領域PGに予め記憶されている。
Next, with reference to FIG. 9, the effect | action of the building
まず、同図のステップ100では、予め定められた初期情報入力画面(図示省略。)を介して、予測対象建物や加振源に関する所定の情報を、キーボード14等を介して入力する。ここで、ユーザは、上述した手順で予め測定して導出した上記加速度情報を示す情報を入力する。また、ユーザは、前述した距離r、距離r0、長さL、伝搬速度VS等、これ以降の処理で必要とされる各種情報を、キーボード14等を介して入力する。更に、ユーザは、ここでの予測で適用する予測対象条件(継続時間、予測対象建物内の用途、及び振動の方向)を入力する。
First, in
次のステップ102では、次に示すように、加振源と予測対象建物との間の地盤による振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報を導出する。
In the
すなわち、半無限均質地盤上の基礎を上下方向に定常加振した場合、その振動エネルギーの約70%は表面波(レイリー波;上下成分と波動の進行方向の水平成分)で伝搬すると考えられる。 That is, when a foundation on a semi-infinite homogeneous ground is steadily excited in the vertical direction, it is considered that about 70% of the vibration energy propagates by surface waves (Rayleigh waves; vertical components and horizontal components in the traveling direction of the waves).
一般に、弾性波が半無限均質地盤を伝搬する場合の減衰率は、次の(1)式で求めることができる。 In general, the attenuation rate when an elastic wave propagates through a semi-infinite homogeneous ground can be obtained by the following equation (1).
ここで、内部減衰λは、土の内部減衰定数hと、振動の伝搬速度VSと、振動の振動数fにより、次の(2)式で表される。 Here, the internal attenuation λ is expressed by the following equation (2) by the internal attenuation constant h of soil, the propagation speed V S of vibration, and the frequency f of vibration.
例えば、内部減衰定数h=10%、伝搬速度VS=150(m/s)と仮定し、加振源近傍の測定位置(r0=10(m))から、予測対象建物の位置(r=40(m))までの減衰率情報を求めると、図10に示すものとなる。 For example, assuming that the internal damping constant h = 10% and the propagation velocity V S = 150 (m / s), the position of the building to be predicted (r r from the measurement position (r 0 = 10 (m)) near the excitation source. When attenuation rate information up to = 40 (m)) is obtained, it is as shown in FIG.
次のステップ104では、次に示すように、地盤を介して予測対象建物に入力する際の振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報を導出する。
In the
すなわち、地盤で発生した振動が建物に入力する場合、当該建物の基礎による振動の抑え効果が期待できる。この建物への振動低減効果を入力損失率τと呼んでおり、一般に次の(3)式で算出することができる。ここで、Lは振動が伝搬していく方向の基礎の長さ(m)を表す。 That is, when vibration generated in the ground is input to the building, an effect of suppressing vibration due to the foundation of the building can be expected. This vibration reduction effect on the building is called the input loss rate τ, and can generally be calculated by the following equation (3). Here, L represents the length (m) of the foundation in the direction in which vibration propagates.
次のステップ106では、次に示すように、予測対象建物における振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報を導出する。
In the
本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、水平方向については予測対象建物全体の水平方向の固有振動数による共振増幅を考慮し、鉛直方向については床スラブの固有振動数による共振増幅を考慮している。
In the building
すなわち、鉛直方向の振動の特性は、床(小梁、大梁を含む。)の1次固有周期と減衰定数と有効質量で評価する。なお、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、一例として次に示すように、実測データの回帰式から予測した1次固有周期及び減衰定数を利用するものとする。
That is, the characteristics of vertical vibration are evaluated by the primary natural period, damping constant, and effective mass of the floor (including small beams and large beams). Note that the building
床の振動特性は、実際に測定を行うことによって確認することが多いが、ここでは、この実測データを活用して、統計処理による回帰式により、床の振動特性(振動数、減衰定数)を予測する手法を採用する。 The vibration characteristics of the floor are often confirmed by actually performing measurements, but here, using the actual measurement data, the floor vibration characteristics (frequency and damping constant) can be determined by statistical regression. Use a predictive approach.
具体的には、予測検討するに当たり、煩雑さを避けることと実用性を考慮して、予測対象建物の床のスパンと実測データ(振動数、減衰定数)の関係を統計的に分析して回帰式を求めることにより予測を行う。ここで、回帰式の信頼性を高めるために、データの母数を、床に関する基礎情報(ここでは、建設時期、建設地、室用途、梁の構造形式、床の構造形式、床のスパン)に基づいて絞り込むことを考える。ユーザは、上記基礎情報の中で、予測を行う床の着目する情報に併せてデータの有効母数を決定する。 Specifically, in considering the prediction, taking into account the complexity and practicality, the relationship between the floor span of the building to be predicted and the measured data (frequency, damping constant) is statistically analyzed and regressed. Predict by making an equation. Here, in order to increase the reliability of the regression equation, the parameter of the data is used as the basic information about the floor (in this case, construction time, construction site, room usage, beam structure type, floor structure type, floor span). Consider narrowing down based on. In the basic information, the user determines an effective parameter of the data together with the information focused on the floor to be predicted.
この手法は、ユーザが任意に着目する情報に対して回帰式による床の振動数及び減衰定数の予測(相関性が低い場合は、着目する情報を見直す。)を行うことが可能であることと、多くのデータを蓄積していくことにより、回帰精度が向上していくことが大きな特徴となっている。 In this method, it is possible to predict the floor frequency and the damping constant based on the regression equation for the information that the user arbitrarily pays attention to (when the correlation is low, review the noticed information). The major feature is that the regression accuracy is improved by accumulating a lot of data.
また、床の有効質量は、日本建築学会「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」の第489頁(付11.4)に記載されている次の(4)式を用いて算出することができる。なお、これについては、当該文献に詳述されているので、これ以上のここでの説明は省略する。 Further, the effective mass of the floor can be calculated using the following equation (4) described on page 489 (Appendix 11.4) of the “Construction Standards for Reinforced Concrete Structures” of the Architectural Institute of Japan. Since this is described in detail in the document, further explanation here is omitted.
交通振動が地盤を伝搬し、建物に入力される場合等のとき、振動方程式は次の(5)式により示される。 When traffic vibration propagates through the ground and is input to the building, the vibration equation is expressed by the following equation (5).
まず、共振増幅率は、減衰定数hを1/(2h)に代入して算出する。例えば、減衰定数hが2.5%の場合、共振増幅率は20倍(=1÷(2×0.025))となる。 First, the resonance amplification factor is calculated by substituting the attenuation constant h into 1 / (2h). For example, when the attenuation constant h is 2.5%, the resonance amplification factor is 20 times (= 1 ÷ (2 × 0.025)).
次に、上述した共振増幅率を適用する周波数帯域は、2次以上の固有振動数での共振増幅も考えられることから、スラブの固有振動数が含まれる1/3オクターブ帯域以上の全帯域とする。例えば、1次固有振動数が6.8(Hz)の場合、1/3オクターブの6.3(Hz)帯域以上に共振増幅率を適用する。 Next, since the frequency band to which the above-described resonance amplification factor is applied may be resonance amplification at a natural frequency higher than the second order, all the bands above the 1/3 octave band including the natural frequency of the slab To do. For example, when the primary natural frequency is 6.8 (Hz), the resonance amplification factor is applied to the 6.3 (Hz) band or more of 1/3 octave.
一方、水平方向の振動の特性は、建物の水平方向の1次固有周期と減衰定数と有効質量で評価する。なお、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、一例として、建築基準法に基づく固有周期を建築基準法で規定されている演算式(S造(鉄骨造)でT=0.03×H(H:建物の高さ)、RC造(鉄筋コンクリート造),SRC造(鉄骨鉄筋コンクリート造)でT=0.02×H(H:建物の高さ))で算定し、当該固有周期の逆数である固有振動数に、仕上げ等の二次部材による剛性増大率γを掛ける(乗算する)ことにより、予測対象建物の固有振動数を算定する。
On the other hand, the vibration characteristics in the horizontal direction are evaluated by the primary natural period, the damping constant, and the effective mass in the horizontal direction of the building. In addition, in the building
ここで、剛性増大率γは既往の事例(一例として、日本建築学会大会学術講演梗概集(東海)1994年9月「高速道路による環境振動制御設計法(その2)環境振動制御設計法」樫村他等)から、S造については1.3〜1.7程度を、SRC造,RC造については1.9〜2.1程度を各々適用する。また、減衰定数は略算で、S造については‘0.03’を、SRC造,RC造については‘0.05’を各々適用する。なお、以上の固有振動数と減衰定数は、日本建築学会により公開されている「建築物の減衰」のデータベースからも推測することができる。 Here, the stiffness increase rate γ is a past example (for example, the Architectural Institute of Japan Conference Annual Summary (Tokai) September 1994 “Environmental Vibration Control Design Method by Expressway (Part 2) Environmental Vibration Control Design Method” Kashimura Others, etc.), about 1.3 to 1.7 is applied to S construction, and about 1.9 to 2.1 is applied to SRC construction and RC construction. The attenuation constant is an approximate calculation, and “0.03” is applied to the S structure, and “0.05” is applied to the SRC structure and the RC structure. The above natural frequency and damping constant can also be estimated from the “damping of buildings” database published by the Architectural Institute of Japan.
一方、有効質量は、予測対象建物の延べ面積、構造種別(S造又はRC造)、及び有効質量係数から略算することができる。ここでは、構造種別により、RC造については‘1.2(t/m3)’、S造については‘0.7(t/m3)’の床面積当たりの単位重量とした。更に、有効質量係数は、建物の1次固有周期に対しては、建築基準法公示第1457号で規定されている0.75程度を用いる。 On the other hand, the effective mass can be approximately calculated from the total area of the prediction target building, the structure type (S structure or RC structure), and the effective mass coefficient. Here, depending on the structure type, the unit weight per floor area was set to “1.2 (t / m 3 )” for the RC structure and “0.7 (t / m 3 )” for the S structure. Further, the effective mass coefficient is about 0.75 defined in the Building Standard Law Publication No. 1457 for the primary natural period of the building.
建物全体における水平方向の共振増幅率情報は、以上により求められる予測対象建物の1次固有振動数と減衰定数に基づいて、一例として次に示すように導出する。 The horizontal resonance amplification factor information for the entire building is derived as follows as an example based on the primary natural frequency and the damping constant of the prediction target building obtained as described above.
まず、共振増幅率は、鉛直方向の場合と同様に設定する。また、共振増幅率を適用する周波数帯域は、耐震壁等の影響で建物の剛性が高くなることで固有振動数が高くなる可能性も考慮し、1次固有振動数近傍の1/3オクターブ2帯域分とする。
First, the resonance amplification factor is set in the same manner as in the vertical direction. In addition, the frequency band to which the resonance amplification factor is applied takes into consideration the possibility that the natural frequency will increase due to the increased rigidity of the building due to the effect of the seismic wall, etc. 1/3
なお、図12には、以上の処理によって導出した共振増幅率情報の一例が示されている。なお、図12(A)が鉛直方向の振動に対するものであり、図12(B)が水平方向の振動に対するものである。 FIG. 12 shows an example of resonance amplification factor information derived by the above processing. Note that FIG. 12A is for vibration in the vertical direction, and FIG. 12B is for vibration in the horizontal direction.
次のステップ108では、上記ステップ100の処理によって入力した加速度情報と、上記ステップ102〜ステップ106の処理によって導出した減衰率情報、損失率情報、及び共振増幅率情報を、同一振動数毎に掛け合わせる(乗算する)ことにより、ユーザにより入力された条件毎に予測対象建物内の居室内で発生する振動の状態を示す情報(ここでは、当該振動の振動数毎の加速度振幅)を導出する。
In the
次のステップ110では、上記ステップ108の処理によって導出した振動状態を示す情報に基づいて、予め定められたフォーマットとされた評価結果画面を構成し、ディスプレイ18により表示する。
In the next step 110, an evaluation result screen having a predetermined format is constructed based on the information indicating the vibration state derived by the processing in
図13及び図14には、上記ステップ110の処理によってディスプレイ18により表示された評価結果画面の一例が示されている。同図に示されるように、本実施の形態に係る評価結果画面では、上記振動状態を示す情報と共に、上記ステップ100の処理によって入力された条件に応じた性能評価曲線が表示される。ここで、図13は、上記条件として一般事務所における水平方向の振動で、かつ鉄道走行等による非連続振動が入力された場合の画面の一例であり、図14は、上記条件として一般事務所における鉛直方向の振動で、かつ鉄道走行等による非連続振動が入力された場合の画面の一例である。なお、上記性能評価曲線は、性能評価曲線データベースDT1から読み出すことにより得ることができる。
FIG. 13 and FIG. 14 show an example of the evaluation result screen displayed on the
なお、図13及び図14における「確保」ラインは、指定された用途及び継続時間の環境において上記振動状態を示す情報により示される値を必ず含めなければならない範囲を示すラインであり、「目標」ラインは、ユーザによる苦情が生じないものとして統計的に予め定められた範囲を示すラインである。 The “reserved” line in FIGS. 13 and 14 is a line indicating a range that must include the value indicated by the information indicating the vibration state in the environment of the specified use and duration, and is “target”. A line is a line which shows the range statistically predetermined as what does not produce the complaint by a user.
具体的には、本発明者らによって予測対象条件の各々別に収集された苦情の情報に基づいて、過去に苦情が生じた振動加速度の上限値を全て含む性能評価曲線を「目標」ラインとして適用し、上記苦情の情報における特異なデータの存在と、ばらつきの範囲を考慮して、所定加速度(ここでは、目標ラインにおいて振動を感じた人数に加えて、総被験者数の20%に相当する人数が増えた人数だけ振動を感じる加速度に相当する加速度)だけ上記「目標」ラインより高加速度側に位置する性能評価曲線を「確保」ラインとしている。なお、本実施の形態に係る建物振動予測装置10では、各予測対象条件別の「目標」ライン及び「評価」ラインを示す情報がハードディスク28のデータベース領域DTに予め記憶されているが、これに限らず、ROM26等の他の記憶手段に記憶されている形態や、ユーザによって入力する形態等とすることもできることは言うまでもない。
Specifically, based on the complaint information collected by each of the prediction target conditions by the present inventors, a performance evaluation curve including all upper limit values of vibration acceleration in which complaints have occurred in the past is applied as a “target” line. In consideration of the existence of unique data in the complaint information and the range of variation, the number of people corresponding to 20% of the total number of subjects in addition to the predetermined acceleration (here, the number of people who felt vibration in the target line) The performance evaluation curve located on the higher acceleration side than the “target” line is defined as the “secure” line. In the building
同図に示されるような評価結果画面がディスプレイ18によって表示されると、ユーザは、本建物振動予測プログラムの実行を終了する場合は当該画面の最下に表示されている終了ボタンをマウス16にてポインティング指定する一方、予め定められた制振対策を施した場合の振動状態の予測を実行させる場合は当該画面の最下に表示されている対策実施ボタンをマウス16にてポインティング指定する。ユーザによって終了ボタン又は対策実施ボタンがポインティング指定されると、次のステップ112が肯定判定となってステップ114に移行する。
When the evaluation result screen as shown in the figure is displayed on the
ステップ114では、ユーザによって評価結果画面上で指定されたボタンが対策実施ボタンであったか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ116に移行して、TMD(Tuned Mass Damper;同調質量ダンパ)による制振対策を施した場合の共振増幅率情報を導出し、その後に上記ステップ108に戻る。
In
なお、本実施の形態に係る建物振動予測プログラムでは、上記ステップ116による共振増幅率情報の導出を、一例として著書「振動工学」にて記されている最適減衰を設定する手法を用いて行うが、これについての詳細は当該文献に詳述されているため、これ以上のここでの説明は省略する。
In the building vibration prediction program according to the present embodiment, the derivation of the resonance amplification factor information in
ステップ116の処理に引き続き実行されるステップ108では、本ステップ116の処理によって導出された共振増幅率情報を適用し、再び居室内で発生する振動の状態を示す情報を導出する。この結果、次のステップ110にて、TMDによる制振効果が加味された振動状態を示す評価結果画面が再びディスプレイ18により表示されることになる。
In
一方、上記ステップ114において否定判定となった場合には、ユーザによって本建物振動予測プログラムの終了が指示されたものと見なして本建物振動予測プログラムを終了する。
On the other hand, if the determination in
本建物振動予測プログラムのステップ100〜ステップ106の処理が本発明の取得手段及び取得ステップに、ステップ108の処理が本発明の導出手段及び導出ステップに、ステップ110の処理が本発明の表示ステップに、各々相当する。
The processing of
以上詳細に説明したように、本実施の形態では、建物の外部に位置された加振源に加えられた加振力に応じて当該加振源において発生する振動の振動数毎の加速度を示す加速度情報、前記加振源と前記建物との間の地盤による前記振動の振動数毎の減衰率を示す減衰率情報、前記地盤を介して前記建物に入力する際の前記振動の振動数毎の損失率を示す損失率情報、及び前記建物における前記振動の振動数毎の共振増幅率を示す共振増幅率情報を取得し、取得した前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出し、導出した前記物理量を示す情報を表示しているので、外部振動に起因する建物内の振動の状態を高精度に予測することができる。 As described above in detail, in the present embodiment, the acceleration for each frequency of the vibration generated in the excitation source according to the excitation force applied to the excitation source located outside the building is shown. Acceleration information, attenuation rate information indicating the attenuation rate for each vibration frequency due to the ground between the excitation source and the building, and for each vibration frequency when input to the building via the ground The loss rate information indicating the loss rate, and the resonance amplification factor information indicating the resonance amplification factor for each vibration frequency of the vibration in the building are acquired, and the acquired acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the Based on resonance amplification factor information, a physical quantity indicating the state of vibration generated inside the building is derived in accordance with the excitation force, and the information indicating the derived physical quantity is displayed. High vibration state in building It can be predicted in time.
また、本実施の形態では、前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報の同一振動数毎の値を乗算することにより前記物理量を導出しているので、より簡易に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 In the present embodiment, the physical quantity is derived by multiplying the values of the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the resonance amplification factor information for the same frequency. It is possible to easily predict the state of vibration in the building due to external vibration.
また、本実施の形態では、前記物理量を予め定められた条件毎に導出しているので、より高精度に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 In the present embodiment, since the physical quantity is derived for each predetermined condition, it is possible to predict the state of vibration in the building caused by external vibration with higher accuracy.
特に、本実施の形態では、前記予め定められた条件を、前記振動の予め定められた複数種類の継続時間、前記建物の用途、前記建物内に発生する振動の方向としているので、これらの条件毎に、外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 In particular, in the present embodiment, the predetermined conditions are a plurality of predetermined durations of the vibration, the use of the building, and the direction of vibration generated in the building. Every time, it is possible to predict the state of vibration in the building caused by external vibration.
また、本実施の形態では、前記複数種類の継続時間を、前記振動が連続的に生じる時間と、前記振動が非連続的に生じる時間とし、前記建物の用途を、一般事務室である第1用途と、応接室及び会議室である第2用途と、住居室である第3用途とし、前記振動の方向を、水平方向と、鉛直方向としているので、適用した条件毎に外部振動に起因する建物内の振動の状態を予測することができる。 In the present embodiment, the plurality of types of durations are defined as a time at which the vibration continuously occurs and a time at which the vibration occurs discontinuously, and the use of the building is a first general office room. Due to the use, the second use, which is a reception room and a conference room, and the third use, which is a residential room, and the direction of the vibration is a horizontal direction and a vertical direction, it is caused by external vibration for each applied condition. The state of vibration in the building can be predicted.
また、本実施の形態では、前記入力損失率を、上限値が1とされたものとしているので、より高精度でかつ簡易に外部振動に起因する建物内の振動の状態を高精度に予測することができる。 In the present embodiment, since the upper limit of the input loss rate is set to 1, the state of vibration in the building caused by external vibration can be predicted with higher accuracy and with higher accuracy. be able to.
また、本実施の形態では、前記物理量の許容範囲を示す許容範囲情報を記憶手段(ここでは、ハードディスク28)により予め記憶しておき、前記物理量を示す情報を前記許容範囲情報と共に表示しているので、予測結果が許容範囲に収まっているか否かを容易に判断することができ、利便性を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, tolerance range information indicating the tolerance range of the physical quantity is stored in advance by storage means (here, the hard disk 28), and the information indicating the physical quantity is displayed together with the tolerance range information. Therefore, it can be easily determined whether or not the prediction result is within the allowable range, and convenience can be improved.
特に、本実施の形態では、前記許容範囲情報を、前記物理量を必ず含めなければならない範囲を示す確保範囲情報と、ユーザによる苦情が生じないものとして統計的に予め定められた範囲を示す目標範囲情報の2段階の情報としているので、より利便性を向上させることができる。 In particular, in the present embodiment, the allowable range information includes secured range information indicating a range in which the physical quantity must be included, and a target range indicating a statistically predetermined range that does not cause any complaints by the user. Since the information is two-stage information, the convenience can be further improved.
更に、本実施の形態では、同調質量ダンパを用いて前記建物において発生する振動を抑制した場合の前記物理量を更に導出しているので、より利便性を向上させることができる。 Furthermore, in this embodiment, since the physical quantity when the vibration generated in the building is suppressed using a tuned mass damper is further derived, the convenience can be further improved.
なお、本実施の形態では、各種データベースが予め記憶されたハードディスク28を内蔵した単体のパーソナル・コンピュータによって本発明を実現した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該ハードディスク28を内蔵しないパーソナル・コンピュータに、各種データベースが予め記憶された記憶媒体又は記憶装置が設けられた外部装置を、通信回線を介してネットワーク接続することにより、パーソナル・コンピュータと外部装置とによって本発明を実現する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
In the present embodiment, the case where the present invention is realized by a single personal computer with a built-in
また、本実施の形態では、建物振動の予測をコンピュータ・プログラムの実行による、ソフトウェアにより実現する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ハードウェアにより実現する形態とすることもできる。この場合の形態例としては、図9に示される建物振動予測プログラムの各ステップによる処理を実行する機能デバイスを作製して適用する形態を例示することができる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。 In the present embodiment, the case where building vibration prediction is realized by software by executing a computer program has been described. However, the present invention is not limited to this and is realized by hardware. You can also As a form example in this case, a form in which a functional device that executes processing in each step of the building vibration prediction program shown in FIG. 9 is manufactured and applied can be exemplified. Also in this case, the same effects as in the present embodiment can be obtained.
また、本実施の形態では、建物振動予測プログラムによる予測結果等を、ディスプレイ18を用いた表示によって提示する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、プリンタ50を用いた印刷によって提示する形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。
In the present embodiment, the case where the prediction result by the building vibration prediction program is presented by display using the
その他、本実施の形態で説明した建物振動予測装置10の構成(図1〜図3参照。)は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
In addition, the structure (refer FIGS. 1-3) of the building
また、本実施の形態で示した建物振動予測プログラムの処理の流れ(図9参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。 Further, the flow of processing of the building vibration prediction program shown in the present embodiment (see FIG. 9) is also an example, and it goes without saying that the flow can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
また、本実施の形態で示した評価結果画面の構成(図13、図14参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。 Further, the configuration of the evaluation result screen shown in the present embodiment (see FIGS. 13 and 14) is also an example, and it is needless to say that it can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.
また、本実施の形態で示した性能評価曲線データベースDT1の構成(図4参照。)も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。 The configuration of the performance evaluation curve database DT1 shown in the present embodiment (see FIG. 4) is also an example, and it goes without saying that the performance evaluation curve database DT1 can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
また、本実施の形態で示した加速度情報及び共振増幅率情報の導出手法も一例であり、他の従来既知の手法を適用することができることは言うまでもない。 Further, the method for deriving the acceleration information and the resonance amplification factor information shown in the present embodiment is also an example, and it goes without saying that other conventionally known methods can be applied.
また、本実施の形態で示した「目標」ライン及び「確保」ラインの設定方法も一例であり、他の統計的手法によって設定することができることは言うまでもない。 In addition, the setting method of the “target” line and the “reservation” line shown in the present embodiment is also an example, and it is needless to say that it can be set by other statistical methods.
更に、本実施の形態で示した各種演算式((1)式〜(3)式等参照。)も一例であり、必要に応じて新たなパラメータを追加したり、不要なパラメータを削除したりすることができることは言うまでもない。 Furthermore, the various arithmetic expressions shown in the present embodiment (see formulas (1) to (3), etc.) are also examples, and new parameters are added or unnecessary parameters are deleted as necessary. It goes without saying that you can do it.
10 建物振動予測装置
14 キーボード
16 マウス
18 ディスプレイ(表示手段)
22 CPU
28 ハードディスク(記憶手段)
DT1 性能評価曲線データベース
10 Building
22 CPU
28 Hard disk (storage means)
DT1 performance evaluation curve database
Claims (17)
前記取得手段によって取得された前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出する導出手段と、
前記導出手段によって導出された前記物理量を示す情報を表示する表示手段と、
を備えた建物振動予測装置。 Acceleration information indicating the acceleration for each frequency of vibration generated in the excitation source according to the excitation force applied to the excitation source located outside the building, between the excitation source and the building Attenuation rate information indicating the attenuation rate for each vibration frequency by the ground, loss rate information indicating the loss rate for each vibration frequency when inputting to the building via the ground, and the vibration in the building Obtaining means for obtaining resonance amplification factor information indicating the resonance amplification factor for each frequency of
Based on the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the resonance amplification factor information acquired by the acquisition unit, a state of vibration generated inside the building according to the excitation force is indicated. A deriving means for deriving a physical quantity;
Display means for displaying information indicating the physical quantity derived by the deriving means;
Building vibration prediction device with
請求項1記載の建物振動予測装置。 The building vibration prediction according to claim 1, wherein the deriving unit derives the physical quantity by multiplying the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the value of the resonance amplification factor information for each same frequency. apparatus.
請求項1又は請求項2記載の建物振動予測装置。 The building vibration prediction apparatus according to claim 1, wherein the deriving unit derives the physical quantity for each predetermined condition.
請求項3記載の建物振動予測装置。 The building vibration prediction apparatus according to claim 3, wherein the predetermined condition includes at least one of a plurality of predetermined durations of the vibration, a use of the building, and a direction of vibration generated in the building. .
前記建物の用途は、一般事務室である第1用途と、応接室及び会議室である第2用途と、住居室である第3用途とを含み、
前記振動の方向は、水平方向と、鉛直方向とを含む
請求項4記載の建物振動予測装置。 The plurality of types of durations include a time at which the vibration continuously occurs and a time at which the vibration occurs discontinuously,
The use of the building includes a first use that is a general office, a second use that is a reception room and a conference room, and a third use that is a residential room,
The building vibration prediction apparatus according to claim 4, wherein the vibration direction includes a horizontal direction and a vertical direction.
請求項1乃至請求項5の何れか1項記載の建物振動予測装置。 The building vibration prediction apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the loss rate has an upper limit value of 1.
前記表示手段は、前記物理量を示す情報を前記許容範囲情報と共に表示する
請求項1乃至請求項6の何れか1項記載の建物振動予測装置。 Further comprising storage means in which allowable range information indicating the allowable range of the physical quantity is stored in advance;
The building vibration prediction apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the display unit displays information indicating the physical quantity together with the allowable range information.
請求項7記載の建物振動予測装置。 The permissible range information is two-stage information: secure range information that indicates a range that must include the physical quantity, and target range information that indicates a statistically predetermined range that does not cause user complaints. The building vibration prediction apparatus according to claim 7.
請求項1乃至請求項8の何れか1項記載の建物振動予測装置。 The building vibration prediction apparatus according to claim 1, wherein the derivation unit further derives the physical quantity when vibration generated in the building is suppressed using a tuned mass damper.
取得した前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出し、
導出した前記物理量を示す情報を表示する、
建物振動予測方法。 Acceleration information indicating the acceleration for each frequency of vibration generated in the excitation source according to the excitation force applied to the excitation source located outside the building, between the excitation source and the building Attenuation rate information indicating the attenuation rate for each vibration frequency by the ground, loss rate information indicating the loss rate for each vibration frequency when inputting to the building via the ground, and the vibration in the building Resonance gain information indicating the resonance gain for each frequency of
Based on the acquired acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the resonance amplification factor information, a physical quantity indicating a state of vibration generated in the building according to the excitation force is derived,
Displaying information indicating the derived physical quantity;
Building vibration prediction method.
請求項10記載の建物振動予測方法。 The building vibration prediction method according to claim 10, wherein the physical quantity is derived by multiplying the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the value of the resonance amplification factor information for each same frequency.
請求項10又は請求項11記載の建物振動予測方法。 The building vibration prediction method according to claim 10 or 11, wherein the physical quantity is derived for each predetermined condition.
請求項12記載の建物振動予測方法。 The building vibration prediction method according to claim 12, wherein the predetermined condition includes at least one of a plurality of predetermined durations of the vibration, a use of the building, and a direction of vibration generated in the building. .
前記取得ステップによって取得された前記加速度情報、前記減衰率情報、前記損失率情報、及び前記共振増幅率情報に基づいて、前記加振力に応じて前記建物の内部において発生する振動の状態を示す物理量を導出する導出ステップと、
前記導出ステップによって導出された前記物理量を示す情報を表示する表示ステップと、
をコンピュータに実行させる建物振動予測プログラム。 Acceleration information indicating the acceleration for each frequency of vibration generated in the excitation source according to the excitation force applied to the excitation source located outside the building, between the excitation source and the building Attenuation rate information indicating the attenuation rate for each vibration frequency by the ground, loss rate information indicating the loss rate for each vibration frequency when inputting to the building via the ground, and the vibration in the building Obtaining the resonance amplification factor information indicating the resonance amplification factor for each frequency of,
Based on the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the resonance amplification factor information acquired by the acquisition step, a state of vibration generated in the building according to the excitation force is indicated. A derivation step for deriving a physical quantity;
A display step for displaying information indicating the physical quantity derived by the deriving step;
Building vibration prediction program that causes a computer to execute.
請求項14記載の建物振動予測プログラム。 The building vibration prediction according to claim 14, wherein the deriving step derives the physical quantity by multiplying the acceleration information, the attenuation rate information, the loss rate information, and the value of the resonance amplification factor information for each same frequency. program.
請求項14又は請求項15記載の建物振動予測プログラム。 The building vibration prediction program according to claim 14, wherein the deriving step derives the physical quantity for each predetermined condition.
請求項16記載の建物振動予測プログラム。 The building vibration prediction program according to claim 16, wherein the predetermined condition includes at least one of a plurality of predetermined durations of the vibration, a use of the building, and a direction of vibration generated in the building. .
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