JP2012013521A - Earthquake damage prediction device and program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an earthquake damage prediction device and a program that predict how much buildings are damaged by seismic ground motion with a high degree of accuracy in short time.SOLUTION: The earthquake damage prediction device generates a plurality of seismic waves in an area in which object buildings of damage prediction are built by changing phases using a random number for each of a plurality of magnitudes (step 200); makes dynamic elastoplasticity analysis by a mass system model using the plurality of seismic waves to derive physical quantities indicative of predetermined building response indexes (steps 202-206); stratifies the derived physical quantities, and selects seismic waves corresponding to some of physical quantities included in the layer for each stratified layer (steps 208, 210); makes dynamic elastoplasticity analysis by a three-dimensional frame model using the selected seismic waves to derive damage states for each member used for the building (step 212); and predicts a damage extent of the building by the seismic ground motion based upon the damage states (steps 214-224).

Description

本発明は、地震被害予測装置およびプログラムに係り、より詳しくは、地震動による建物の被害状況を予測する地震被害予測装置およびプログラムに関する。   The present invention relates to an earthquake damage prediction apparatus and program, and more particularly to an earthquake damage prediction apparatus and program for predicting the damage status of a building due to earthquake motion.

従来、地震動による建物の被害状況を予測する技術として、本出願人による特許文献1には、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成する地震波生成手段と、前記地震波生成手段により生成された複数の地震波を用いた建物モデルによる応答解析によって地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、を備えた地震被害予測装置が開示されている。   Conventionally, as a technique for predicting the damage situation of a building due to earthquake motion, Patent Document 1 by the present applicant describes a seismic wave in a region where a building subject to damage prediction is built using a random number for each of a plurality of magnitudes. A plurality of seismic wave generating means for generating a plurality of seismic waves by changing the phase; and a predicting means for predicting the degree of damage to the building due to earthquake motion by response analysis using a building model using the plurality of seismic waves generated by the seismic wave generating means. An earthquake damage prediction apparatus has been disclosed.

また、本出願人による特許文献2には、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成する地震波生成手段と、前記地震波生成手段により生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力および最大層間変形角の少なくとも一方を導出する層間変位導出手段と、前記層間変位導出手段により導出された最大層せん断力および最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、を備えた地震被害予測装置が開示されている。   In addition, Patent Document 2 by the present applicant uses a seismic wave generating unit that generates a plurality of seismic waves in a region where a building to be damaged is predicted, and a plurality of seismic waves generated by the seismic wave generating unit. Interlaminar displacement deriving means for conducting dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model to derive at least one of the maximum laminar shear force and maximum interlaminar deformation angle, and the maximum laminar shear force and maximum interlaminar deformation derived by the interlaminar displacement deriving means Perform static elasto-plastic analysis with a three-dimensional frame model using at least one of the corners, derive the damage state for each member used in the building, and predict the damage level to the building due to earthquake motion based on the damage state And an earthquake damage prediction apparatus including a prediction means.

なお、上記特許文献1および特許文献2に開示されている技術では、建物の価値の評価やリスク評価のための重要な指標であるPML(Probable Maximum Loss、予想最大損失率)値を地震被害の予測結果として導出している。ここで、PML値は、50年間の超過確率10%(再現期間475年)の地震により生じるであろう被害額の90%非超過値を当該建物の再調達価格に対する比で表した値であり、建物の耐震性能を示す指標として広く用いられている。   In the technology disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the PML (Probable Maximum Loss) value, which is an important index for building value evaluation and risk evaluation, is used for earthquake damage. Derived as a prediction result. Here, the PML value is a value that represents the 90% non-exceeding value of the amount of damage that would be caused by an earthquake with an excess probability of 50% for 50 years (reproduction period 475 years) as a ratio to the replacement cost of the building. It is widely used as an indicator of the earthquake resistance performance of buildings.

特開2007−93619号公報JP 2007-93619 A 特許第4005004号公報Japanese Patent No. 4005004

しかしながら、上記特許文献1および特許文献2に記載の技術では、最終的に立体架構モデルによる静的弾塑性解析により得られた部材毎の損傷状態に基づいて建物の被害程度を予測しているため、近年問題となっている長周期地震動による建物の被害程度を、必ずしも高精度に予測することができるとは限らない、という問題点があった。   However, since the techniques described in Patent Document 1 and Patent Document 2 predict the damage level of a building based on the damage state of each member finally obtained by static elastic-plastic analysis using a three-dimensional frame model. However, there has been a problem that the degree of damage to buildings due to long-period ground motion, which has been a problem in recent years, cannot always be predicted with high accuracy.

すなわち、長周期地震動では、建物に対して変形やエネルギーが繰り返し何度も作用するため、構造材料の疲労を考慮する必要があるが、これは静的弾塑性解析では扱うことができない。   That is, in long-period ground motion, deformation and energy repeatedly act on the building many times, so it is necessary to consider the fatigue of the structural material, but this cannot be handled by static elastic-plastic analysis.

この問題点を解消するためには、立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行えばよいが、これには膨大な演算時間を要してしまう、という新たな問題点が生じる。   In order to solve this problem, dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model may be performed, but this causes a new problem that enormous calculation time is required.

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、地震動による建物の被害程度を、短時間かつ高精度で予測することができる地震被害予測装置および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 an object thereof is to provide an earthquake damage prediction apparatus and program capable of predicting the damage level of a building due to earthquake motion in a short time with high accuracy. .

上記目的を達成するために、請求項1記載の地震被害予測装置は、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成する地震波生成手段と、前記地震波生成手段によって生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出する物理量導出手段と、前記物理量導出手段によって導出された物理量を予め定められた規則で層別化し、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定する地震波選定手段と、前記地震波選定手段によって選定された地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出する損傷状態導出手段と、前記損傷状態導出手段によって導出された損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、を備えている。   In order to achieve the above object, the earthquake damage prediction apparatus according to claim 1 changes the phase of the seismic wave in the area where the building subject to damage prediction is built using a random number for each of a plurality of magnitudes. A plurality of seismic wave generation means for generating a physical quantity indicating a predetermined building response index by performing dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model using the plurality of seismic waves generated by the seismic wave generation means And the physical quantity derived by the physical quantity deriving means are stratified according to a predetermined rule, and the seismic wave corresponding to a part of the physical quantity included in the layer for each stratified layer A seismic wave selecting means for selecting a predetermined standard, and a dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using the seismic wave selected by the seismic wave selecting means. Damage state deriving means for deriving a damage state for each member used in the building; and prediction means for predicting the degree of damage to the building due to earthquake motion based on the damage state derived by the damage state deriving means. I have.

ここで、本発明の原理について説明する。   Here, the principle of the present invention will be described.

本出願人による上記特許文献1および特許文献2に開示されている技術では、被害程度の予測を高精度で行うためにモンテカルロ・シミュレーションを適用しているが、モンテカルロ・シミュレーションの効率化手法としては種々の手法が提案されており、このなかに層別化法やラテンハイパーキューブ法がある。   In the technologies disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 by the present applicant, Monte Carlo simulation is applied in order to predict the degree of damage with high accuracy. Various methods have been proposed, and among them, there are a stratification method and a Latin hypercube method.

上記層別化法はモンテカルロ・シミュレーションで用いるパラメータを層別化して均質にサンプリングすることにより効率化を図る手法であり、ラテンハイパーキューブ法は、層別化法を複数のパラメータに拡張した場合にパラメータの組み合わせによって必要なサンプル数が過大となってしまうことを防止するための手法である。   The above stratification method is a technique for improving efficiency by stratifying the parameters used in Monte Carlo simulation and sampling them uniformly. The Latin hypercube method is used when the stratification method is extended to multiple parameters. This is a technique for preventing the number of necessary samples from becoming excessive due to the combination of parameters.

ここで、上記特許文献1および特許文献2に開示されている技術では、ラテンハイパーキューブ法を用いて効率化することが可能であるが、一部のパラメータで効率が上がらない、という問題がある。   Here, in the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is possible to improve the efficiency by using the Latin hypercube method, but there is a problem that the efficiency does not increase with some parameters. .

すなわち、層別化法やラテンハイパーキューブ法では、パラメータを均質にとることによって効率化を図っているが、上記特許文献1および特許文献2に開示されている技術で用いているパラメータの1つである地震波の位相は、パラメータとなっている乱数初期値の値を均質にしても結果は均質にはならない。従って、地震波の位相に関しては層別化法の効果が得られず、効率化にも限界がある。   That is, in the stratification method and the Latin hypercube method, efficiency is achieved by taking the parameters uniformly, but one of the parameters used in the techniques disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 above. As for the phase of the seismic wave, even if the random initial value as a parameter is made uniform, the result is not uniform. Therefore, the effect of the stratification method cannot be obtained with respect to the phase of the seismic wave, and the efficiency is limited.

この原因は、地震波の位相を生成するための乱数初期値と予測結果との相関関係がないことにある。   This is because there is no correlation between the initial random number for generating the phase of the seismic wave and the prediction result.

ここで、本発明の発明者は、「構造設計・部材断面事例集」(日本建築防災協会,2007年)記載のS造の制振構造建物を対象に検討を行った。対象建物の概要を表1に、立体架構モデルを図9に各々示す。   Here, the inventor of the present invention examined S vibration control structure buildings described in “Structural Design / Cross Section Case Examples” (Japan Building Disaster Prevention Association, 2007). An outline of the target building is shown in Table 1, and a three-dimensional frame model is shown in FIG.

この解析モデルでプッシュオーバー解析を行い、その結果から質点系解析モデルを作成した。2つの動的解析モデルのエルセントロ波による応答結果を図10に示す。両者はよく対応していることがわかる。   A pushover analysis was performed with this analysis model, and a mass system analysis model was created from the results. The response results of the two dynamic analysis models using El Centro waves are shown in FIG. It turns out that both correspond well.

次に本発明の発明者は、モンテカルロ・シミュレーションを用いた立体架構モデルによる動的弾塑性解析により損失率を算出した。ここでは、位相による効果のみを見るためマグニチュードと材料強度については固定した。入力はGsを簡易に評価した第二種地盤の告示スペクトル(極稀)適合波で位相はランダムとし、1000波生成した。なお、ターゲットスペクトルとの許容誤差は5%とした。損失率の評価は本発明者らによる「三次元動的弾塑性解析を用いた地震予想最大損失率による性能設計の試み」(建築学会大会学術講演梗概集,2009年)に従い、構造部材は塑性率で、外装、間仕切りおよび設備の竪管は最大層間変形角で、天井,床仕上げ、設備の横配管と機器は最大応答加速度で、各々復旧費用を計算した。生成した地震波の応答スペクトルを図11に、損失率の分布を図12に各々示す。   Next, the inventor of the present invention calculated the loss rate by dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using Monte Carlo simulation. Here, the magnitude and material strength were fixed to see only the effect of the phase. The input was a notification spectrum (extremely rare) conforming wave of type 2 ground in which Gs was simply evaluated, and the phase was random, and 1000 waves were generated. The tolerance with respect to the target spectrum was 5%. The loss rate was evaluated in accordance with the present inventors' “Trial of performance design based on the predicted maximum loss rate of earthquakes using 3D dynamic elasto-plastic analysis” (Academic Lecture Summary of Architectural Institute of Japan, 2009). The rate of restoration was calculated for the exterior, partitions, and equipment pipes with the maximum inter-layer deformation angle, and for ceilings, floor finishes, and horizontal pipes and equipment for the equipment with the maximum response acceleration. FIG. 11 shows the response spectrum of the generated seismic wave, and FIG. 12 shows the loss rate distribution.

図12に示すように、損失率は最小4.1%、最大14.0%で、平均は7.7%、標準偏差は1.6%であった。1000波はいずれも告示スペクトル適合波であるが、位相により損失率が広く分布することがわかった。各地震波の位相生成乱数初期値と損失率の関係を図13に示す。図13から、位相生成用乱数初期値と損失率の間には関係が無いことがわかる。   As shown in FIG. 12, the loss rate was a minimum of 4.1% and a maximum of 14.0%, the average was 7.7%, and the standard deviation was 1.6%. All 1000 waves are notification spectrum compatible waves, but it was found that the loss rate is widely distributed depending on the phase. FIG. 13 shows the relationship between the initial phase generation random number of each seismic wave and the loss rate. From FIG. 13, it can be seen that there is no relationship between the initial random number for phase generation and the loss rate.

次に同じ地震波で質点系解析モデルを用いて応答解析を行い、解析結果と三次元解析で求めた損失率との相関関係を調べた。その結果を表2に示す。   Next, response analysis was performed using a mass system analysis model with the same seismic wave, and the correlation between the analysis result and the loss rate obtained by three-dimensional analysis was investigated. The results are shown in Table 2.

この結果から、損失率は平均最大層間変形角(全層の最大層間変形角の平均値)および平均最大層せん断力との相関が高いことがわかる。なお、平均最大層間変形角と平均最大層せん断力との相関係数は0.992と大きかった。   From this result, it can be seen that the loss rate has a high correlation with the average maximum interlayer deformation angle (the average value of the maximum interlayer deformation angles of all layers) and the average maximum layer shear force. The correlation coefficient between the average maximum interlayer deformation angle and the average maximum layer shear force was as large as 0.992.

次に、計算した1000ケースの解析結果の中から100ケースをサンプリングして最大損失率(90%非超過となる損失率)を算出する試行を10,000回実施し、ランダムにサンプリングした場合(図15)と、平均最大層間変形角(図14)を使って層別した場合(図16)とでの最大損失率の分布を比較した。最大損失率の平均値は両者とも9.7%であり、層別による偏りは見られなかった。標準偏差はランダムサンプリングの場合で0.30%、層別サンプリングの場合で0.18%となり、4割減少した。これを同じ精度を得るためのサンプリング数で換算すると、2.8倍となる。   Next, when 100 cases are sampled from the analysis results of the calculated 1000 cases and the maximum loss rate (loss rate not exceeding 90%) is calculated 10,000 times and randomly sampled ( 15) and the distribution of the maximum loss rate in the case of stratification using the average maximum interlayer deformation angle (FIG. 14) (FIG. 16). The average value of the maximum loss rate was 9.7% in both cases, and there was no bias due to stratification. The standard deviation was 0.30% for random sampling and 0.18% for stratified sampling, a 40% decrease. When this is converted by the number of samplings for obtaining the same accuracy, it becomes 2.8 times.

なお、以上の応答解析では、机、椅子等の什器・備品に対する被害を考慮せずに解析を行ったため、最大層間変形角、最大層せん断力、および塑性率の相関係数が比較的高かったが、什器・備品に対する被害を考慮して応答解析を行った場合には、応答加速度や応答速度が大きく影響するため、これらのパラメータにおいても相関係数が高くなることになる。   In the above response analysis, analysis was performed without considering damage to furniture and fixtures such as desks and chairs, so the correlation coefficient of maximum interlayer deformation angle, maximum layer shear force, and plastic modulus was relatively high. However, when response analysis is performed in consideration of damage to fixtures and fixtures, the response acceleration and response speed have a large effect, so the correlation coefficient also becomes high for these parameters.

以上の原理に基づき、請求項1記載の地震被害予測装置では、地震波生成手段により、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波が、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成される。   Based on the above principle, in the earthquake damage prediction apparatus according to claim 1, the seismic wave generating means causes the seismic wave in the area where the building subject to damage prediction is built to use a random number for each of a plurality of magnitudes. Multiple are generated by changing.

ここで、本発明では、物理量導出手段により、前記地震波生成手段によって生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析が行われ、予め定められた建物応答指標を示す物理量が導出され、地震波選定手段により、前記物理量導出手段によって導出された物理量が予め定められた規則で層別化され、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波が予め定められた基準で選定される。   Here, in the present invention, the physical quantity deriving means performs a dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model using a plurality of seismic waves generated by the seismic wave generating means, and a physical quantity indicating a predetermined building response index is obtained. The physical quantity derived by the seismic wave selecting means is stratified according to a predetermined rule by the seismic wave selecting means, and a part of the physical quantity included in the layer is stratified for each stratified layer. The seismic wave corresponding to the physical quantity is selected according to a predetermined criterion.

そして、本発明では、損傷状態導出手段により、前記地震波選定手段によって選定された地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析が行われて、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態が導出され、予測手段により、前記損傷状態導出手段によって導出された損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度が予測される。   In the present invention, the damage state deriving means performs a dynamic elasto-plastic analysis based on the three-dimensional frame model using the seismic wave selected by the seismic wave selecting means, and the damage state is determined for each member used in the building. And the degree of damage to the building due to earthquake motion is predicted by the predicting means based on the damage state derived by the damage state deriving means.

すなわち、本発明では、質点系モデルによる動的弾塑性解析により、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出し、導出した物理量を予め定められた規則で層別化して、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定して、選定した地震波のみを用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行っているため、地震波を選定しないで立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行う場合に比較して、より短時間で建物の被害程度を予測することができる。また、本発明では、立体架構モデルによる動的弾塑性解析により建物に用いられている部材の損傷状態を導出しているため、静的弾塑性解析によって上記損傷状態を導出する場合に比較して、より高精度で建物の被害程度を予測することができる。   That is, in the present invention, a physical quantity indicating a predetermined building response index is derived by dynamic elastic-plastic analysis using a mass system model, and the derived physical quantity is stratified according to a predetermined rule to be stratified. For each layer, the seismic wave corresponding to a part of the physical quantity contained in the layer is selected according to a predetermined criterion, and only the selected seismic wave is used for dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model. Therefore, the damage level of a building can be predicted in a shorter time than when dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model is performed without selecting seismic waves. In the present invention, since the damage state of the member used in the building is derived by dynamic elastic-plastic analysis using a three-dimensional frame model, compared to the case where the damage state is derived by static elastic-plastic analysis. The degree of building damage can be predicted with higher accuracy.

このように、請求項1記載の地震被害予測装置によれば、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成し、生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出し、導出した物理量を予め定められた規則で層別化し、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定し、選定した地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、導出した損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測しているので、地震動による建物の被害程度を、短時間かつ高精度で予測することができる。   Thus, according to the earthquake damage prediction apparatus according to claim 1, a plurality of seismic waves in a region where a building to be damaged is built are changed by using a random number for each of a plurality of magnitudes. Generates and performs dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model using the generated seismic waves, derives physical quantities indicating predetermined building response indices, and stratifies the derived physical quantities according to predetermined rules The seismic wave corresponding to a part of the physical quantity contained in the layer is selected according to a predetermined criterion for each stratified layer, and dynamics based on the three-dimensional frame model using the selected seismic wave Elasto-plastic analysis is performed, the damage state is derived for each member used in the building, and the degree of damage to the building due to earthquake motion is predicted based on the derived damage state. The degree of damage of the object can be predicted in a short time and accurately.

なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記予め定められた規則を、前記物理量導出手段によって導出された物理量の数が同一となるように層別化するとの規則か、または予め定められた範囲毎に区分することにより層別化するとの規則であるものとしてもよい。これにより、より簡易に建物の被害程度を予測することができる。   Note that, as in the invention described in claim 2, the present invention is a rule for stratifying the predetermined rule so that the number of physical quantities derived by the physical quantity deriving unit is the same. Alternatively, it may be a rule that stratification is performed by dividing each predetermined range. Thereby, the damage degree of a building can be predicted more easily.

また、本発明は、請求項3に記載の発明のように、前記予め定められた基準を、層別化された各層内の前記物理量における中央値に対応する地震波を選定するとの基準か、または層別化された各層内の前記物理量をさらに複数に層別化し、各層に属する物理量のうちの少なくとも1つの物理量に対応する地震波を選定するとの基準であるものとしてもよい。これにより、より高精度で建物の被害程度を予測することができる。   Further, according to the present invention, as in the invention described in claim 3, the predetermined criterion is a criterion for selecting a seismic wave corresponding to a median value in the physical quantity in each stratified layer, or The physical quantity in each stratified layer may be further divided into a plurality of layers, and a reference may be made for selecting an earthquake wave corresponding to at least one of the physical quantities belonging to each layer. Thereby, the damage degree of a building can be predicted with higher accuracy.

さらに、本発明は、請求項4に記載の発明のように、前記部材を、構造部材および非構造部材としてもよい。これにより、これらの構造部材および非構造部材の損傷状態が個別に加味された高精度な地震被害状況の予測を行うことができる。   Further, according to the present invention, the member may be a structural member and a non-structural member as in the invention described in claim 4. Thereby, it is possible to predict the earthquake damage situation with high accuracy in which the damage states of these structural members and non-structural members are individually taken into account.

一方、上記目的を達成するために、請求項5記載のプログラムは、コンピュータを、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成する地震波生成手段と、前記地震波生成手段によって生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出する物理量導出手段と、前記物理量導出手段によって導出された物理量を予め定められた規則で層別化し、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定する地震波選定手段と、前記地震波選定手段によって選定された地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出する損傷状態導出手段と、前記損傷状態導出手段によって導出された損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、として機能させるためのものである。   On the other hand, in order to achieve the above object, the program according to claim 5 changes the phase of the seismic wave in the area where the building subject to damage prediction is built using random numbers for each of a plurality of magnitudes. A plurality of seismic wave generating means and a plurality of seismic waves generated by the seismic wave generating means to perform a dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model to derive a physical quantity indicating a predetermined building response index The physical quantity deriving means and the physical quantity derived by the physical quantity deriving means are stratified according to a predetermined rule, and each of the stratified layers corresponds to a part of the physical quantity included in the layer. Seismic wave selecting means for selecting the seismic wave according to a predetermined criterion, and dynamic using a three-dimensional frame model using the seismic wave selected by the seismic wave selecting means. Performing a plastic analysis to predict a damage state deriving unit for deriving a damage state for each member used in the building, and predicting a damage degree to the building due to a ground motion based on the damage state derived by the damage state deriving unit It is for functioning as a prediction means.

従って、請求項5に記載の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、地震動による建物の被害程度を、短時間かつ高精度で予測することができる。   Therefore, according to the program described in claim 5, since the computer can be operated in the same manner as in the invention described in claim 1, as in the invention described in claim 1, the degree of damage to the building due to earthquake motion can be reduced. Can be predicted in a short time and with high accuracy.

本発明によれば、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成し、生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出し、導出した物理量を予め定められた規則で層別化し、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定し、選定した地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、導出した損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測しているので、地震動による建物の被害程度を、短時間かつ高精度で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, a plurality of seismic waves in a region where a building for damage prediction is built are generated by changing the phase using a random number for each of a plurality of magnitudes, and the generated seismic waves are used. Dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model is performed to derive a physical quantity indicating a predetermined building response index, and the derived physical quantity is stratified according to a predetermined rule. The seismic wave corresponding to a part of the physical quantity contained in the seismic wave is selected according to a predetermined criterion, and a dynamic elasto-plastic analysis is performed by a three-dimensional frame model using the selected seismic wave, and used for the building. The damage state is derived for each member, and the damage level to the building due to the ground motion is predicted based on the derived damage state. Can be measured, the effect is obtained that.

実施の形態に係る地震被害予測システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the earthquake damage prediction system which concerns on embodiment. 実施の形態に係る地震被害予測システムのWWWサーバにより実行される地震被害予測サービス処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the earthquake damage prediction service processing program performed by the WWW server of the earthquake damage prediction system which concerns on embodiment. 実施の形態に係る地震危険度解析画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of the earthquake risk analysis screen which concerns on embodiment. 実施の形態に係る損傷度解析画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of the damage degree analysis screen which concerns on embodiment. 実施の形態に係る地震被害予測システムの並列計算サーバにより実行される地震被害予測処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the earthquake damage prediction process program performed by the parallel calculation server of the earthquake damage prediction system which concerns on embodiment. 実施の形態に係る地震被害の予測結果を示す画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of the screen which shows the prediction result of the earthquake damage which concerns on embodiment. 実施の形態に係る地震被害の再予測結果を示す画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of the screen which shows the re-prediction result of the earthquake damage which concerns on embodiment. 実施の形態に係る地震被害予測システムによる予測処理の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the prediction process by the earthquake damage prediction system which concerns on embodiment. 本発明の原理の説明に供する模式図である。It is a schematic diagram for explaining the principle of the present invention. 本発明の原理の説明に供するグラフである。5 is a graph for explaining the principle of the present invention. 本発明の原理の説明に供するグラフである。5 is a graph for explaining the principle of the present invention. 本発明の原理の説明に供するグラフである。5 is a graph for explaining the principle of the present invention. 本発明の原理の説明に供するグラフである。5 is a graph for explaining the principle of the present invention. 本発明の原理の説明に供するグラフである。5 is a graph for explaining the principle of the present invention. 本発明の原理の説明に供するグラフである。5 is a graph for explaining the principle of the present invention. 本発明の原理の説明に供するグラフである。5 is a graph for explaining the principle of the present invention.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。まず、図1を参照して、本発明が適用された地震被害予測システム10の構成を説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of an earthquake damage prediction system 10 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

同図に示すように、本実施の形態に係る地震被害予測システム10は、WWW(World Wide Web)サーバ20と、並列計算サーバ30と、を備えている。   As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment includes a WWW (World Wide Web) server 20 and a parallel computing server 30.

WWWサーバ20および並列計算サーバ30は、地震被害予測システム10の提供者が所有するもので、WWWサーバ20はインターネット上に設けられており、並列計算サーバ30はWWWサーバ20からアクセス可能に設けられている。   The WWW server 20 and the parallel computing server 30 are owned by the provider of the earthquake damage prediction system 10. The WWW server 20 is provided on the Internet, and the parallel computing server 30 is provided so as to be accessible from the WWW server 20. ing.

並列計算サーバ30は地震被害の予測を並列処理によって高速に実行するものであり、地震被害予測システム10の核となるものである。また、WWWサーバ20は、地震被害予測システム10のユーザが所有する情報端末装置40(本実施の形態では、パーソナル・コンピュータ)と並列計算サーバ30との間の橋渡しの役割を有するものである。   The parallel computing server 30 executes earthquake damage prediction at high speed by parallel processing, and is the core of the earthquake damage prediction system 10. The WWW server 20 serves as a bridge between the information terminal device 40 (in this embodiment, a personal computer) owned by the user of the earthquake damage prediction system 10 and the parallel computing server 30.

本実施の形態に係る地震被害予測システム10では、ユーザにより情報端末装置40によってWWWブラウザ(Browser)を介してインターネット上のWWWサーバ20がアクセスされると、WWWサーバ20はアクセス元の情報端末装置40に対して各種データを入力するための画面データを送信する。   In the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment, when the WWW server 20 on the Internet is accessed by the information terminal device 40 through the WWW browser (Browser) by the user, the WWW server 20 is the access source information terminal device. The screen data for inputting various data to 40 is transmitted.

これに応じて情報端末装置40はWWWサーバ20から受信した画面データに基づく画面を表示するので、ユーザは当該画面上で必要なデータを入力する。   In response to this, the information terminal device 40 displays a screen based on the screen data received from the WWW server 20, and the user inputs necessary data on the screen.

これに応じてWWWサーバ20は並列計算サーバ30に対し、ユーザによって入力されたデータを送信すると共に、当該データを用いて地震被害の予測を実行することを依頼する。   In response to this, the WWW server 20 sends the data input by the user to the parallel computing server 30 and requests that the earthquake damage be predicted using the data.

当該依頼を受けた並列計算サーバ30は、後述する地震被害予測処理プログラムを実行することにより地震被害の予測を実行し、当該予測結果をWWWサーバ20に送信する。また、並列計算サーバ30は、アクセス元の情報端末装置40の所有者であるユーザに対して、地震被害の予測が終了した旨を通知するための処理を行う。   The parallel computing server 30 that has received the request executes an earthquake damage prediction processing program, which will be described later, to execute an earthquake damage prediction, and transmits the prediction result to the WWW server 20. The parallel computing server 30 also performs processing for notifying the user who is the owner of the access source information terminal device 40 that the earthquake damage prediction has been completed.

当該通知を受け取ったユーザは、情報端末装置40によってWWWサーバ20を再びアクセスし、WWWサーバ20から上記予測結果をダウンロードする。   The user who has received the notification accesses the WWW server 20 again by the information terminal device 40 and downloads the prediction result from the WWW server 20.

このように、本実施の形態に係る地震被害予測システム10は、ASP(Application Service Provider)として構成されている。   Thus, the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment is configured as an ASP (Application Service Provider).

次に、本実施の形態に係る地震被害予測システム10の作用を説明する。まず、図2を参照して、WWWサーバ20において実行される地震被害予測サービス処理について説明する。なお、図2は、何れかのユーザにより情報端末装置40によって地震被害予測サービスを利用する旨が入力されたときに、これに応じてWWWサーバ20により実行される地震被害予測サービス処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該プログラムはWWWサーバ20に内蔵された不図示のハードディスクに予め記憶されている。   Next, the operation of the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment will be described. First, the earthquake damage prediction service process executed in the WWW server 20 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 shows the processing of the earthquake damage prediction service processing program executed by the WWW server 20 in response to the input of use of the earthquake damage prediction service by the information terminal device 40 by any user. The program is stored in advance in a hard disk (not shown) built in the WWW server 20.

まず、ステップ100では、予め定められた地震危険度解析画面を示す画面データをアクセス元の情報端末装置40にインターネットを介して送信し、次のステップ102では、当該情報端末装置40からの所定情報の入力待ちを行う。上記ステップ100の処理によって、アクセス元の情報端末装置40のディスプレイに地震危険度解析画面が表示されることになる。   First, in step 100, screen data indicating a predetermined earthquake risk analysis screen is transmitted to the access source information terminal device 40 via the Internet. In the next step 102, predetermined information from the information terminal device 40 is transmitted. Wait for input. Through the process of step 100, the earthquake risk analysis screen is displayed on the display of the access source information terminal device 40.

図3には、当該ディスプレイ40Aに表示された地震危険度解析画面の一例が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る地震危険度解析画面では、予測対象とする位置を示す情報(以下、「位置情報」という。)と、当該位置における地盤のタイプを示す情報(以下、「地盤タイプ情報」という。)と、が入力できるようになっている。   FIG. 3 shows an example of an earthquake risk analysis screen displayed on the display 40A. As shown in the figure, on the seismic risk analysis screen according to the present embodiment, information indicating the position to be predicted (hereinafter referred to as “position information”) and information indicating the type of ground at the position ( Hereinafter, “ground type information”) can be input.

なお、同図に示すように、地震被害予測システム10では、上記位置情報を、予め記憶されている地点リストの地点名を当該画面に一覧表示させて、表示された地点名から所望のものを指定することにより入力することもできるし、緯度および経度を入力することにより入力することもできる。また、同図に示すように、地震被害予測システム10では、上記地盤タイプ情報として、「硬い」、「普通」、「柔らかい」、「軟弱」の4段階の地盤タイプの何れかを選択的に入力することができる。   As shown in the figure, in the earthquake damage prediction system 10, the location information is displayed in a list of spot names in a spot list stored in advance on the screen, and a desired one is displayed from the displayed spot names. It can be input by designating, or can be input by inputting latitude and longitude. As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 selectively selects one of the four types of ground types “hard”, “normal”, “soft”, and “soft” as the ground type information. Can be entered.

同図に示されるような地震危険度解析画面がディスプレイ40Aに表示されると、ユーザは、情報端末装置40に設けられた不図示のマウス等のポインティング・デバイスやキーボードの操作によって位置情報および地盤タイプ情報を入力する。これによって、これらの情報がWWWサーバ20に転送され、上記ステップ102が肯定判定となってステップ104に移行する。   When the seismic risk analysis screen as shown in the figure is displayed on the display 40A, the user can operate the position information and the ground by operating a pointing device such as a mouse (not shown) provided on the information terminal device 40 or a keyboard. Enter type information. As a result, these pieces of information are transferred to the WWW server 20, and the above-described step 102 is affirmative and the process proceeds to step 104.

ステップ104では、情報端末装置40から入力された位置情報および地盤タイプ情報に基づく地震危険度解析によって、50年で10%の確率で発生する地震動を示すPME(最大速度)値を算出する。なお、PME値の算出は従来既知の技術で行うため、ここでの詳細な説明は省略する。   In step 104, a PME (maximum speed) value indicating earthquake motion occurring at a probability of 10% in 50 years is calculated by an earthquake risk analysis based on the position information and ground type information input from the information terminal device 40. Since the calculation of the PME value is performed by a conventionally known technique, a detailed description thereof is omitted here.

次のステップ106では、算出したPME値を地震危険度解析画面に表示することのできる画面データをアクセス元の情報端末装置40に送信し、次のステップ108では、当該情報端末装置40からの所定情報の入力待ちを行う。上記ステップ106の処理によって、当該情報端末装置40のディスプレイ40Aには算出したPME値が一例として図3に示すように表示されるので、ユーザは当該PME値を参照して特に問題等がなく、引き続き地震被害の予測を実行させる場合には、地震危険度解析画面に表示されている「損傷度解析へ」ボタンを不図示のマウスにて指定する。これによって、上記ステップ108が肯定判定となってステップ110に移行する。   In the next step 106, screen data capable of displaying the calculated PME value on the seismic risk analysis screen is transmitted to the information terminal device 40 that is the access source, and in the next step 108, the predetermined data from the information terminal device 40 is transmitted. Wait for input of information. As a result of the processing in step 106, the calculated PME value is displayed on the display 40A of the information terminal device 40 as shown in FIG. 3 as an example, so that the user can refer to the PME value and there is no particular problem. When the earthquake damage prediction is to be continued, the “Damage Analysis” button displayed on the earthquake risk analysis screen is designated with a mouse (not shown). As a result, step 108 becomes affirmative and the process proceeds to step 110.

ステップ110では、予め定められた損傷度解析画面を示す画面データをアクセス元の情報端末装置40にインターネットを介して送信し、次のステップ112では、当該情報端末装置40からの所定情報の入力待ちを行う。上記ステップ110の処理によって、アクセス元の情報端末装置40のディスプレイ40Aに損傷度解析画面が表示されることになる。   In step 110, screen data indicating a predetermined damage degree analysis screen is transmitted to the access source information terminal device 40 via the Internet. In the next step 112, input of predetermined information from the information terminal device 40 is awaited. I do. As a result of the processing in step 110, a damage analysis screen is displayed on the display 40A of the information terminal device 40 that is the access source.

図4には、ディスプレイ40Aに表示された損傷度解析画面の一例が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る損傷度解析画面では、後述する地震被害予測処理において地震波を生成する際に適合させる応答スペクトルを示すスペクトル情報と、複数の地震動レベルを解析対象としたい場合の各地震動レベルを示す地震動レベル情報と、1地震動レベル当たりの生成する地震動数を示す地震動数情報と、が入力できるようになっている。   FIG. 4 shows an example of the damage analysis screen displayed on the display 40A. As shown in the figure, in the damage analysis screen according to the present embodiment, spectrum information indicating a response spectrum to be adapted when generating a seismic wave in an earthquake damage prediction process described later, and a plurality of seismic motion levels are analyzed. The seismic motion level information indicating each seismic motion level and the seismic motion number information indicating the number of seismic motions generated per seismic motion level can be input.

また、当該損傷度解析画面では、予測対象とする建物の構造に関する建物構造情報と、当該建物における各種部材の再調達価格を示す再調達価格情報と、当該建物の非構造部材に関する非構造部材情報と、も入力できるようになっている。   In the damage analysis screen, the building structure information related to the structure of the building to be predicted, the repurchasing price information indicating the repurchasing price of various members in the building, and the non-structural member information related to the non-structural members of the building And you can also enter.

なお、同図に示すように、地震被害予測システム10では、上記スペクトル情報として、「告示」、「入力地震動技術指針」、「耐専」の3種類の何れかを選択的に入力することができる。また、上記建物構造情報には、予測対象とする建物の構造種別、建物用途、建物階数、延べ床面積、建築面積の各情報が含まれる。更に、上記非構造部材情報には、間仕切り壁、非構造床、天井、外装(外壁仕上げ、サッシ)、設備機器、設備配管の各々に関する情報が含まれる。   As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 can selectively input one of the three types of “notification”, “input seismic motion technology guideline”, and “resistant” as the spectrum information. it can. The building structure information includes information on the structure type of the building to be predicted, the building use, the number of building floors, the total floor area, and the building area. Furthermore, the non-structural member information includes information on each of partition walls, non-structural floors, ceilings, exteriors (outer wall finishing, sashes), equipment, and equipment piping.

同図に示されるような損傷度解析画面がディスプレイ40Aに表示されると、ユーザは、情報端末装置40に設けられた不図示のマウス等のポインティング・デバイスやキーボードの操作によって、スペクトル情報、地震動レベル情報、地震動数情報、建物構造情報、再調達価格情報、非構造部材情報を必要に応じて入力する。これによって、入力された情報がWWWサーバ20に転送され、上記ステップ112が肯定判定となってステップ114に移行する。   When the damage degree analysis screen as shown in the figure is displayed on the display 40A, the user operates a pointing device such as a mouse (not shown) provided on the information terminal device 40 or an operation of the keyboard, and the spectrum information, seismic motion is displayed. Input level information, earthquake motion number information, building structure information, replacement procurement price information, and non-structural material information as required. As a result, the input information is transferred to the WWW server 20, and the above step 112 becomes affirmative and the process proceeds to step 114.

ステップ114では、上記ステップ112において入力された各種情報と、上記ステップ104において算出したPME値と、当該情報を用いて地震被害の予測を実行する旨を指示する実行指示情報と、を並列計算サーバ30に送信することにより、当該並列計算サーバ30に地震被害予測処理の実行を依頼した後、本地震被害予測サービス処理プログラムを終了する。   In step 114, the parallel calculation server receives the various information input in step 112, the PME value calculated in step 104, and execution instruction information for instructing to execute earthquake damage prediction using the information. 30, after requesting the parallel computing server 30 to execute the earthquake damage prediction process, the earthquake damage prediction service processing program is terminated.

一方、上記実行指示情報を受信すると、並列計算サーバ30では、当該実行指示情報と共に受信した各種情報を用いて地震被害予測処理を実行する。   On the other hand, when the execution instruction information is received, the parallel computing server 30 executes an earthquake damage prediction process using various information received together with the execution instruction information.

次に、図5を参照して、本実施の形態に係る地震被害予測処理について説明する。なお、図5は、このとき並列計算サーバ30によって実行される地震被害予測処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該プログラムは並列計算サーバ30に内蔵された不図示のハードディスクに予め記憶されている。なお、ここでは、錯綜を回避するために、上記地震動レベル情報を用いずに、上記地震被害予測サービス処理プログラムのステップ104の処理によって算出されたPME値を用いる場合について説明する。   Next, the earthquake damage prediction process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the earthquake damage prediction processing program executed by the parallel computing server 30 at this time, and the program is stored in advance in a hard disk (not shown) built in the parallel computing server 30. ing. Here, in order to avoid complications, a case will be described in which the PME value calculated by the processing in step 104 of the earthquake damage prediction service processing program is used without using the earthquake motion level information.

同図のステップ200では、WWWサーバ20から入力されたPME値により示される最大速度レベルの地震波を示すデータを、地震動数情報で示される数だけ生成する。   In step 200 in the figure, data indicating seismic waves at the maximum speed level indicated by the PME value input from the WWW server 20 is generated by the number indicated by the earthquake motion number information.

ここで、当該地震波を示すデータは、マグニチュードの分布を考慮し、WWWサーバ20から入力されたスペクトル情報によって示される応答スペクトルに適合するように生成する。なお、この地震波を示すデータの生成に当たって、位相は乱数を用いて一様分布でランダムに生成する。また、上記マグニチュードの分布は、最大地動速度を文献「Saburoh Midorikawa,Masashi Matsuoka,and Koichi Sakugawa.Site effects on strong-motion records observed during the 1987 chiba-ken-toho-oki,japan earthquake.第9回日本地震工学シンポジウム,pp.E085−E090,1994」に従って基盤の最大加速度に変換し、文献「安中正,山崎文雄,片平冬樹.気象庁87型強震記録を用いた最大地震および応答スペクトル推定式の提案.第24回地震工学研究発表会講演論文集,pp.161−132,1997」における距離減衰式を用い、次の(1)式により設定する。   Here, the data indicating the seismic wave is generated so as to match the response spectrum indicated by the spectrum information input from the WWW server 20 in consideration of the distribution of magnitude. In generating data indicating the seismic wave, the phase is randomly generated with a uniform distribution using random numbers. In addition, the distribution of the above magnitude is based on the maximum ground motion speed in the literature "Saburoh Midorikawa, Masashi Matsuoka, and Koichi Sakugawa. Site effects on strong-motion records observed during the 1987 chiba-ken-toho-oki, japan earthquake. Converted to the maximum acceleration of the base according to the earthquake engineering symposium, pp. E085-E090, 1994, and the literature “Masao Annaka, Fumio Yamazaki, Fuyuki Katahira. Using the distance attenuation formula in the 24th Earthquake Engineering Research Conference Proceedings, pp. 161-132, 1997, the following equation (1) is used.

ここで、w(Mi,Vj)は最大速度VjにおけるマグニチュードMi(i=1,・・・,m)の割合を、Δ(Mi,Vj)は当該マグニチュードで最大速度Vjを発生させる距離(震央距離)を、N(Mi)はマグニチュードMiの年間の頻度を、各々表す。   Here, w (Mi, Vj) is a ratio of the magnitude Mi (i = 1,..., M) at the maximum speed Vj, and Δ (Mi, Vj) is a distance (seismic epicenter) at which the maximum speed Vj is generated at the magnitude. Distance), and N (Mi) represents the annual frequency of the magnitude Mi.

なお、N(M)は、以下のGutenberg−Richterの式である(2)式に従うものとし、bの値は標準的な地域を想定して1.0とする。なお、(2)式は、地震はマグニチュードが低いものほど発生しやすい、ということを示している式である。   Note that N (M) follows the following Guttenberg-Richter equation (2), and the value of b is 1.0 assuming a standard region. Note that equation (2) is an equation indicating that earthquakes are more likely to occur with lower magnitude.

次のステップ202では、上記ステップ200において生成した何れかの地震波を示すデータを用いて、建物構造情報に基づいて作成される質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、建物の各層の最大加速度、最大速度、最大層せん断力、最大層間変形角および塑性率を算出する。   In the next step 202, dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model created based on building structure information is performed using data indicating any of the seismic waves generated in step 200, and the maximum acceleration of each layer of the building is determined. The maximum velocity, the maximum layer shear force, the maximum interlayer deformation angle and the plasticity rate are calculated.

すなわち、ここでは、対象とする建物の立体架構モデルを作成し、荷重増分法による弾塑性解析(プッシュオーバー解析)を行う。なお、当該解析に当たっては、自重による初期応力を考慮する。そして、解析の結果得られた各層の荷重変形関係をトリリニアーに近似することで、立体架構モデルを質点系モデルに変換し、このモデルに上記ステップ200において生成した何れかの地震波を示すデータを入力して動的弾塑性解析を実行する。   That is, here, a three-dimensional frame model of the target building is created, and an elasto-plastic analysis (push-over analysis) by the load increment method is performed. In this analysis, the initial stress due to its own weight is taken into consideration. Then, the three-dimensional frame model is converted into a mass system model by approximating the load deformation relationship of each layer obtained as a result of the analysis to trilinearity, and data indicating one of the seismic waves generated in step 200 is input to this model. Then, dynamic elasto-plastic analysis is executed.

この解析の過程で各層の最大加速度、最大速度、最大層せん断力、最大層間変形角および塑性率(以下、「建物応答指標」という。)を得ることができる。   In the course of this analysis, the maximum acceleration, maximum velocity, maximum layer shear force, maximum interlayer deformation angle and plasticity rate (hereinafter referred to as “building response index”) of each layer can be obtained.

そこで、次のステップ204では、上記質点系モデルによる動的弾塑性解析によって得られた建物応答指標を示す物理量を、並列計算サーバ30に内蔵されたハードディスクに記憶し、次のステップ206にて、上記ステップ200において生成した全ての地震波について上記ステップ202〜ステップ204の処理が終了したか否かを判定して、否定判定となった場合は上記ステップ202に戻って再びステップ202〜ステップ204の処理を実行し、肯定判定となった時点でステップ208に移行する。なお、上記ステップ202〜ステップ206の処理を繰り返して行う際には、それまでに適用しなかった地震波を適用する。   Therefore, in the next step 204, the physical quantity indicating the building response index obtained by the dynamic elastic-plastic analysis by the mass system model is stored in the hard disk built in the parallel calculation server 30, and in the next step 206, It is determined whether or not the processing of step 202 to step 204 has been completed for all the seismic waves generated in step 200. If the determination is negative, the processing returns to step 202 and processing of step 202 to step 204 is performed again. When the determination is affirmative, the routine proceeds to step 208. In addition, when performing the process of said step 202-step 206 repeatedly, the seismic wave which was not applied until then is applied.

ステップ208では、以上の処理によって得られた全ての地震波に対応する上記物理量(本実施の形態では、各層の最大加速度、最大速度、最大層せん断力、最大層間変形角および塑性率を示す物理量)のうちの予め定められた種類(本実施の形態では、最大層間変形角)の物理量を上記ハードディスクから読み出し、読み出した全ての物理量について、対応する地震波の各々毎に全層の平均値を算出した後、平均値化された物理量を予め定められた規則で層別化する。   In step 208, the physical quantities corresponding to all the seismic waves obtained by the above processing (in this embodiment, physical quantities indicating the maximum acceleration, maximum velocity, maximum shear force, maximum interlayer deformation angle, and plastic modulus of each layer). Among these, the physical quantity of a predetermined type (in this embodiment, the maximum interlayer deformation angle) is read from the hard disk, and the average value of all the layers is calculated for each corresponding seismic wave for all the read physical quantities. After that, the averaged physical quantity is stratified according to a predetermined rule.

本実施の形態では、上記予め定められた規則として、上記物理量の数が予め定められた数N(本実施の形態では、10)で同一となるように層別化するとの規則を適用している。この際、本実施の形態では、上記物理量を最小値から最大値にかけて順にN個ずつで区切ることにより層別化を行っているが、これに限らず、上記物理量を最大値から最小値にかけて順にN個ずつで区切ることや、上記物理量を中央値から最小値および最大値にかけて順にN個ずつで区切ること等によって層別化する形態としてもよい。   In the present embodiment, as the predetermined rule, the rule that the number of physical quantities is stratified so as to be equal to a predetermined number N (10 in the present embodiment) is applied. Yes. At this time, in the present embodiment, stratification is performed by dividing the physical quantity into N pieces in order from the minimum value to the maximum value, but not limited to this, the physical quantity is sequentially changed from the maximum value to the minimum value. The physical quantity may be stratified by dividing every N pieces, or dividing the physical quantity into N pieces in order from the median to the minimum value and the maximum value.

なお、上記物理量に特異な値が含まれる場合があるが、この場合には、当該特異な値を削除したうえで上記層別化を行う形態としてもよい。   In some cases, a specific value is included in the physical quantity. In this case, the stratification may be performed after the specific value is deleted.

このように、本実施の形態では、上記予め定められた規則として、上記物理量の数が予め定められた数で同一となるように層別化するとの規則を適用しているが、これに限らず、例えば、上記物理量を予め定められた範囲毎に区分することにより層別化するとの規則等の他の規則を適用してもよい。   As described above, in the present embodiment, as the predetermined rule, a rule that stratifies the physical quantity so that the number is the same as the predetermined number is applied. However, the present invention is not limited to this. Instead, for example, other rules such as a rule of stratification by dividing the physical quantity into predetermined ranges may be applied.

また、本実施の形態では、上記予め定められた種類として最大層間変形角のみを適用しているが、これに限らず、被害予測の対象とする建物の耐震性能や、什器・備品に対する被害も加味するか否か等に応じて、適用する建物応答指標を示す物理量を決定するようにしてもよい。この場合、前述した本発明の原理より、例えば、机、椅子等の什器・備品に対する被害を考慮しない場合には、最大層せん断力、最大層間変形角および塑性率の少なくとも1つを適用し、什器・備品に対する被害を考慮する場合には、最大加速度および最大速度の少なくとも一方を適用することが好ましい。   In the present embodiment, only the maximum interlayer deformation angle is applied as the above-mentioned predetermined type. However, the present invention is not limited to this, and the earthquake resistance performance of the building subject to damage prediction and the damage to fixtures and equipment are also included. You may make it determine the physical quantity which shows the building response parameter | index to apply according to whether etc. are added. In this case, from the principle of the present invention described above, for example, when not considering damage to furniture and fixtures such as desks and chairs, at least one of the maximum layer shear force, the maximum interlayer deformation angle, and the plasticity ratio is applied. In consideration of damage to furniture and fixtures, it is preferable to apply at least one of maximum acceleration and maximum speed.

次のステップ210では、上記ステップ208の処理によって層別化された各層毎に当該層内に含まれる上記物理量のうちの一部の物理量に対応する地震波を予め定められた基準で選定する。   In the next step 210, seismic waves corresponding to some of the physical quantities included in the layer are selected on the basis of a predetermined criterion for each layer stratified by the processing of step 208.

なお、本実施の形態では、上記予め定められた基準として、層別化された各層内の上記物理量における中央値に対応する地震波を選定するとの基準を適用しているが、これに限らず、例えば、層別化された各層内の上記物理量をさらに複数に層別化し、各層に属する物理量のうちの少なくとも1つの物理量に対応する地震波を選定するとの基準等の他の基準を適用してもよい。   In the present embodiment, as the predetermined standard, the standard for selecting the seismic wave corresponding to the median value in the physical quantity in each stratified layer is applied. For example, even if other criteria such as criteria for selecting the seismic wave corresponding to at least one physical quantity among the physical quantities belonging to each layer are applied by further stratifying the physical quantities in each stratified layer Good.

次に、以上の処理によって選定された地震波を示すデータを用いて建物の被害額(復旧費用)を推定する。   Next, the damage amount (recovery cost) of the building is estimated using the data indicating the seismic wave selected by the above processing.

このため、まず、次のステップ212では、躯体の被害を推定するために、建物構造情報に基づいて作成した立体架構モデルに、選定した地震波を示すデータのうちの何れか1つを入力して動的弾塑性解析を行い、個々の柱、梁、壁(耐震壁)要素の損傷状態を判定する。   For this reason, first, in the next step 212, in order to estimate the damage of the frame, any one of the data indicating the selected seismic wave is input to the three-dimensional frame model created based on the building structure information. Dynamic elasto-plastic analysis is performed to determine the damage status of each column, beam, and wall (seismic wall) element.

そして、次のステップ214にて、当該損傷状態の程度、例えば、曲げひび割れが生じたときにはエポキシ樹脂注入だが、せん断降伏したときは鉄板補強、というように補強方法を仮定し、それに基づいて復旧費用を算定する。なお、損傷状態と復旧費用については、文献「神田順.損失費用モデルを用いた最適信頼性に基づく設計用地震荷重,1998.」を参考に設定し、次の(3)式により躯体の復旧費用を算出する。   Then, in the next step 214, assuming a reinforcing method such as the degree of the damage state, for example, epoxy resin injection when bending cracking occurs, but steel plate reinforcement when shear yielding, recovery cost is based on that. Is calculated. The damage state and restoration cost were set with reference to the document “Junka Jun. Seismic load for design based on optimum reliability using loss cost model, 1998.”, and the restoration of the frame by the following equation (3) Calculate the cost.

ここで、Rsは躯体復旧費用を、fsc(z)は柱被害関数を、fsb(z)は梁被害関数を、fsw(z)は壁被害関数を、zは損傷状態を、各々表す。   Here, Rs represents the frame restoration cost, fsc (z) represents the column damage function, fsb (z) represents the beam damage function, fsw (z) represents the wall damage function, and z represents the damage state.

次のステップ216では、非構造部材の損傷状態の判定、および復旧費用の算定を次のように行う。   In the next step 216, the damage state of the non-structural member is determined and the restoration cost is calculated as follows.

まず、躯体の被害に伴って発生する仕上げ(内装)の復旧費用を、算出した躯体の被害に比例して算定する。また、その他の内装の復旧費用は、各部の特性に応じて算出する。天井と非構造床は各層の加速度により、また、間仕切りは各層の各柱の層間変形角に基づいて損傷状態を判定し、各損傷状態別に設定した被害関数により再調達価格に係数を乗じた額を(4)式に示すように復旧費用とする。   First, the restoration cost for finishing (interior) that accompanies damage to the chassis is calculated in proportion to the calculated damage to the chassis. In addition, other interior restoration costs are calculated according to the characteristics of each part. For the ceiling and unstructured floor, the damage state is determined based on the acceleration of each layer, and for the partition, based on the inter-layer deformation angle of each column of each layer, and the replacement cost is multiplied by a factor based on the damage function set for each damage state Is the recovery cost as shown in equation (4).

ここで、Riは内装復旧費用を、Cc,Cf,Cpは各々天井,非構造床,間仕切りの再調達価格を、fc,ff、fpは各々天井,非構造床,間仕切りの被害(損傷度)関数を、Ajは各柱部の、天井の場合は上端の、非構造床の場合は下端の最大加速度を、θjは各柱部の層間変形角を、各々表す。   Here, Ri is the interior restoration cost, Cc, Cf, and Cp are the repurchasing prices of the ceiling, non-structure floor, and partition, respectively, and fc, ff, and fp are the damage (damage) of the ceiling, non-structure floor, and partition, respectively. Aj represents the maximum acceleration of each column, the upper end in the case of a ceiling, the lower end in the case of an unstructured floor, and θj the interlayer deformation angle of each column.

外装は壁面とサッシに分け、外壁に相当する柱各部の層間変形角に応じて各々の損傷状態を判定し、内装と同様に壁サッシ別各損傷状態別に設定した被害関数により再調達価格に係数を乗じた額を(5)式に示すように復旧費用とする。   The exterior is divided into a wall surface and a sash, and each damage state is judged according to the interlayer deformation angle of each column part corresponding to the outer wall. The amount multiplied by is taken as the restoration cost as shown in equation (5).

ここで、Cew,Cesは各々壁面,サッシの再調達価格を、few,fesは各々壁面,サッシの被害(損傷度)関数を、θiは外壁部各柱の層間変形角である。   Here, Cew and Ces are the wall surface and sash replacement procurement price, few and fes are the wall surface and sash damage (damage) functions, respectively, and θi is the interlayer deformation angle of each column of the outer wall.

設備は、縦配管は層間変形角に、横配管と機器は加速度により損傷状態を判定し、同様に各損傷状態別に設定した被害関数により各層毎に再調達価格に係数を乗じた額を(6)式に示すように復旧費用とする。   The equipment determines the damage state of the vertical piping by the inter-layer deformation angle, and the horizontal piping and equipment by the acceleration. Similarly, the damage function set for each damage state multiplies the repurchasing price by a factor for each layer (6 As shown in the formula, recovery costs are assumed.

ここで、Cfh(i),Cfv(i)は各層の横配管・機器,縦配管の再調達価格を、ffh,ffvは被害(損傷度)関数を、各々表す。   Here, Cfh (i) and Cfv (i) represent the re-procurement price of the horizontal piping / equipment and vertical piping of each layer, and ffh and ffv represent the damage (damage degree) function, respectively.

次のステップ218では、以上のように算出した各復旧費用に、再調達価格における割合に応じた外構復旧費を加え合わせることにより、建物全体の復旧費用を算出し、次のステップ220では、算出した建物全体の復旧費用を建物全体の再調達価格で除算することにより損失率を算出する。   In the next step 218, the restoration cost for the entire building is calculated by adding the external restoration cost corresponding to the ratio in the repurchasing price to each restoration cost calculated as described above, and in the next step 220, The loss rate is calculated by dividing the calculated restoration cost for the entire building by the replacement cost for the entire building.

そして、次のステップ222では、上記ステップ210において選定した全ての地震波について上記ステップ212〜ステップ220の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ212に戻って再びステップ212〜ステップ220の処理を実行し、肯定判定となった時点でステップ224に移行する。なお、上記ステップ212〜ステップ222の処理を繰り返して行う際には、上記選定した地震波のうち、それまでに適用しなかった地震波を適用する。   In the next step 222, it is determined whether or not the processing in steps 212 to 220 has been completed for all the seismic waves selected in step 210. If the determination is negative, the process returns to step 212 and again. The processing of step 212 to step 220 is executed, and when an affirmative determination is made, the routine proceeds to step 224. In addition, when performing the process of said step 212-step 222 repeatedly, among the said selected seismic waves, the seismic wave which was not applied until then is applied.

ステップ224では、上記ステップ212〜ステップ222の処理によって得られた全ての地震波における損失率の分布を標準β分布で近似し、その90%非超過確率からPML値を算出し、次のステップ226では、算出したPML値における躯体、内装、外装、設備、および外構の内訳比率を算出する。   In step 224, the distribution of loss rates in all the seismic waves obtained by the processing in steps 212 to 222 is approximated by the standard β distribution, and the PML value is calculated from the 90% non-excess probability. In the next step 226, Then, the breakdown ratio of the frame, the interior, the exterior, the equipment, and the external structure in the calculated PML value is calculated.

そして、次のステップ228にて、算出したPML値と内訳比率を示す情報をWWWサーバ20に出力し、次のステップ230にて、アクセス元の情報端末装置40の所有者であるユーザに対して、地震被害の予測が終了した旨を通知するための処理を行った後に本地震被害予測処理プログラムを終了する。   Then, in the next step 228, information indicating the calculated PML value and the breakdown ratio is output to the WWW server 20, and in the next step 230, for the user who is the owner of the information terminal device 40 that is the access source Then, after performing the process for notifying that the prediction of the earthquake damage has ended, the earthquake damage prediction processing program is ended.

なお、ユーザは当該通知を受け取ると、情報端末装置40によってWWWサーバ20にアクセスし、WWWサーバ20から上記PML値と内訳比率を示す情報とが表示できる画面データをダウンロードする。   When the user receives the notification, the information terminal device 40 accesses the WWW server 20 and downloads screen data from which the PML value and information indicating the breakdown ratio can be displayed.

この結果、当該情報端末装置40のディスプレイ40Aには、一例として図6に示すように、上記PML値および内訳比率を示す画面が表示される。なお、同図に示す予測結果は、本実施の形態に係る地震被害予測システム10による、兵庫県南部地震で被災した地下1階、地上9階SRC造の事務所ビルの実被害データによるパラメータチューニングを経た後の予測結果である。   As a result, on the display 40A of the information terminal device 40, as shown in FIG. 6 as an example, a screen showing the PML value and the breakdown ratio is displayed. The prediction results shown in the figure are based on the parameter tuning based on the actual damage data of the 1st basement and 9th floor SRC office buildings damaged by the Hyogoken-Nanbu Earthquake using the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment. It is a prediction result after going through.

ユーザは、当該画面を参照することにより、PML値と、設備の被害の割合が大きいこと等を把握することができる。   By referring to the screen, the user can grasp the PML value and the ratio of equipment damage is large.

なお、上記地震被害予測処理プログラムのステップ200による地震波を示すデータを生成する処理は並列処理で実行したとしても長時間を要するため、本実施の形態に係る並列計算サーバ30では、生成した地震波を示すデータを所定期間(ここでは、1年間)保存するようにしている。このため、予測対象とする建物が同一であり、かつ損傷度解析画面(図4参照。)で設定する各種情報を変更して再度地震被害の予測を行う際には、当該データを入力することのみによって、短時間で予測結果を得ることができる。   In addition, since the process which produces | generates the data which show the seismic wave by step 200 of the said earthquake damage prediction process program requires a long time even if it performs by parallel processing, in the parallel calculation server 30 which concerns on this Embodiment, the produced | generated seismic wave is shown. The indicated data is stored for a predetermined period (here, one year). For this reason, when the buildings to be predicted are the same and various information set on the damage analysis screen (see FIG. 4) is changed and the earthquake damage is predicted again, the data must be input. Only by this, a prediction result can be obtained in a short time.

例えば、1回目の予測結果が図6に示すものであった場合、設備の被害の割合が大きいことが把握できたため、設備に重点的な対策を施すとして損傷度関数を変更し、再度予測を行った結果が図7に示すものとなった場合、この対策によってPML値が20以下となったことがわかり、当該対策の有効性が把握できる。   For example, if the first prediction result is as shown in FIG. 6, it can be understood that the rate of damage to the equipment is large. When the result obtained is as shown in FIG. 7, it can be seen that the PML value has become 20 or less by this countermeasure, and the effectiveness of the countermeasure can be grasped.

図8には、本実施の形態に係る地震被害予測システム10による予測処理の流れがまとめられている。   FIG. 8 summarizes the flow of prediction processing by the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment.

同図に示すように、地震被害予測システム10では、まず、PME値を算出することによって地震危険度の解析を行う(地震被害予測サービス処理プログラムのステップ100〜ステップ104の処理に対応。)。   As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 first analyzes the earthquake risk by calculating the PME value (corresponding to steps 100 to 104 of the earthquake damage prediction service processing program).

次に、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を示すデータを、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成し、当該地震波を示すデータを用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行うことによって建物応答指標を示す物理量(本実施の形態では、最大加速度、最大速度、最大層せん断力、最大層間変形角および塑性率)を導出する(地震被害予測処理プログラムのステップ200〜ステップ206の処理に対応。)。   Next, generate multiple seismic wave data for the area where the building subject to damage prediction is built by changing the phase using a random number for each of multiple magnitudes, and use the seismic wave data A physical quantity (in this embodiment, maximum acceleration, maximum speed, maximum layer shear force, maximum interlayer deformation angle, and plastic modulus) that represents a building response index is derived by performing dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model (earthquake) Corresponds to steps 200 to 206 of the damage prediction processing program).

次に、導出した建物応答指標を示す物理量の何れかを層別化して、層別化された各層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する地震波を選定し、選定した地震波を示すデータを用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行うことにより部材毎に損傷状態を導出する(地震被害予測処理プログラムのステップ208〜212の処理に対応。)。   Next, stratify one of the physical quantities indicating the derived building response index, select seismic waves corresponding to some of the physical quantities included in each stratified layer, and select the seismic waves A damage state is derived for each member by performing dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using the data shown (corresponding to steps 208 to 212 of the earthquake damage prediction processing program).

最後に、導出した損傷状態に応じて地震動による建物に対するPML値を導出する(地震被害予測処理プログラムのステップ214〜ステップ224の処理に対応。)。   Finally, a PML value for a building caused by earthquake motion is derived according to the derived damage state (corresponding to steps 214 to 224 of the earthquake damage prediction processing program).

地震被害予測処理プログラムのステップ200の処理が本発明の地震波生成手段に、ステップ202の処理が本発明の物理量導出手段に、ステップ208およびステップ210の処理が本発明の地震波選定処理に、ステップ212の処理が本発明の損傷状態導出手段に、ステップ214〜ステップ224の処理が本発明の予測手段に、各々相当する。   The process of step 200 of the earthquake damage prediction processing program is the seismic wave generation means of the present invention, the process of step 202 is the physical quantity derivation means of the present invention, the processes of steps 208 and 210 are the seismic wave selection process of the present invention, and the step 212 These processes correspond to the damage state deriving means of the present invention, and the processes of steps 214 to 224 correspond to the predicting means of the present invention.

以上詳細に説明したように、本実施の形態では、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成し、生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出し、導出した物理量を予め定められた規則で層別化し、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定し、選定した地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、導出した損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測しているので、地震動による建物の被害程度を、短時間かつ高精度で予測することができる。   As described above in detail, in this embodiment, a plurality of seismic waves in the area where the building to be damaged is built are generated by changing the phase using a random number for each of a plurality of magnitudes, Perform dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model using multiple generated seismic waves, derive physical quantities indicating a predetermined building response index, stratify the derived physical quantities according to predetermined rules, and stratify For each layer, the seismic wave corresponding to a part of the physical quantity contained in the layer is selected according to a predetermined criterion, and the dynamic elasto-plastic analysis based on the three-dimensional frame model is performed using the selected seismic wave. The damage state is derived for each member used in the building, and the degree of damage to the building due to the earthquake motion is predicted based on the derived damage state. The degree can be estimated in a short time and accurately.

また、本実施の形態では、前記部材を、構造部材および非構造部材として適用しているので、構造部材および非構造部材の損傷状態が個別に加味された高精度な地震被害状況の予測が行える。   In this embodiment, since the member is applied as a structural member and a non-structural member, it is possible to predict a highly accurate earthquake damage situation in which the damage states of the structural member and the non-structural member are individually taken into account. .

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態に多様な変更または改良を加えることができ、当該変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれる。   As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various modifications or improvements can be added to the above-described embodiment without departing from the gist of the invention, and embodiments to which such modifications or improvements are added are also included in the technical scope of the present invention.

また、上記の実施の形態は、クレーム(請求項)にかかる発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。前述した実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜の組み合わせにより種々の発明を抽出できる。実施の形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、効果が得られる限りにおいて、この幾つかの構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。   The above embodiments do not limit the invention according to the claims (claims), and all the combinations of features described in the embodiments are essential for the solution means of the invention. Is not limited. The embodiments described above include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent elements. Even if some constituent requirements are deleted from all the constituent requirements shown in the embodiment, as long as an effect is obtained, a configuration from which these some constituent requirements are deleted can be extracted as an invention.

例えば、上記実施の形態において示した(1)式〜(6)式は各々一例であり、各数式とも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。   For example, each of the formulas (1) to (6) shown in the above embodiment is an example, and it goes without saying that each formula can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

また、上記実施の形態で示した地震被害予測システム(図1参照。)の構成も一例であり、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も言うまでもない。   The configuration of the earthquake damage prediction system (see FIG. 1) shown in the above embodiment is also an example, and it goes without saying that it can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、地震被害予測システムをインターネット上のサービスとして実現した場合について説明したが、インターネットを介さず、地震被害の予測を直接行うサービスとして実現することもできる。また、上記実施の形態では、WWWサーバ20と並列計算サーバ30による分散処理によって地震被害の予測を実行した場合について説明したが、1台のコンピュータ単体によって予測を行う形態とすることもできる。この場合の形態としては、当該コンピュータにより、地震被害予測サービス処理プログラムで行っていたPME値の算出も含めた形で地震被害予測処理プログラムを実行する形態を例示することができる。これらの場合にも、上記実施の形態と同様の効果を奏することができる。   For example, in the above embodiment, the case where the earthquake damage prediction system is realized as a service on the Internet has been described. However, the earthquake damage prediction system can also be realized as a service for directly predicting earthquake damage without using the Internet. Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the prediction of an earthquake damage was performed by the distributed process by the WWW server 20 and the parallel calculation server 30, it can also be set as the form which performs prediction with one computer single-piece | unit. As a form in this case, the form which performs the earthquake damage prediction process program in the form including calculation of the PME value performed with the earthquake damage prediction service process program by the said computer can be illustrated. In these cases, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.

また、上記実施の形態では、地震被害の予測をソフトウェアの処理によって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、ハードウェア構成により実現する形態や、ソフトウェアおよびハードウェア構成の組み合わせで実現する形態としてもよい。   In the above-described embodiment, the case where the earthquake damage prediction is realized by software processing has been described. However, the present invention is not limited to this, and the form realized by the hardware configuration, software, and hardware It is good also as a form implement | achieved by the combination of a structure.

さらに、上記実施の形態で示した地震被害予測サービス処理プログラム(図2参照。)および地震被害予測処理プログラム(図5参照。)の各処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において、不要な処理ステップを削除したり、新たな処理ステップを追加したり、処理ステップの順序を入れ替えたりしてもよいことは言うまでもない。   Furthermore, the flow of each process of the earthquake damage prediction service processing program (see FIG. 2) and the earthquake damage prediction processing program (see FIG. 5) shown in the above embodiment is also an example, and does not depart from the gist of the present invention. It goes without saying that unnecessary processing steps may be deleted, new processing steps may be added, or the order of processing steps may be changed within the range.

10 地震被害予測システム
20 WWWサーバ
30 並列計算サーバ
40 情報端末装置
40A ディスプレイ
10 Earthquake damage prediction system 20 WWW server 30 Parallel computing server 40 Information terminal device 40A Display

Claims (5)

被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成する地震波生成手段と、
前記地震波生成手段によって生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出する物理量導出手段と、
前記物理量導出手段によって導出された物理量を予め定められた規則で層別化し、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定する地震波選定手段と、
前記地震波選定手段によって選定された地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出する損傷状態導出手段と、
前記損傷状態導出手段によって導出された損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、
を備えた地震被害予測装置。
Seismic wave generating means for generating a plurality of seismic waves in the area where the building to be damaged is predicted by changing the phase using a random number for each of a plurality of magnitudes;
A physical quantity derivation means for conducting a dynamic elasto-plastic analysis by a mass system model using a plurality of seismic waves generated by the seismic wave generation means, and deriving a physical quantity indicating a predetermined building response index;
The physical quantity derived by the physical quantity deriving means is stratified according to a predetermined rule, and the seismic wave corresponding to a part of the physical quantities included in the layer is determined in advance for each stratified layer. Seismic wave selection means to select on the basis of
Damage state deriving means for conducting a dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using the seismic wave selected by the seismic wave selecting means, and deriving a damage state for each member used in the building;
Predicting means for predicting the degree of damage to the building due to ground motion based on the damage state derived by the damage state deriving means;
Earthquake damage prediction device equipped with.
前記予め定められた規則は、前記物理量導出手段によって導出された物理量の数が同一となるように層別化するとの規則か、または予め定められた範囲毎に区分することにより層別化するとの規則である
請求項1記載の地震被害予測装置。
The predetermined rule is a rule of stratifying so that the number of physical quantities derived by the physical quantity deriving means is the same, or stratifying by dividing into predetermined ranges The earthquake damage prediction apparatus according to claim 1, which is a rule.
前記予め定められた基準は、層別化された各層内の前記物理量における中央値に対応する地震波を選定するとの基準か、または層別化された各層内の前記物理量をさらに複数に層別化し、各層に属する物理量のうちの少なくとも1つの物理量に対応する地震波を選定するとの基準である
請求項1または請求項2記載の地震被害予測装置。
The predetermined criterion is a criterion for selecting a seismic wave corresponding to the median value in the physical quantity in each stratified layer, or the physical quantity in each stratified layer is further stratified into a plurality of layers. The earthquake damage prediction apparatus according to claim 1 or 2, which is a criterion for selecting an earthquake wave corresponding to at least one of the physical quantities belonging to each layer.
前記部材を、構造部材および非構造部材とした
請求項1から請求項3の何れか1項記載の地震被害予測装置。
The earthquake damage prediction apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the member is a structural member or a non-structural member.
コンピュータを、
被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成する地震波生成手段と、
前記地震波生成手段によって生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、予め定められた建物応答指標を示す物理量を導出する物理量導出手段と、
前記物理量導出手段によって導出された物理量を予め定められた規則で層別化し、層別化された各層毎に当該層内に含まれる物理量のうちの一部の物理量に対応する前記地震波を予め定められた基準で選定する地震波選定手段と、
前記地震波選定手段によって選定された地震波を用いて立体架構モデルによる動的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出する損傷状態導出手段と、
前記損傷状態導出手段によって導出された損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、
として機能させるためのプログラム。
Computer
Seismic wave generating means for generating a plurality of seismic waves in the area where the building to be damaged is predicted by changing the phase using a random number for each of a plurality of magnitudes;
A physical quantity derivation means for conducting a dynamic elasto-plastic analysis by a mass system model using a plurality of seismic waves generated by the seismic wave generation means, and deriving a physical quantity indicating a predetermined building response index;
The physical quantity derived by the physical quantity deriving means is stratified according to a predetermined rule, and the seismic wave corresponding to a part of the physical quantities included in the layer is determined in advance for each stratified layer. Seismic wave selection means to select on the basis of
Damage state deriving means for conducting a dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using the seismic wave selected by the seismic wave selecting means, and deriving a damage state for each member used in the building;
Predicting means for predicting the degree of damage to the building due to ground motion based on the damage state derived by the damage state deriving means;
Program to function as.
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