JP2012173001A - Estimation method of damaged part - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an estimation method of a damaged part with which the damaged part in a building can be estimated even with a small number of sensors.SOLUTION: A building T relating to an estimation target is modeled as a multilayer structure model A with an (n)-degree-of-freedom system. Then, (1) a primary eigen-circular vibration number λafter earthquake and a primary eigen-vector {Φ} are temporarily determined to calculate rigidity kafter earthquake and a rigidity matrix [K], (2) a "primary eigen-vector {Ψ}" corresponding to a mass matrix [M] and the rigidity matrix [K] are calculated, (3) the rigidity k,is multiplied by inter-layer pseudo displacement udetermined from the primary eigen-vector {Ψ} to calculate an inter-layer pseudo inertia force Q, and (4) the inter-layer pseudo inertia force Qis multiplied by an inverse of an inter-layer pseudo inertia force Qbefore earthquake to calculate a determination reference value q. After repeating the steps (1) to (4) multiple times until the determination reference value qmeets a predetermined condition, a damaged part is estimated by collating the determination reference value q.

Description

本発明は、外乱を受けた建物または劣化した建物の損傷箇所を推定する方法に関する。   The present invention relates to a method for estimating a damaged part of a building subjected to disturbance or a deteriorated building.

建物の損傷箇所を推定する方法が特許文献1に開示されている。特許文献1の方法は、各階に設置したセンサの出力値を利用して柱や梁の剛度の低減率を算出し、得られた低減率に基づいて損傷箇所を推定する、というものである。   Patent Document 1 discloses a method for estimating a damaged part of a building. The method of Patent Document 1 is to calculate a reduction rate of the stiffness of a column or a beam by using an output value of a sensor installed on each floor, and to estimate a damaged portion based on the obtained reduction rate.

特開2004−264235号公報JP 2004-264235 A

特許文献1では、建物の各階にセンサを設置する必要があるところ、供用中の建物の各階にセンサを設置しようとすると、配線作業が煩雑になるだけでなく、執務空間や居室空間の使用状況によってはセンサの設置場所を確保できない場合もある。   In Patent Document 1, it is necessary to install a sensor on each floor of a building. However, if a sensor is to be installed on each floor of a building in service, not only wiring work becomes complicated, but also the usage status of office space and room space Depending on the situation, it may not be possible to secure the installation location of the sensor.

このような観点から、本発明は、少ない数のセンサでも建物の層または部材の損傷箇所を推定することができる損傷箇所の推定方法を提供することを課題とする。   From such a point of view, an object of the present invention is to provide a method for estimating a damaged part, which can estimate a damaged part of a building layer or a member with a small number of sensors.

前記課題を解決する請求項1に係る発明は、
(1) 外乱または劣化後の建物の上層階において振動計測を行い、基準点での振動に対する周波数応答関数Gを取得する事後計測ステップ、
(2) 外乱または劣化前に取得した初期周波数応答関数G0の逆数を周波数応答関数Gに乗じて得た関数において、ピーク振動数fpを求める初期設定ステップ、
(3) 前記建物をモデル化したn自由度系の多層構造モデルについて、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}を設定する振動特性仮定ステップ、
(4) 仮1次固有円振動数λS、仮1次固有ベクトル{ΦS}および前記多層構造モデルの質量行列[M0]を非減衰自由振動方程式に代入し、前記多層構造モデルの各層の構造要素について剛性kS,iを算出する剛性算定ステップ、
(5) 剛性kS,iに基づいて作成した剛性行列[KS]および質量行列[M0]に対応する1次固有円振動数ωSと1次固有ベクトル{ΨS}とを算出するモード算定ステップ、
(6) 最大値が定数aとなるように正規化した1次固有ベクトル{ΨS}の成分に基づいて、前記多層構造モデルの各層の層間擬似変位uS,iを求める層間擬似変位算定ステップ、
(7) 剛性kS,iに層間擬似変位uS,iを乗じて層間擬似慣性力QS,iを算出する擬似慣性力算定ステップ、
(8) 外乱もしくは劣化前の剛性k0,iおよび層間擬似変位u0,iに対応する層間擬似慣性力Q0,iの逆数を層間擬似慣性力QS,iに乗じて判定基準値qS,iを算出する判定基準値算定ステップ、
(9) 1を挟んで設定した下限閾値と上限閾値との間に判定基準値qS,iが納まっているか否かを判定する判定ステップ、
を含み、上記(3)〜(9)を複数回繰り返すことにより、建物に生じた損傷箇所を推定する方法であって、
(A) 1回目の前記振動特性仮定ステップでは、ピーク振動数fpに2πを乗じた値を仮1次固有円振動数λ1とし、最大値が定数aとなるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とし、
(B) 2回目以降の前記振動特性仮定ステップでは、前回のモード算定ステップで算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とし、
(C) 2回目以降の前記判定基準値算定ステップでは、前回の判定基準値算定ステップで算出した総ての判定基準値qS-1,iについて、判定基準値qS-1,iが前記下限閾値と前記上限閾値との間に納まっているか否かを判定し、納まっていないと判定された判定基準値qS-1,iが存在する場合には、当該判定基準値qS-1,iに対応する層の今回の層間擬似慣性力QS,iに、前記層間擬似慣性力Q0,iの逆数と2πfp/ωSとを乗じることで、当該層における今回の判定基準値qS,iを算出し、
(D) S回目以降の前記判定ステップにおいて少なくとも2回連続して肯定判定が得られた場合に、S回目以降のいずれかの回の判定基準値算定ステップで算出した判定基準値を照査し、判定基準値が1を下回っている層を損傷箇所とする、という発明である。
The invention according to claim 1 for solving the above-mentioned problem is
(1) A post-measurement step of performing vibration measurement on the upper floor of a building after disturbance or deterioration and obtaining a frequency response function G for vibration at a reference point;
(2) An initial setting step for obtaining a peak frequency f p in a function obtained by multiplying the frequency response function G by the inverse of the initial frequency response function G 0 acquired before disturbance or deterioration;
(3) A vibration characteristic assumption step for setting a temporary primary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } for an n-degree-of-freedom multi-layer structure model that models the building;
(4) Substituting the temporary primary natural frequency λ S , the temporary primary eigenvector {Φ S } and the mass matrix [M 0 ] of the multilayer structure model into the non-damped free vibration equation, A stiffness calculation step for calculating the stiffness k S, i for the structural element;
(5) Mode for calculating the primary natural circular frequency ω S and the primary eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] and the mass matrix [M 0 ] created based on the stiffness k S, i Calculation step,
(6) An interlayer pseudo displacement calculating step for determining an interlayer pseudo displacement u S, i of each layer of the multilayer structure model based on a component of the primary eigenvector {Ψ S } normalized so that the maximum value is a constant a.
(7) a pseudo inertia force calculation step of calculating the interlayer pseudo inertia force Q S, i by multiplying the rigidity k S, i by the interlayer pseudo displacement u S, i ;
(8) The criterion value q is obtained by multiplying the inter-layer pseudo inertia force Q S, i by the reciprocal of the inter-layer pseudo inertia force Q 0, i corresponding to the rigidity k 0, i before disturbance or deterioration and the inter-layer pseudo displacement u 0, i. A criterion value calculation step for calculating S and i ,
(9) A determination step of determining whether or not the determination reference value q S, i is between the lower limit threshold and the upper limit threshold set with 1 therebetween,
The method of estimating the damage location which arose in the building by repeating said (3)-(9) in multiple times,
(A) In the first of the vibration characteristics assumption step, the temporary mode the value obtained by multiplying 2π peak frequency f p and the temporary first natural circular frequency [lambda 1, and normalized so that the maximum value becomes constant a Let the vector {Φ 0 } be a temporary primary eigenvector {Φ 1 },
(B) In the second and subsequent vibration characteristic assumption steps, the primary natural circular frequency ω S-1 and the primary eigenvector {Ψ S-1 } calculated in the previous mode calculation step are used as the temporary primary natural vibration. Let the number λ S and the temporary primary eigenvector {Φ S },
(C) In the second and subsequent determination reference value calculation steps, the determination reference value q S−1, i is the same as the determination reference value q S−1, i for all the determination reference values q S− 1i calculated in the previous determination reference value calculation step. It determines whether or not accommodated between the lower threshold and the upper threshold if the determination reference value is determined not accommodated q S-1, i is present, the determination reference value q S-1 , i by multiplying the current interlayer pseudo inertia force Q S, i of the layer corresponding to i by the inverse of the interlayer pseudo inertia force Q 0, i and 2πf p / ω S , calculate q S, i ,
(D) When an affirmative determination is continuously obtained at least twice in the determination step after the S-th time, the determination reference value calculated in the determination reference value calculation step at any time after the S-th time is checked, This is an invention in which a layer having a judgment reference value less than 1 is used as a damaged portion.

なお、仮1次固有円振動数λS、仮1次固有ベクトル{ΦS}、剛性行列[KS]、1次固有円振動数ωS、1次固有ベクトル{ΨS}の添え字は、繰り返しの「回数」に対応している。
また、剛性kS,i、層間擬似変位uS,iおよび層間擬似慣性力QS,iの一つ目の添え字「S」は、繰り返しの「回数」に対応しており、二つ目の添え字「i」はn以下の自然数であり、質点の番号に対応している。
The subscripts of the temporary primary eigenfrequency λ S , the temporary primary eigenvector {Φ S }, the stiffness matrix [K S ], the primary eigencircle frequency ω S , and the primary eigenvector {Ψ S } are repeated. It corresponds to “number of times”.
The first subscript “S” of the stiffness k S, i , the interlayer pseudo-displacement u S, i, and the interlayer pseudo-inertial force Q S, i corresponds to the number of repetitions, and the second The subscript “i” is a natural number equal to or less than n and corresponds to the number of the mass point.

要するに、請求項1に係る発明は、
地震後の1次固有円振動数および1次固有ベクトルを「仮決め」する振動特性仮定ステップ、
非減衰自由振動方程式を利用して、地震後の剛性kS,iを算出する剛性算定ステップ、
剛性行列[KS](地震後の剛性kS,iが反映されたもの)および質量行列[M0]に対応する1次固有ベクトル{ΨS}を固有値解析により算出することで、仮決めした1次固有ベクトルを修正するモード算定ステップ、
1次固有ベクトル{ΨS}に基づいて、層間擬似変位uS,iを算出する層間擬似変位算定ステップ、
地震後の層間擬似慣性力QS,i(=uS,i×kS,i)を算出する擬似慣性力算定ステップ、
判定基準値qS,i(=QS,i/Q0,i)を算出する判定基準値算定ステップ、を含む損傷箇所の推定方法であって、判定基準値qS,iが所定の条件を満たすまで前記各ステップを複数回繰り返した後、条件を満たした判定基準値qS,iを照査することにより、損傷箇所を推定する、というものである。
In short, the invention according to claim 1
A vibration characteristic assumption step for “temporarily determining” a primary eigencircle frequency and a primary eigenvector after the earthquake;
Stiffness calculation step to calculate post-earthquake stiffness k S, i using non-damped free vibration equation,
Temporarily determined by calculating the eigenvalue analysis of the first eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] (which reflects the post-earthquake stiffness k S, i ) and the mass matrix [M 0 ] A mode calculation step for correcting the primary eigenvector;
An interlayer pseudo displacement calculating step for calculating an interlayer pseudo displacement u S, i based on the primary eigenvector {Ψ S };
A pseudo inertial force calculation step for calculating an inter-layer pseudo inertial force Q S, i (= u S, i × k S, i ) after the earthquake;
A method of estimating a damaged portion including a determination reference value calculation step for calculating a determination reference value q S, i (= Q S, i / Q 0, i ), wherein the determination reference value q S, i is a predetermined condition Each step is repeated a plurality of times until the condition is satisfied, and then the damaged portion is estimated by checking the determination reference value q S, i that satisfies the condition.

また、請求項2に係る発明は、上記(6)〜(9)に代えて、
(10) 外乱もしくは劣化前の剛性k0,iの逆数を剛性kS,iに乗じて判定基準値rS,iを算出する判定基準値算定ステップ、
(11) 1を挟んで設定した下限閾値と上限閾値との間に判定基準値rS,iが納まっているか否かを判定する判定ステップ、を含み、
上記(3)〜(5)、(10)および(11)を複数回繰り返すことにより、建物に生じた損傷箇所を推定する方法であって、
(A) 1回目の前記振動特性仮定ステップでは、ピーク振動数fpに2πを乗じた値を仮1次固有円振動数λ1とし、最大値が定数aとなるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とし、
(B) 2回目以降の前記振動特性仮定ステップでは、前回のモード算定ステップで算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とし、
(C´) 2回目以降の前記判定基準値算定ステップでは、前回の判定基準値算定ステップで算出した総ての判定基準値rS-1,iについて、前記下限閾値と前記上限閾値との間に納まっているか否かを判定し、納まっていないと判定された判定基準値rS-1,iが存在する場合には、当該判定基準値rS-1,iに対応する層の今回の剛性kS,iに、前記剛性k0,iの逆数と2πfp/ωSとを乗じることで、当該層における今回の判定基準値rS,iを算出し、
(D´) S回目以降の前記判定ステップにおいて少なくとも2回連続して肯定判定が得られた場合に、S回目以降のいずれかの回の判定基準値算定ステップで算出した判定基準値を照査し、判定基準値が1を下回っている層を損傷箇所とする、という発明である。
Further, the invention according to claim 2 is replaced with the above (6) to (9),
(10) a determination reference value calculation step for calculating a determination reference value r S, i by multiplying the rigidity k S, i by the reciprocal of the rigidity k 0, i before disturbance or deterioration;
(11) includes a determination step of determining whether or not the determination reference value r S, i is between the lower limit threshold and the upper limit threshold set with 1 therebetween,
It is a method of estimating a damaged part generated in a building by repeating the above (3) to (5), (10) and (11) a plurality of times,
(A) In the first of the vibration characteristics assumption step, the temporary mode the value obtained by multiplying 2π peak frequency f p and the temporary first natural circular frequency [lambda 1, and normalized so that the maximum value becomes constant a Let the vector {Φ 0 } be a temporary primary eigenvector {Φ 1 },
(B) In the second and subsequent vibration characteristic assumption steps, the primary natural circular frequency ω S-1 and the primary eigenvector {Ψ S-1 } calculated in the previous mode calculation step are used as the temporary primary natural vibration. Let the number λ S and the temporary primary eigenvector {Φ S },
(C ′) In the second and subsequent determination reference value calculation steps, between all the determination reference values r S−1, i calculated in the previous determination reference value calculation step, between the lower limit threshold value and the upper limit threshold value. If there is a determination reference value r S-1, i determined not to be stored, the current layer of the layer corresponding to the determination reference value r S-1, i is determined. stiffness k S, the i, said by multiplying the stiffness k 0, i reciprocal and 2πf p / ω S of calculating the current criterion value r S, i in the layer,
(D ′) When a positive determination is obtained at least twice continuously in the determination step after the S-th time, the determination reference value calculated in the determination reference value calculation step at any time after the S-th time is checked. In this invention, a layer having a criterion value lower than 1 is regarded as a damaged portion.

また、請求項3に係る発明は、
(1´) 外乱または劣化後の建物の上層階において振動計測を行い、基準点での振動に対する周波数応答関数Gを取得する事後計測ステップ、
(2´) 外乱または劣化前に取得した初期周波数応答関数G0の逆数を周波数応答関数Gに乗じて得た関数において、ピーク振動数fpを求める初期設定ステップ、
(3´) 前記建物をモデル化したn自由度系の多層構造モデルについて、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}を設定する振動特性仮定ステップ、
(4´) 前記多層構造モデルの各層の構造要素について剛性kS,iを算出する剛性算定ステップ、
(5´) 剛性kS,iに基づいて作成した剛性行列[KS]および質量行列[M0]に対応する1次固有円振動数ωSと1次固有ベクトル{ΨS}とを算出するモード算定ステップ、
(6´) ピーク振動数fpに2πを乗じた値に対する1次固有円振動数ωSの相対誤差を算出し、当該相対誤差が収束判定値以下であるか否かを判定する判定ステップ、
(7´) 最大値が定数aとなるように正規化した1次固有ベクトル{ΨS}の成分に基づいて、前記多層構造モデルの各層の層間擬似変位uS,iを求める層間擬似変位算定ステップ、
(8´) 外乱もしくは劣化前の層間擬似変位u0,iの逆数を層間擬似変位uS,iに乗じて判定基準値μS,iを算出する判定基準値算定ステップ、
を含み、上記(3´)〜(6´)を複数回繰り返すことにより、建物に生じた損傷箇所を推定する方法であって、
(A´) 1回目の前記振動特性仮定ステップでは、ピーク振動数fpに2πを乗じた値を仮1次固有円振動数λ1とし、最大値が定数aとなるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とし、
(B´) 2回目以降の前記振動特性仮定ステップでは、前回のモード算定ステップで算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とし、
(C´) 1回目の前記剛性算定ステップでは、仮1次固有円振動数λ1、仮1次固有ベクトル{Φ1}および前記多層構造モデルの質量行列[M0]を非減衰自由振動方程式に代入することにより剛性k1,iを算出し、
(D´) 2回目以降の前記剛性算定ステップでは、前回の剛性算定ステップで算出した剛性kS-1,iに初期の剛性k0,iの逆数を乗じて得た剛性比κS,iが閾値dSより小さい場合には、前回の剛性算定ステップで算出した剛性kS-1,iを今回の剛性kS,iとし、前記剛性比κS,iが前記閾値dS以上である場合には、前回の剛性算定ステップで算出した剛性kS-1,iに1未満の値である調整係数CSを乗じて得た値を今回の剛性kS,iとし、
(E´) S回目の判定ステップにおいて肯定判定が得られた場合に、層間擬似変位算定ステップ(7´)および判定基準値算定ステップ(8´)を行い、判定基準値μS,iが1を上回っている層を損傷箇所とする、という発明である。
なお、上記(1´)〜(3´)、(5´)、(7´)、(A´)および(B´)の内容は、それぞれ、上記(1)〜(3)、(5)、(6)、(A)および(B)と同一である。
The invention according to claim 3
(1 ′) a post-measurement step of performing vibration measurement on an upper floor of a building after disturbance or deterioration, and obtaining a frequency response function G for vibration at a reference point;
(2 ') disturbance or the function obtained by multiplying the frequency response function G the inverse of the initial frequency response function G 0 obtained before degradation, initialization step of obtaining a peak frequency f p,
(3 ′) A vibration characteristic assumption step for setting a temporary primary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } for an n-degree-of-freedom multi-layer structure model that models the building;
(4 ′) a rigidity calculating step for calculating rigidity k S, i for the structural element of each layer of the multilayer structure model;
(5 ′) Calculate the primary eigenfrequency ω S and the primary eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] and the mass matrix [M 0 ] created based on the stiffness k S, i. Mode calculation step,
(6 ') to calculate the relative error of the first natural circular frequency [omega S with respect to the value obtained by multiplying 2π peak frequency f p, determining whether or not the relative error is less than convergence criterion value,
(7 ′) Interlayer pseudo displacement calculation step for obtaining the interlayer pseudo displacement u S, i of each layer of the multilayer structure model based on the component of the primary eigenvector {Ψ S } normalized so that the maximum value is a constant a ,
(8 ′) a determination reference value calculation step of calculating a determination reference value μ S, i by multiplying the interlayer pseudo displacement u S, i by the reciprocal of the interlayer pseudo displacement u 0, i before disturbance or deterioration;
Including the above, and repeating the above (3 ′) to (6 ′) a plurality of times to estimate the damaged part in the building,
(A ′) In the first vibration characteristic assumption step, a value obtained by multiplying the peak frequency f p by 2π is a temporary primary natural circular frequency λ 1 and normalized so that the maximum value is a constant a. Let the mode vector {Φ 0 } be a temporary primary eigenvector {Φ 1 },
(B ′) In the second and subsequent vibration characteristic assumption steps, the primary eigencircle frequency ω S-1 and the primary eigenvector {Ψ S-1 } calculated in the previous mode calculation step are used as the temporary primary eigencircle. Let the frequency λ S and the temporary primary eigenvector {Φ S },
(C ′) In the first stiffness calculation step, the temporary primary natural circular frequency λ 1 , the temporary primary eigenvector {Φ 1 }, and the mass matrix [M 0 ] of the multilayer structure model are converted into a non-damped free vibration equation. Substituting to calculate stiffness k 1, i
(D ′) In the second and subsequent stiffness calculation steps, the stiffness ratio κ S, i obtained by multiplying the stiffness k S-1, i calculated in the previous stiffness calculation step by the reciprocal of the initial stiffness k 0 , i. Is smaller than the threshold value d S, the stiffness k S−1, i calculated in the previous stiffness calculation step is set as the current stiffness k S, i , and the stiffness ratio κ S, i is equal to or greater than the threshold value d S. In this case, the value obtained by multiplying the stiffness k S−1, i calculated in the previous stiffness calculation step by the adjustment coefficient C S , which is a value less than 1, is defined as the current stiffness k S, i .
(E ′) When an affirmative determination is obtained in the Sth determination step, an interlayer pseudo displacement calculation step (7 ′) and a determination reference value calculation step (8 ′) are performed, and the determination reference value μ S, i is 1. This is an invention in which a layer exceeding the thickness is regarded as a damaged portion.
The contents of (1 ′) to (3 ′), (5 ′), (7 ′), (A ′) and (B ′) are the contents of (1) to (3) and (5), respectively. , (6), (A) and (B).

ここで仮1次固有円振動数λS、仮1次固有ベクトル{ΦS}、剛性行列[KS]、1次固有円振動数ωS、1次固有ベクトル{ΨS}、調整係数CS、閾値dkの添え字は、繰り返しの「回数」に対応している。
また、剛性kS,i、剛性比κS,i、層間擬似変位uS,i、判定基準値μS,iの一つ目の添え字は、繰り返しの「回数」に対応しており、二つ目の添え字は、質点の番号(n以下の自然数)に対応している。
Here, the temporary primary natural frequency λ S , the temporary primary eigenvector {Φ S }, the stiffness matrix [K S ], the primary natural circular frequency ω S , the primary eigenvector {Ψ S }, the adjustment coefficient C S , The subscript of the threshold value d k corresponds to the “number of times” of repetition.
In addition, the first subscript of the stiffness k S, i , the stiffness ratio κ S, i , the interlayer pseudo displacement u S, i , and the criterion value μ S, i corresponds to the “number of times” of repetition, The second subscript corresponds to the mass number (natural number less than n).

上記(D´)の「閾値dS」は、定数としてもよいが、少なくとも一つの層において前記剛性比κS,iが1より大きい場合には、前記剛性比κS,iの最大値と1との相加平均値を前記閾値dSとし、総ての層において前記剛性比κS,iが1以下である場合には、前記剛性比κS,iの最大値を前記閾値dSとすることが望ましい。なお、「剛性比κS,iの最大値」とは、「n個の剛性比κS,1、κS,2、…κS,nのうちの最も大きい値」のことである。 The “threshold value d S ” of (D ′) may be a constant, but when the rigidity ratio κ S, i is greater than 1 in at least one layer, the maximum value of the rigidity ratio κ S, i is When the arithmetic average value with 1 is the threshold value d S and the rigidity ratio κ S, i is 1 or less in all layers, the maximum value of the rigidity ratio κ S, i is the threshold value d S. Is desirable. The “maximum value of the stiffness ratio κ S, i ” means “the largest value among the n stiffness ratios κ S, 1 , κ S, 2 ,..., Κ S, n ”.

また、上記(D´)の「調整係数CS」は、定数としてもよいが、ピーク振動数fpに2πと1次固有円振動数ωS-1の逆数とを乗じて得た値とすることが望ましい。このようにすると、肯定判定が得られるまでの回数を少なくすることができる。 The “adjustment coefficient C S ” in (D ′) may be a constant, and is obtained by multiplying the peak frequency f p by 2π and the inverse of the primary natural circular frequency ω S−1. It is desirable to do. In this way, the number of times until an affirmative determination is obtained can be reduced.

本発明によれば、外乱(例えば地震や強風など)または劣化後の建物に対して実施する振動計測の点数を少なくしながらも、損傷箇所を推定することができる。すなわち、本発明では、少なくとも建物の上層階(例えば、屋上)および基準点(例えば、1階床面上や建物周辺の地面など)において振動計測を実施すればよいので、建物の各階に多数のセンサを設置する必要がない。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a damage location can be estimated, reducing the score of the vibration measurement implemented with respect to a disturbance (for example, an earthquake, a strong wind, etc.) or a building after deterioration. In other words, in the present invention, vibration measurement may be performed at least on the upper floor of the building (for example, the rooftop) and the reference point (for example, on the first floor surface or the ground around the building). There is no need to install a sensor.

本発明によれば、外乱または劣化後の建物に対して実施する振動計測の点数を少なくしながらも、損傷箇所を推定することができる。   According to the present invention, it is possible to estimate a damaged portion while reducing the number of vibration measurements performed on a building after disturbance or deterioration.

(a)は推定対象に係る建物の模式図、(b)はn自由度系の多層構造モデルの模式図である。(A) is a schematic diagram of the building which concerns on an estimation object, (b) is a schematic diagram of the n-degree-of-freedom multilayer model. 本発明の第一の実施形態に係る損傷箇所の推定方法の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of the estimation method of the damage location which concerns on 1st embodiment of this invention. 図2中の推定実行過程の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of the estimation execution process in FIG. (a)は地震前入力スペクトル、(b)は地震前応答スペクトル、(c)は地震後入力スペクトル、(d)は地震後応答スペクトル(A) Pre-earthquake input spectrum, (b) Pre-earthquake response spectrum, (c) Post-earthquake input spectrum, (d) Post-earthquake response spectrum 周波数応答関数を初期周波数応答関数で除算して得た関数である。This is a function obtained by dividing the frequency response function by the initial frequency response function. 地震前の1次固有ベクトル、仮モードベクトル(1回目の仮1次固有ベクトル)および2回目以降の仮1次固有ベクトルに対応する振動モードを示す図である。It is a figure which shows the vibration mode corresponding to the primary eigenvector before an earthquake, a temporary mode vector (the 1st temporary primary eigenvector), and the temporary primary eigenvector after the 2nd time. (a)〜(f)は、判定基準値の変遷を示すグラフである。(A)-(f) is a graph which shows the transition of a criterion value. 本発明の第二の実施形態に係る損傷箇所の推定方法の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of the estimation method of the damage location which concerns on 2nd embodiment of this invention. 図8中の推定実行過程の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of the estimation execution process in FIG. 推定実行過程(S=1〜5)における計算過程を説明するための表である。It is a table | surface for demonstrating the calculation process in an estimation execution process (S = 1-5). 推定実行過程(S=5〜8)における計算過程を説明するための表である。It is a table | surface for demonstrating the calculation process in an estimation execution process (S = 5-8).

(第一の実施形態)
本発明の第一の実施形態に係る損傷箇所の推定方法は、図1の(a)に示すように、建物Tの上層階(本実施形態では屋上)および基準点(本実施形態では建物Tの1階床)において振動計測を行うとともに、図1の(b)に示すように、建物Tをn自由度系の多層構造モデルAにモデル化し、非減衰自由振動方程式を利用することにより、外乱または劣化後の損傷箇所を推定する、というものである。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1 (a), the damage location estimation method according to the first embodiment of the present invention is based on the upper floor of the building T (the roof in the present embodiment) and the reference point (the building T in the present embodiment). 1), the building T is modeled as an n-degree-of-freedom multilayered model A and a non-damped free vibration equation is used, as shown in FIG. It is to estimate the damaged part after disturbance or deterioration.

n自由度系の非減衰自由振動方程式の一般式は、式1に示すとおりである。式1の変位解が位相差の無い調和振動であると仮定すると(式2参照)、式3のように変形することができる。   The general formula of the non-damped free vibration equation of the n-degree-of-freedom system is as shown in Formula 1. Assuming that the displacement solution of Equation 1 is a harmonic vibration with no phase difference (see Equation 2), it can be transformed as Equation 3.

Figure 2012173001
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本実施形態では、五階建ての建物Tを対象とし、建物Tを損傷させ得る規模の大地震(外乱)が発生した場合を想定する。多層構造モデルAは、五階建ての建物Tに対応した5自由度系のせん断型モデルであり、5つの質点a1〜a5と、5つの構造要素(せん断ばね)b1〜b5とを備えている。質点a1〜a5の質量m1〜m5および構造要素b1〜b5の初期の剛性k0,1〜k0,5は、設計図面等から算出することができる(既知の値である。)。 In the present embodiment, it is assumed that a large earthquake (disturbance) of a scale that can damage the building T occurs for a five-story building T. The multilayer structure model A is a five-degree-of-freedom shear model corresponding to a five-story building T, and includes five mass points a1 to a5 and five structural elements (shear springs) b1 to b5. . The initial stiffness k 0, 1 to k 0, 5 mass m 1 ~m 5 and structural elements b1~b5 mass point a1~a5 can be calculated from the design drawing or the like (which is a known value.).

本実施形態では、「せん断型モデル」を例示するが、構造要素の種類を限定する趣旨ではない。建物Tの構造形式等に応じて、「曲げせん断型モデル」としても差し支えない。   In the present embodiment, a “shear type model” is illustrated, but it is not intended to limit the types of structural elements. Depending on the structure type of the building T, it may be a “bending shear type model”.

多層構造モデルAの質量行列[M0]は、式4に示すとおりである。質量行列[M0]は、地震の前後で不変である。また、地震前における多層構造モデルAの剛性行列[K0]は、式5に示すとおりである。 The mass matrix [M 0 ] of the multilayer structure model A is as shown in Equation 4. The mass matrix [M 0 ] is unchanged before and after the earthquake. Further, the stiffness matrix [K 0 ] of the multilayer structure model A before the earthquake is as shown in Equation 5.

Figure 2012173001
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本実施形態に係る損傷箇所の推定方法には、図2に示すように、地震発生前の適宜なタイミングに行われる初期振動特性取得過程1と、地震発生後に行われる推定準備過程2および推定実行過程3とが含まれている。   As shown in FIG. 2, the method for estimating a damaged portion according to the present embodiment includes an initial vibration characteristic acquisition process 1 performed at an appropriate timing before the occurrence of the earthquake, an estimation preparation process 2 performed after the earthquake occurs, and an estimation execution. Process 3 is included.

初期振動特性取得過程1は、地震を受けていない建物Tの振動特性(初期振動特性)を取得する目的で行われるものである。初期振動特性取得過程1には、センサ設置ステップ11と、初期計測ステップ12とが含まれている。   The initial vibration characteristic acquisition process 1 is performed for the purpose of acquiring the vibration characteristic (initial vibration characteristic) of the building T that has not undergone an earthquake. The initial vibration characteristic acquisition process 1 includes a sensor installation step 11 and an initial measurement step 12.

センサ設置ステップ11は、振動に相関する物理量(例えば、変位、速度、加速度、レーザードプラー振動計等から出力される電圧など)を取得するセンサ101,102を建物Tの上下二箇所に設置するステップである。本実施形態のセンサは、加速度センサであり、建物Tの1階床および屋上スラブに設置する。なお、センサ101,102は、建物Tの共用部に設置することが望ましい。   The sensor installation step 11 is a step of installing sensors 101 and 102 that acquire physical quantities correlated with vibration (for example, displacement, velocity, acceleration, voltage output from a laser Doppler vibrometer, etc.) at two locations above and below the building T. It is. The sensor of this embodiment is an acceleration sensor, and is installed on the first floor of the building T and the roof slab. The sensors 101 and 102 are preferably installed in a common part of the building T.

事前計測ステップ12は、地震前の建物Tの上下二箇所において振動計測を行い、初期周波数応答関数G0を取得するステップである。事前計測ステップ12では、まず、建物Tに入力された振動(例えば、起振機による振動、小規模地震、常時微動など)をセンサ101,102で計測する。取得した加速度時刻歴データは、図示せぬ記憶装置に一旦格納する。次に、記憶装置から読み出した加速度時刻歴データに対してフーリエ変換を実施し、センサ101に対応するフーリエスペクトル(以下、「地震前入力スペクトル」という。)およびセンサ102に対応するフーリエスペクトル(以下、地震前応答スペクトル)という。)を算出するとともに(図4の(a)および(b)参照)、「地震前応答スペクトル」を「地震前入力スペクトル」で除して、初期周波数応答関数G0を算出する。初期周波数応答関数G0は、記憶装置に格納しておく。なお、初期周波数応答関数G0は、地震前における建物Tの振動特性を反映したものとなる。 The pre-measurement step 12 is a step of performing vibration measurement at two locations above and below the building T before the earthquake and obtaining an initial frequency response function G 0 . In the pre-measurement step 12, first, vibrations input to the building T (for example, vibration caused by an exciter, small-scale earthquake, constant tremor) are measured by the sensors 101 and 102. The acquired acceleration time history data is temporarily stored in a storage device (not shown). Next, Fourier transformation is performed on the acceleration time history data read from the storage device, and a Fourier spectrum corresponding to the sensor 101 (hereinafter referred to as “pre-earthquake input spectrum”) and a Fourier spectrum corresponding to the sensor 102 (hereinafter referred to as “pre-earthquake input spectrum”). , Response spectrum before earthquake). ) (See (a) and (b) of FIG. 4), and the “pre-earthquake response spectrum” is divided by the “pre-earthquake input spectrum” to calculate the initial frequency response function G 0 . The initial frequency response function G 0 is stored in a storage device. The initial frequency response function G 0 reflects the vibration characteristics of the building T before the earthquake.

推定準備過程2は、地震を受けた建物Tの振動特性を取得する目的で行われるものである。推定準備過程2には、事後計測ステップ21と、初期設定ステップ22とが含まれている。   The estimation preparation process 2 is performed for the purpose of acquiring the vibration characteristics of the building T that has received an earthquake. The estimation preparation process 2 includes a post measurement step 21 and an initial setting step 22.

事後計測ステップ21は、地震後の建物Tの上下二箇所において振動計測を行い、周波数応答関数Gを取得するステップである。事後計測ステップ21では、まず、建物Tに入力された振動(例えば、起振機による振動、余震、常時微動など)をセンサ101,102で計測する。取得した加速度時刻歴データは、図示せぬ記憶装置に一旦格納する。次に、記憶装置から読み出した加速度時刻歴データに対してフーリエ変換を実施し、センサ101に対応するフーリエスペクトル(以下、「地震後入力スペクトル」という。)およびセンサ102に対応するフーリエスペクトル(以下、地震後応答スペクトル)という。)を算出するとともに(図4の(c)および(d)参照)、「地震後応答スペクトル」を「地震後入力スペクトル」で除して、周波数応答関数Gを算出する。周波数応答関数Gは、記憶装置に格納しておく。なお、周波数応答関数Gは、地震後における建物Tの振動特性を反映したものとなる。   The post-measurement step 21 is a step in which vibration measurement is performed at two locations above and below the building T after the earthquake, and a frequency response function G is acquired. In the post-measurement step 21, first, vibrations input to the building T (for example, vibrations from an exciter, aftershocks, constant tremors, etc.) are measured by the sensors 101 and 102. The acquired acceleration time history data is temporarily stored in a storage device (not shown). Next, Fourier transformation is performed on the acceleration time history data read from the storage device, and a Fourier spectrum corresponding to the sensor 101 (hereinafter referred to as “post-earthquake input spectrum”) and a Fourier spectrum corresponding to the sensor 102 (hereinafter referred to as “input spectrum after earthquake”). Response spectrum after earthquake). ) (See (c) and (d) of FIG. 4), the “post-earthquake response spectrum” is divided by the “post-earthquake input spectrum” to calculate the frequency response function G. The frequency response function G is stored in a storage device. The frequency response function G reflects the vibration characteristics of the building T after the earthquake.

初期設定ステップ22では、初期周波数応答関数G0の逆数を周波数応答関数Gに乗じて得た関数(=G/G0;図5参照)において、ピーク振動数fpを求めるステップである。ピーク振動数fpは、「地震後応答スペクトル」のピーク振動数(応答倍率が最大となる振動数)よりも低い振動数領域で選定する(図5では、fp=6.77Hz)。なお、図5では、6Hzもピーク振動数fpの候補となり得るが、図4の(b),(d)においては「6Hz」にピークが生じていないので、図4の(b),(d)においてもピークが生じている「6.77Hz」をピーク振動数fpとして選定する。 In initialization step 22, the initial frequency response function function inverse obtained by multiplying the frequency response function G of G 0; in (= G / G 0 see FIG. 5) is a step of obtaining the peak frequency f p. Peak frequency f p, the peak frequency of the "post-earthquake response spectrum" is selected in a low frequency region than the (response magnification frequency having the maximum) (in FIG. 5, f p = 6.77 Hz). In FIG. 5, 6Hz also can be a candidate of the peak frequency f p, in FIG. 4 (b), the peak in the "6Hz" does not occur in the step (d), the in FIG. 4 (b), ( also selecting "6.77Hz" peak occurs as a peak frequency f p in d).

推定実行過程3は、損傷箇所を特定する目的で行われるものであり、複数回繰り返される。推定実行過程3には、図3に示すように、振動特性仮定ステップ31と、剛性算定ステップ32と、モード算定ステップ33と、層間擬似変位算定ステップ34と、擬似慣性力算定ステップ35と、判定基準値算定ステップ36と、判定ステップ37と、連続回数確認ステップ38と、推定ステップ39とが含まれている。   The estimation execution process 3 is performed for the purpose of specifying a damaged part, and is repeated a plurality of times. As shown in FIG. 3, the estimation execution process 3 includes a vibration characteristic assumption step 31, a stiffness calculation step 32, a mode calculation step 33, an interlayer pseudo displacement calculation step 34, a pseudo inertia force calculation step 35, and a determination. A reference value calculation step 36, a determination step 37, a continuous number confirmation step 38, and an estimation step 39 are included.

振動特性仮定ステップ31は、多層構造モデルAについて、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}を設定するステップである。仮1次固有ベクトル{ΦS}は、式6に示すとおりである。仮1次固有ベクトル{ΦS}は、最大値が定数aとなるように正規化されている。 The vibration characteristic assumption step 31 is a step of setting a temporary primary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } for the multilayer structure model A. The temporary primary eigenvector {Φ S } is as shown in Equation 6. The temporary primary eigenvector {Φ S } is normalized so that the maximum value is a constant a.

ここで、仮1次固有円振動数λS、仮1次固有ベクトル{ΦS}の添え字は、推定実行過程3の実行回数に対応している。また、仮1次固有ベクトル{ΦS}の成分φS,1〜φS,5に付した添え字「1」〜「5」は、質点a1〜a5に対応している。 Here, the subscripts of the temporary primary eigenfrequency λ S and the temporary primary eigenvector {Φ S } correspond to the number of executions of the estimation execution process 3. Subscripts “1” to “5” attached to the components φ S, 1 to φ S , 5 of the temporary primary eigenvector {Φ S } correspond to the mass points a1 to a5.

Figure 2012173001
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上述したとおり、推定実行過程3は、複数回繰り返して実行されるが、1回目(S=1)の振動特性仮定ステップ31では、初期設定ステップ22で求めたピーク振動数fpに2πを乗じた値を仮1次固有円振動数λ1(=2πfp)とし、最大値が定数aとなるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とする。 As described above, the estimation execution process 3 is repeatedly executed a plurality of times. However, in the first vibration characteristic assumption step 31 (S = 1), the peak frequency f p obtained in the initial setting step 22 is multiplied by 2π. The temporary primary natural circular frequency λ 1 (= 2πf p ) and the temporary mode vector {Φ 0 } normalized so that the maximum value is a constant a is the temporary primary eigenvector {Φ 1 }.

仮モードベクトル{Φ0}は、地震後の多層構造モデルA(すなわち、損傷箇所を有する多層構造モデルA)の仮の振動モードであり、例えば、各質点の擬似変位(ベクトルの成分)が下から順に増大するように設定する。本実施形態では、図6および式7に示すように、総ての成分が正の値であり、かつ、各質点の擬似変位が下から順にa/nずつ増大するように仮モードベクトル{Φ0}を設定する。なお、式7では、a=1とし、各質点の擬似変位が下から順に0.2ずつ増大するように仮モードベクトル{Φ0}を設定している。 The temporary mode vector {Φ 0 } is a temporary vibration mode of the multilayer structure model A after the earthquake (that is, the multilayer structure model A having a damaged portion). For example, the pseudo displacement (vector component) of each mass point is Set to increase in order. In this embodiment, as shown in FIG. 6 and Expression 7, all the components are positive values, and the tentative mode vector {Φ so that the pseudo displacement of each mass point increases by a / n sequentially from the bottom. 0 } is set. In Expression 7, a = 1 is set, and the tentative mode vector {Φ 0 } is set so that the pseudo displacement of each mass point increases by 0.2 in order from the bottom.

Figure 2012173001
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2回目以降の振動特性仮定ステップ31では、前回(S−1回目)のモード算定ステップ33で算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とする。モード算定ステップ33の詳細については、後述する。 In the vibration characteristic assumption step 31 for the second and subsequent times, the primary eigenfrequency ω S-1 and the primary eigenvector {Ψ S-1 } calculated in the previous (S-1) mode calculation step 33 are temporarily set to 1. A secondary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } are assumed. Details of the mode calculation step 33 will be described later.

剛性算定ステップ32は、仮1次固有円振動数λS、仮1次固有ベクトル{ΦS}および質量行列[M0]を非減衰自由振動方程式(式3)に代入し、地震後の構造要素b1〜b5について剛性kS,i(i=1〜5)を算出するステップである。剛性kS,iに基づいて多層構造モデルAの地震後の剛性行列[KS]を表現すると、式8のとおりになる。式3において、[M]=[M0]、[K]=[KS]、{X}={ΦS}、Ω=λSとすると、式9のようになり、式9の左辺と右辺において行列の積を求めると、式10に示す方程式を得ることができる。 The stiffness calculation step 32 substitutes the temporary primary natural frequency λ S , the temporary primary eigenvector {Φ S }, and the mass matrix [M 0 ] into the non-damped free vibration equation (Equation 3), and the structural element after the earthquake This is a step of calculating the rigidity k S, i (i = 1 to 5) for b1 to b5. When the post-earthquake stiffness matrix [K S ] of the multilayer structure model A is expressed based on the stiffness k S, i , Equation 8 is obtained. In Equation 3, when [M] = [M 0 ], [K] = [K S ], {X} = {Φ S }, and Ω = λ S , Equation 9 is obtained. When the matrix product is obtained on the right side, the equation shown in Equation 10 can be obtained.

ここで、剛性行列[KS]の添え字は、推定実行過程3の実行回数に対応している。また、剛性kS,iの一つ目の添え字は、推定実行過程3の実行回数に対応し、二つ目の添え字は、構造要素b1〜b5の番号に対応している。 Here, the subscript of the stiffness matrix [K S ] corresponds to the number of executions of the estimation execution process 3. The first subscript of the stiffness k S, i corresponds to the number of executions of the estimation execution process 3, and the second subscript corresponds to the numbers of the structural elements b1 to b5.

Figure 2012173001
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ここで、質量m1〜m5は、建物Tの仕様等に基づいて設定された既知の値であり、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}の成分φS,1〜φS,5は、振動特性仮定ステップ31で設定された既知の値であるから、式10の(ア)にm5、λS、φS,4およびφS,5を代入することにより、構造要素b5の剛性kS,5が求まる。剛性kS,5が求まれば、式10の(イ)の未知数は、構造要素b4の剛性kS,4のみとなるから、式10の(イ)にm4、λS、φS,3〜φS,5およびkS,5を代入することにより、剛性kS,4が求まり、以下同様に、(ウ)にm3、λS、φS,2〜φS,4およびkS,4を代入すると構造要素b3の剛性kS,3が求まり、(エ)にm2、λS、φS,1〜φS,3および剛性kS,3を代入すると構造要素b2の剛性kS,2が求まり、(オ)にm1、λS、φS,1およびkS,2を代入すると構造要素b1の剛性kS,1が求まる。 Here, the masses m 1 to m 5 are known values set based on the specifications of the building T, etc., and the component φ S of the temporary primary natural circular frequency λ S and the temporary primary eigenvector {Φ S }. , 1 to φ S, 5 are known values set in the vibration characteristic assumption step 31, and m 5 , λ S , φ S, 4, and φ S, 5 are substituted into (10) of Equation 10. Thus, the rigidity k S, 5 of the structural element b5 is obtained. If the stiffness k S, 5 is obtained, the unknown of (b) in Equation 10 is only the stiffness k S, 4 of the structural element b4. Therefore, m 4 , λ S , φ S, By substituting 3 to φ S, 5 and k S, 5 , the rigidity k S, 4 is obtained. Similarly, in (c), m 3 , λ S , φ S, 2 to φ S, 4 and k Substituting S, 4 gives the stiffness k S, 3 of the structural element b3, and substituting m 2 , λ S , φ S, 1 to φ S, 3 and the rigidity k S, 3 into (d) of the structural element b2 The rigidity k S, 2 is obtained, and if m 1 , λ S , φ S, 1 and k S, 2 are substituted into (e), the rigidity k S, 1 of the structural element b1 is obtained.

モード算定ステップ33は、剛性行列[KS]および質量行列[M0]に対応する1次固有円振動数ωSと1次固有ベクトル{ΨS}とを算出するステップである。なお、1次固有円振動数ωSおよび1次固有ベクトル{ΨS}の添え字は、推定実行過程3の実行回数に対応している。 The mode calculation step 33 is a step of calculating the primary eigencircle frequency ω S and the primary eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] and the mass matrix [M 0 ]. The subscripts of the primary natural circular frequency ω S and the primary eigenvector {Ψ S } correspond to the number of executions of the estimation execution process 3.

剛性算定ステップ32により、式8の剛性行列[KS]は既知となっているから、式11の係数行列式を固有円振動数ΩSについて展開し、得られた特性方程式(振動数方程式)を解けば、固有円振動数ΩS(固有値ΩS 2)を求めることができる。 Since the stiffness matrix [K S ] of Equation 8 is already known by the stiffness calculation step 32, the coefficient determinant of Equation 11 is expanded with respect to the natural circular frequency Ω S , and the obtained characteristic equation (frequency equation) To solve for the natural circular frequency Ω S (eigenvalue Ω S 2 ).

Figure 2012173001
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なお、n自由度系の多層構造モデルAでは、式11を満たす固有円振動数ΩSがn個存在しているが、そのうちの最も低次の固有円振動数ΩSを「1次固有円振動数ωS」とする。「1次固有ベクトル{ΨS}」は、1次固有円振動数ωSに対応する固有ベクトルである。1次固有ベクトル{ΨS}の成分ψS,i(i=1〜5)は、最大値が定数aとなるように正規化する。 Incidentally, n in the multilayer structure model A degree of freedom system, although natural circular frequency [Omega S satisfying Formula 11 is the n exist, the lowest order the natural circular frequency [Omega S "first natural circular of which Frequency “ω S ”. “Primary eigenvector {Ψ S }” is an eigenvector corresponding to the primary eigenfrequency ω S. The component ψ S, i (i = 1 to 5) of the primary eigenvector {ψ S } is normalized so that the maximum value is a constant a.

1次固有円振動数ωSが算出されたならば、初期設定ステップ22で求めたピーク振動数fpに2πを乗じて得た値(=仮1次固有円振動数λ1)と比較し、2πfp≠ωSであったならば、2πfpをωSで除し、補正係数cs(=2πfp/ωS)を算出する。 If primary natural circular frequency [omega S is calculated, compared to the initial setting step 22 obtained peak frequency f p to a value obtained by multiplying a 2 [pi (= tentative first natural circular frequency [lambda 1) if there was a 2πf p ≠ ω S, divided by 2 [pi] f p in omega S, calculates the correction coefficient c s (= 2πf p / ω S).

層間擬似変位算定ステップ34は、最大値が定数aとなるように正規化した1次固有ベクトル{ΨS}の成分ψS,iに基づいて、多層構造モデルAの各層の層間擬似変位uS,i(=ψS,i−ψS,i-1)を求めるステップである。層間擬似変位uS,iの一つ目の添え字は、推定実行過程3の実行回数に対応し、二つ目の添え字は、層の番号(構造要素b1〜b5の番号)に対応している。層間擬似変位uS,5〜uS,1は、それぞれ式12の(カ)〜(コ)により算出する。 The inter-layer pseudo displacement calculation step 34 is based on the component ψ S, i of the primary eigenvector {ψ S } normalized so that the maximum value is a constant a, and the inter-layer pseudo displacement u S, This is a step for obtaining i (= ψ S, i −ψ S, i-1 ). The first subscript of the inter-layer pseudo displacement u S, i corresponds to the number of executions of the estimation execution process 3, and the second subscript corresponds to the layer number (the number of the structural elements b1 to b5). ing. The inter-layer pseudo displacements u S, 5 to u S, 1 are calculated by (f) to (co) in Expression 12, respectively.

Figure 2012173001
Figure 2012173001

擬似慣性力算定ステップ35は、剛性kS,iに層間擬似変位uS,iを乗じて層間擬似慣性力QS,i(=kS,i・uS,i)を算出するステップである。層間擬似慣性力QS,5〜QS,1は、それぞれ式13の(サ)〜(ソ)により算出する。 The pseudo inertia force calculation step 35 is a step of calculating the interlayer pseudo inertia force Q S, i (= k S, i · u S, i ) by multiplying the stiffness k S, i by the interlayer pseudo displacement u S, i. . The inter-layer pseudo inertial forces Q S, 5 to Q S, 1 are calculated by (S) to (S) in Equation 13, respectively.

Figure 2012173001
Figure 2012173001

判定基準値算定ステップ36は、地震前の剛性k0,iおよび層間擬似変位u0,iに対応する層間擬似慣性力Q0,iの逆数を層間擬似慣性力QS,iに乗じて判定基準値qS,i(=QS,i/Q0,i)を算出するステップである。判定基準値qS,5〜qS,1は、それぞれ式14の(タ)〜(ト)により算出する。 The determination reference value calculation step 36 is performed by multiplying the inter-layer pseudo inertia force Q S, i by the reciprocal of the inter-layer pseudo inertia force Q 0, i corresponding to the stiffness k 0, i and the inter-layer pseudo displacement u 0, i before the earthquake. This is a step of calculating a reference value q S, i (= Q S, i / Q 0, i ). The determination reference values q S, 5 to q S, 1 are calculated according to (14) to (g) of Expression 14, respectively.

Figure 2012173001
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地震前の層間擬似慣性力Q0,iは、地震前の剛性k0,iに、地震前の多層構造モデルAにおける層間擬似変位u0,iを乗じることにより算出することができる(式15の(ナ)〜(ノ)参照)。なお、層間擬似変位u0,iは、最大値が定数aとなるように正規化した「地震前の1次固有ベクトル{X0}」の成分X0,iに基づいて算出し、「地震前の1次固有ベクトル{X0}」は、質量行列[M0](式4参照)および地震前の剛性行列[K0](式5参照)から算出する。「地震前の1次固有ベクトル{X0}」は、図6に示すとおりである。 The inter-layer pseudo inertia force Q 0, i before the earthquake can be calculated by multiplying the stiffness k 0, i before the earthquake by the inter-layer pseudo displacement u 0, i in the multilayer structure model A before the earthquake (Equation 15 (See (na) to (no)). The inter-layer pseudo displacement u 0, i is calculated based on the component X 0, i of the “primary eigenvector {X 0 } before the earthquake” normalized so that the maximum value is a constant a. primary eigenvector {X 0} "is calculated from the mass matrix [M 0] (equation 4 refer) and before the earthquake stiffness matrix [K 0] (see equation 5). The “primary eigenvector {X 0 } before the earthquake” is as shown in FIG.

Figure 2012173001
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なお、S回目(2回目以降)の判定基準値算定ステップ36では、前回(S−1回目)の判定基準値算定ステップ36で算出した判定基準値qS-1,5〜qS-1,1のそれぞれについて、後記する下限閾値αと上限閾値βとの間に納まっているか否かを判定し、納まっていないと判定された判定基準値qS-1,iが存在する場合には、当該判定基準値qS-1,iに対応する層の今回(S回目)の層間擬似慣性力QS,iに、「地震前の層間擬似慣性力Q0,iの逆数」と「補正係数cs(=2πfp/ωS)」とを乗じることで、当該層における今回(S回目)の判定基準値qS,iを算出する。補正係数csを乗じる場合の判定基準値qS,iの算定式は、式16のとおりとなる。式16から明らかなように、層間擬似慣性力QS,iに補正係数csを乗じることは、計算値(1次固有円振動数ωS)と実測値(ピーク振動数fp)とに基づいて、剛性kS,iを補正することと同義である。 In the Sth (second and subsequent) determination reference value calculation step 36, the determination reference values q S-1,5 to q S−1 calculated in the previous (S-1) determination reference value calculation step 36 are used . For each of 1 , it is determined whether or not it falls between a lower limit threshold α and an upper limit threshold β, which will be described later, and when there is a determination reference value q S-1, i determined not to be In this time (S-th) interlayer pseudo inertia force Q S, i of the layer corresponding to the judgment reference value q S-1, i , “reciprocal of interlayer pseudo inertia force Q 0, i before earthquake” and “correction coefficient” c s (= 2πf p / ω S ) ”is calculated to calculate the current (S-th) determination reference value q S, i in the layer. The calculation formula of the determination reference value q S, i when multiplying by the correction coefficient c s is as shown in Formula 16. As is clear from Equation 16, multiplying the inter-layer pseudo inertia force Q S, i by the correction coefficient c s results in a calculated value (primary natural circular frequency ω S ) and an actual measurement value (peak frequency f p ). Based on this, it is synonymous with correcting the rigidity k S, i .

Figure 2012173001
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判定ステップ37は、1を挟んで設定した下限閾値αと上限閾値βとの間に判定基準値qS,iが納まっているか否かを判定するステップである。 The determination step 37 is a step of determining whether or not the determination reference value q S, i is between the lower limit threshold α and the upper limit threshold β set with 1 therebetween.

本実施形態に係る剛性低下箇所の推定方法では、地震後の基準振動モード(1次固有ベクトル)が図6の「仮モードベクトル」に示す分布になっていると仮定し、当該仮定に基づいて剛性kS,iや1次固有ベクトル{ΨS}を算出しているので、剛性kS,iや1次固有ベクトル{ΨS}が、実際には有り得ないような極端な値になっている場合がある。下限閾値αおよび上限閾値βは、「極端な値」を排除するために設けられた基準値であり、本実施形態では、β=2とし、α=0.2としている。 In the estimation method of the rigidity-decreasing location according to the present embodiment, it is assumed that the reference vibration mode (primary eigenvector) after the earthquake has a distribution shown in “provisional mode vector” in FIG. Since k S, i and the first order eigenvector {Ψ S } are calculated, the stiffness k S, i and the first order eigenvector {Ψ S } may be extreme values that are not possible in practice. is there. The lower limit threshold value α and the upper limit threshold value β are reference values provided to exclude “extreme values”. In this embodiment, β = 2 and α = 0.2.

なお、振幅の小さい振動(常時微動や小規模地震など)に基づいて、建物Tの剛性を評価すると、非構造部材の影響などにより、実際の剛性よりも高く評価される場合がある。本実施形態においては、振幅の小さい振動を計測しているので、実際の剛性よりも高い剛性が算出される場合がある(すなわち、判定基準値qS,iが1を下回る場合がある)。下限閾値αを1に近づけておけば、前記した影響などを排除することができるが、下限閾値αを1に近づけ過ぎると、「肯定判定」が得られない虞があるので、下限閾値αは、入力地震動の大きさ等を考慮しつつ、0.1〜0.8の範囲で適宜設定することが望ましい。 Note that when the rigidity of the building T is evaluated based on vibrations with small amplitude (such as microtremors and small-scale earthquakes), the rigidity may be evaluated higher than the actual rigidity due to the influence of non-structural members. In the present embodiment, since vibration with a small amplitude is measured, a stiffness higher than the actual stiffness may be calculated (that is, the determination reference value q S, i may be less than 1). If the lower limit threshold value α is close to 1, the above-described influence can be eliminated. However, if the lower limit threshold value α is too close to 1, there is a possibility that a “positive determination” cannot be obtained. It is desirable to set appropriately within the range of 0.1 to 0.8, taking into account the magnitude of the input seismic motion.

上限閾値βは、終局時や降伏時の剛性などを考慮しつつ設定すればよい。なお、上限閾値βを1から遠ざけ過ぎると、剛性kS,iの値が妥当なものでない場合においても「肯定判定」が得られてしまう虞があるので、上限閾値βは、1.5〜2.5の範囲で適宜設定することが望ましい。 The upper threshold value β may be set in consideration of the rigidity at the end time or yield. If the upper limit threshold β is too far from 1, the “positive determination” may be obtained even if the value of the stiffness k S, i is not appropriate. It is desirable to set appropriately in the range of 2.5.

判定ステップ37において、総ての判定基準値qS,5〜qS,1の少なくとも一つが、下限閾値αを下回っている場合(qS,i<α)、あるいは、上限閾値βを上回っている場合(β<qS,i)には、「否定判定(No)」となる。否定判定となった場合には、振動特性仮定ステップ31に戻り、総ての判定基準値qS,5〜qS,1が下限閾値αと上限閾値βとの間に納まるまで、推定実行過程3を繰り返し実行する。 In determination step 37, when at least one of all determination reference values q S, 5 to q S, 1 is below the lower threshold α (q S, i <α), or exceeds the upper threshold β If (β <q S, i ), the result is “No (No)”. If a negative determination is made, the process returns to the vibration characteristic assumption step 31 and the estimation execution process is continued until all the determination reference values q S, 5 to q S, 1 fall within the lower threshold α and the upper threshold β. Repeat step 3.

判定ステップ37において、「肯定判定(Yes)」が得られた場合には、連続回数確認ステップ38に進む。連続回数確認ステップ38では、判定ステップ37の判定結果が2回連続して「肯定判定」であったか否かを判定する。連続回数確認ステップ38において「No」と判定された場合は、解の収束を確認するために、振動特性仮定ステップ31に戻り、推定実行過程3を行う。なお、本実施形態では、「肯定判定」の連続回数を「2回」としたが、3回以上に設定しても差し支えない。   In the determination step 37, when “affirmation determination (Yes)” is obtained, the process proceeds to the continuous number confirmation step 38. In the continuous number confirmation step 38, it is determined whether or not the determination result of the determination step 37 is “positive determination” twice in succession. If “No” is determined in the continuous number confirmation step 38, the process returns to the vibration characteristic assumption step 31 to perform the estimation execution process 3 in order to confirm the convergence of the solution. In the present embodiment, the number of consecutive “affirmative determinations” is “2”, but it may be set to 3 or more.

連続回数確認ステップ38において「Yes」と判定された場合には、推定ステップ39に進む。すなわち、例えば、S回目と(S+1)回目の判定ステップ37において、「肯定判定(Yes)」が得られた場合(S回目以降の判定ステップ37において2回連続して「肯定判定」が得られた場合)には、推定ステップ39に進む。   If “Yes” is determined in the continuous number confirmation step 38, the process proceeds to the estimation step 39. That is, for example, in the determination step 37 of the S-th time and the (S + 1) -th time, when “positive determination (Yes)” is obtained (“positive determination” is continuously obtained twice in the determination step 37 after the S-th time). ), The process proceeds to the estimation step 39.

推定ステップ39では、判定基準値算定ステップ36で算出した判定基準値qS,iを照査し、判定基準値qS,iが1を下回っている層を「損傷箇所」と推定する。S回目以降の判定ステップ37において2回連続して肯定判定が得られた場合、推定ステップ39では、S回目の判定基準値算定ステップ36で算出した判定基準値qS,iを照査する。なお、(S+1)回目の判定基準値算定ステップ36で算出した判定基準値qS+1,iを照査しても勿論差し支えない。 In the estimation step 39, the determination reference value q S, i calculated in the determination reference value calculation step 36 is checked, and a layer in which the determination reference value q S, i is less than 1 is estimated as a “damage location”. If a positive determination is obtained twice in the determination step 37 after the S-th time, the estimation step 39 checks the determination reference value q S, i calculated in the S-th determination reference value calculation step 36. Needless to say , the determination reference value q S + 1, i calculated in the (S + 1) th determination reference value calculation step 36 may be checked.

図7の(a)〜(f)を参照して、推定実行過程3のフローの一例を説明する。図7の(a)は、1回目(S=1)の推定実行過程3で得られた判定基準値q1,5〜q1,1の分布を示すグラフであり、図7の(b)は、2回目(S=2)の推定実行過程3で得られた判定基準値q2,5〜q2,1の分布を示すグラフである。同様に、図7の(c)〜(f)は、3〜6回目の推定実行過程3で得られた判定基準値qS,5〜qS,1(S=3〜6)の分布を示すグラフである。 An example of the flow of the estimation execution process 3 will be described with reference to (a) to (f) of FIG. FIG. 7A is a graph showing the distribution of the determination reference values q 1,5 to q 1,1 obtained in the first estimation execution process 3 (S = 1), and FIG. These are graphs showing the distribution of the judgment reference values q 2,5 to q 2,1 obtained in the second (S = 2) estimation execution step 3. Similarly, (c) to (f) in FIG. 7 show distributions of the determination reference values q S, 5 to q S, 1 (S = 3 to 6) obtained in the third to sixth estimation execution steps 3. It is a graph to show.

1回目の推定実行過程3では、図7の(a)に示すように、総ての判定基準値q1,5〜q1,1が下限閾値α(=0.2)と上限閾値β(=2.0)との間に納まっているので、判定ステップ37における判定結果は「肯定判定」となるが、続く連続回数確認ステップ38では、「No」と判定されることになるので、2回目の推定実行過程が行われることになる。なお、2回目の推定実行過程の判定基準値算定ステップ36では、前回(1回目)の判定基準値算定ステップ36で算出した判定基準値q1,5〜q1,1の総てが下限閾値αと上限閾値βとの間に納まっているので、今回(2回目)の判定基準値q2,5〜q2,1を算出する際には、式14の(タ)〜(ト)を使用し、補正係数c2(=2πfp/ω2)を乗じる必要はない。図7の(b)に示すように、2回目の推定実行過程3では、第5層の判定基準値q2,5が上限閾値βを超えているので、判定ステップ37における判定結果は「否定判定」となる。このケースでは、3回目の推定実行過程3が実行される。 In the first estimation execution process 3, as shown in FIG. 7A, all the determination reference values q 1,5 to q 1,1 are set to the lower threshold α (= 0.2) and the upper threshold β ( = 2.0), the determination result in the determination step 37 is “affirmation determination”, but in the subsequent continuous number confirmation step 38, it is determined “No”, so 2 A second estimation execution process is performed. Note that, in the determination reference value calculation step 36 in the second estimation execution process, all of the determination reference values q 1,5 to q 1,1 calculated in the previous (first) determination reference value calculation step 36 are the lower threshold values. Since it is within the range between α and the upper threshold β, the (second) judgment reference values q 2,5 to q 2,1 are calculated using (14) to (g) It is not necessary to use and multiply by the correction coefficient c 2 (= 2πf p / ω 2 ). As shown in FIG. 7B, in the second estimation execution process 3, the determination reference value q 2,5 of the fifth layer exceeds the upper threshold β, so the determination result in the determination step 37 is “No” It becomes "determination". In this case, the third estimation execution process 3 is executed.

2回目(前回)の判定基準値算定ステップ36で算出した第5層の判定基準値q2,5が下限閾値αと上限閾値βとの間に納まっていないので、3回目(今回)の推定実行過程の判定基準値算定ステップ36では、第5層(判定基準値q2,5に対応する層)における今回の判定基準値q3,5を算出するに際しては、第5層の今回の層間擬似慣性力Q3,5に、「地震前の層間擬似慣性力Q0,5の逆数」と「補正係数c3(=2πfp/ω3)」とを乗じることで、第5層における今回の判定基準値q3,5を算出する(式16参照)。すなわち、第1〜4層の判定基準値q3,1〜q3,4を算出する際には、式14(チ)〜(ト)を使用し、第5層の判定基準値q3,5を算出する場合には、式14の(タ)に代えて式16を使用する。而して、3回目の推定実行過程3では、図7の(c)に示すように、総ての判定基準値q3,5〜q3,1が下限閾値αと上限閾値βとの間に納まっているので、判定ステップ37における判定結果は「肯定判定」となるが、続く連続回数確認ステップ38では、「No」と判定されることになるので、4回目の推定実行過程が行われることになる。なお、4回目の判定基準値q4,iを算出するに際しては、補正係数c4(=2πfp/ω4)を乗じる必要はない(すなわち、判定基準値q4,5〜q4,1は、式14により算出する)。図7の(d)に示すように、4回目の推定実行過程3では、第4層の判定基準値q4,4が上限閾値βを超えているので、判定ステップ37における判定結果は「否定判定」となり、5回目の推定実行過程3が実行される。なお、第4層における今回(5回目)の判定基準値q5,4は、第4層の層間擬似慣性力Q5,4に「地震前の層間擬似慣性力Q0,4の逆数」と「補正係数c5(=2πfp/ω5)」とを乗じることで算出する(式16参照)。 Since the judgment reference value q 2,5 of the fifth layer calculated in the second (previous) judgment reference value calculation step 36 is not within the lower threshold α and the upper threshold β, the third (present) estimation is performed. In the determination reference value calculation step 36 of the execution process, when calculating the current determination reference value q 3,5 in the fifth layer (layer corresponding to the determination reference value q 2,5 ), Multiplying the pseudo inertial force Q 3,5 by “reciprocal of inter-layer pseudo inertia force Q 0,5 before earthquake” and “correction coefficient c 3 (= 2πf p / ω 3 )” The determination reference values q 3 , 5 are calculated (see Equation 16). That is, when calculating the determination reference values q 3,1 to q 3,4 of the first to fourth layers, Expressions 14 (h) to (g) are used to determine the determination reference value q 3,5 of the fifth layer . When calculating 5 , Equation 16 is used instead of Equation 14 (T). Thus, in the third estimation execution process 3, as shown in FIG. 7C, all the judgment reference values q 3,5 to q 3,1 are between the lower threshold α and the upper threshold β. Therefore, the determination result in the determination step 37 is “affirmation determination”. However, in the subsequent continuous number confirmation step 38, it is determined “No”, so the fourth estimation execution process is performed. It will be. In calculating the fourth criterion value q 4, i , it is not necessary to multiply by the correction coefficient c 4 (= 2πf p / ω 4 ) (that is, the criterion values q 4,5 to q 4,1). Is calculated by equation 14). As shown in (d) of FIG. 7, in the fourth estimation execution process 3, the determination reference value q 4, 4 of the fourth layer exceeds the upper limit threshold β, so the determination result in the determination step 37 is “No” The judgment execution process 3 is executed for the fifth time. In addition, this time (fifth) judgment reference value q 5,4 in the fourth layer is the reciprocal number of the inter-layer pseudo inertia force Q 0,4 before the earthquake in the inter-layer pseudo inertia force Q 5,4 of the fourth layer. It is calculated by multiplying by “correction coefficient c 5 (= 2πf p / ω 5 )” (see Expression 16).

5回目の推定実行過程3では、図7の(e)に示すように、総ての判定基準値q5,5〜q5,1が下限閾値αと上限閾値βとの間に納まっているので、判定ステップ37における判定結果は「肯定判定」となり、さらに、図7の(f)に示すように、6回目の推定実行過程3においても、総ての判定基準値q6,5〜q6,1が下限閾値αと上限閾値βとの間に納まっているので、判定ステップ37における判定結果は「肯定判定」となる。この場合、連続回数確認ステップ38の判定結果は、「Yes」となる。ちなみに、5回目のモード算定ステップ33で算出された1次固有ベクトル{Ψ5}は、図6に示すような振動モードとなる。なお、図示は省略するが、7回目以降の推定実行過程3においても、判定ステップ37における判定結果は「肯定判定」となった。 In the fifth estimation execution process 3, as shown in FIG. 7E, all the determination reference values q 5,5 to q 5,1 are placed between the lower threshold α and the upper threshold β. Therefore, the determination result in the determination step 37 is “affirmative determination”. Furthermore, as shown in FIG. 7F, all the determination reference values q 6,5 to q are also obtained in the sixth estimation execution process 3. Since 6 and 1 are within the lower threshold α and the upper threshold β, the determination result in the determination step 37 is “positive determination”. In this case, the determination result of the continuous number confirmation step 38 is “Yes”. Incidentally, the primary eigenvector {Ψ 5 } calculated in the fifth mode calculation step 33 becomes a vibration mode as shown in FIG. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, also in the estimation execution process 3 after the 7th time, the determination result in the determination step 37 became "affirmation determination."

連続回数確認ステップ38で「Yes」と判定された場合には、推定ステップ39に進むことになるが、図7のケースでは、5回目および6回目の推定実行過程3において「肯定判定」が得られたので、5回目または6回目の判定基準値算定ステップ36で算出した判定基準値q5,5〜q5,1またはq6,5〜q6,1を照査することになる。 If “Yes” is determined in the continuous number confirmation step 38, the process proceeds to the estimation step 39. In the case of FIG. 7, “affirmation determination” is obtained in the fifth and sixth estimation execution processes 3. Therefore, the judgment reference value q 5,5 to q 5,1 or q 6,5 to q 6,1 calculated in the fifth or sixth judgment reference value calculation step 36 is checked.

而して、5回目の判定基準値q5,5〜q5,1を照査すると、第1層(構造要素b1)において、判定基準値qS,iが1を下回り、第2〜5層(構造要素b2〜b5)においては、判定基準値qS,iが1を超えているので、地震による損傷箇所(剛性低下箇所)は、構造要素b1であると推定することができる。すなわち、図7のケースにおいては、構造要素b1の剛性が低下し、損傷したことになる。損傷箇所を推定できれば、その後の点検作業を効率よく行うことができる。ちなみに、6回目の判定基準値q6,5〜q6,1を照査しても、結果は同じである。 Thus, when the fifth criterion value q 5,5 to q 5,1 is checked, in the first layer (structural element b1), the criterion value q S, i is less than 1, and the second to fifth layers In (structural elements b2 to b5), since the determination reference value q S, i exceeds 1, it is possible to estimate that a damaged portion (rigidity decreased portion) due to the earthquake is the structural element b1. That is, in the case of FIG. 7, the rigidity of the structural element b1 is reduced and damaged. If the damaged portion can be estimated, the subsequent inspection work can be performed efficiently. Incidentally, even if the sixth criterion value q 6,5 to q 6,1 is checked, the result is the same.

本実施形態に係る損傷箇所の推定方法によれば、振動の計測点が多層構造モデルAの自由度の数よりも少ない場合であっても、損傷箇所を推定することができる。すなわち、本実施形態に係る損傷箇所の推定方法によれば、1階床と屋上において振動計測を実施すればよく、各階にセンサを設置する必要がないので、配線作業が煩雑になることもないし、センサの設置場所に困るようなこともない。   According to the method for estimating a damaged portion according to the present embodiment, the damaged portion can be estimated even when the number of vibration measurement points is smaller than the number of degrees of freedom of the multilayer structure model A. That is, according to the method for estimating a damaged portion according to the present embodiment, it is only necessary to perform vibration measurement on the first floor and the roof, and it is not necessary to install sensors on each floor, so that wiring work is not complicated. There is no problem with the location of the sensor.

なお、本実施形態の推定実行過程3では、層間擬似慣性力QS,iに基づいて判定基準値qS,iを算出し、判定基準値qS,iを利用して損傷箇所を推定する場合を例示したが、剛性kS,iに基づいて判定基準値rS,iを算出し、判定基準値rS,iを利用して損傷箇所を推定してもよい。 In the estimation execution process 3 of the present embodiment, the determination reference value q S, i is calculated based on the inter-layer pseudo inertia force Q S, i and the damaged portion is estimated using the determination reference value q S, i. Although the case has been exemplified, the determination reference value r S, i may be calculated based on the rigidity k S, i and the damaged portion may be estimated using the determination reference value r S, i .

判定基準値rS,iを利用する場合には、層間擬似変位算定ステップ34および擬似慣性力算定ステップ35は不要となる。なお、判定基準値算定ステップ36では、地震前の剛性k0,iの逆数を剛性kS,iに乗じることにより、判定基準値rS,i(=kS,i/k0,i)を算出すればよく、判定ステップ37では、1を挟んで設定した下限閾値と上限閾値との間に判定基準値rS,iが納まっているか否かを判定すればよい。下限閾値は、0.1〜0.8の範囲で適宜設定し、上限閾値は、1.5〜2.5の範囲で適宜設定することが望ましい。 When the determination reference value r S, i is used, the interlayer pseudo displacement calculation step 34 and the pseudo inertia force calculation step 35 are not required. In the judgment reference value calculation step 36, the judgment reference value r S, i (= k S, i / k 0, i ) is obtained by multiplying the rigidity k S, i by the reciprocal of the rigidity k 0, i before the earthquake. In the determination step 37, it is only necessary to determine whether or not the determination reference value r S, i is between the lower limit threshold and the upper limit threshold set with 1 therebetween. It is desirable that the lower limit threshold is appropriately set in the range of 0.1 to 0.8, and the upper limit threshold is appropriately set in the range of 1.5 to 2.5.

なお、S回目(2回目以降)の判定基準値算定ステップ36では、前回(S−1回目)の判定基準値算定ステップ36で算出した総ての判定基準値rS-1,iについて、下限閾値と上限閾値との間に納まっているか否かを判定し、納まっていないと判定された判定基準値rS-1,iが存在する場合には、当該判定基準値rS-1,iに対応する層の今回(S回目)の剛性kS,iに、剛性k0,iの逆数と2πfp/ωSとを乗じることで、当該層における今回(S回目)の判定基準値rS,iを算出する。 In the Sth (second and subsequent) determination reference value calculation step 36, the lower limit is set for all the determination reference values r S−1, i calculated in the previous (S−1) determination reference value calculation step 36. determines whether or not accommodated between the threshold and the upper threshold, when the determination reference value is determined not accommodated r S-1, i is present, the determination reference value r S-1, i Is multiplied by the reciprocal of the stiffness k 0, i and 2πf p / ω S for the current (S-th) stiffness k S, i of the layer corresponding to S, i is calculated.

判定基準値rS,iを利用する場合においても、S回目以降の判定ステップ37において少なくとも2回連続して肯定判定が得られた場合に、S回目または(S+1)回目の判定基準値算定ステップ36で算出した判定基準値rS,iまたはrS+1,iを照査し、判定基準値rS,iまたはrS+1,iが1を下回っている層を損傷箇所とすればよい。 Even in the case where the determination reference value r S, i is used, the determination reference value calculation step for the Sth time or the (S + 1) th time is obtained when an affirmative determination is obtained at least twice in the determination step 37 after the Sth time. The judgment reference value r S, i or r S + 1, i calculated in 36 is checked, and the layer where the judgment reference value r S, i or r S + 1, i is less than 1 is determined as the damaged portion. .

なお、前記した実施形態では、1階床と屋上スラブとで振動計測を行った場合を例示したが、三箇所以上で振動計測を行っても差し支えない。このようにすると、事後計測ステップにおいて、複数の周波数応答関数Gを得ることができるので、ピーク振動数fpをより的確に定めることができ、ひいては、損傷箇所の推定精度が向上することになる。 In the above-described embodiment, the case where the vibration measurement is performed on the first floor and the roof slab is illustrated, but the vibration measurement may be performed at three or more locations. In this way, since a plurality of frequency response functions G can be obtained in the post-measurement step, the peak frequency f p can be determined more accurately, and as a result, the estimation accuracy of the damaged portion is improved. .

また、例えば建物が細長い平面形状である場合には、屋上スラブにおいて、建物の長手方向の一端側と他端側との二箇所にセンサーを設置すれば、建物の振動を「並進振動」と「ねじれ振動」に分解することができるので、並進振動およびねじれ振動のそれぞれについて、本発明に係る損傷箇所の推定方法を実施してもよい。このようにすると、並進振動による損傷箇所とねじれ振動による損傷箇所とを別々に推定することが可能となる。   Also, for example, if the building has an elongated planar shape, if the sensors are installed at two locations on the roof slab, one end side and the other end side in the longitudinal direction of the building, the vibration of the building is referred to as “translational vibration” and “ Since it can be decomposed into “torsional vibration”, the damage location estimation method according to the present invention may be carried out for each of translational vibration and torsional vibration. If it does in this way, it will become possible to estimate separately the damage location by translation vibration, and the damage location by torsional vibration.

(第二の実施形態)
本発明の第二の実施形態に係る損傷箇所の推定方法は、第一の実施形態と同様に、建物Tの上層階(屋上)および基準点(1階床)において振動計測を行うとともに、建物Tをn自由度系の多層構造モデルAにモデル化し、非減衰自由振動方程式を利用することにより、外乱または劣化後の損傷箇所を推定する、というものである。
(Second embodiment)
The damage location estimation method according to the second embodiment of the present invention performs vibration measurement on the upper floor (the rooftop) and the reference point (the first floor) of the building T, as in the first embodiment. T is modeled as an n-degree-of-freedom multi-layered structure model A, and a non-damped free vibration equation is used to estimate a damaged or deteriorated damaged portion.

なお、本実施形態においても、五階建ての建物Tを対象とし、建物Tを損傷させ得る規模の大地震(外乱)が発生した場合を想定する。多層構造モデルAの質量行列[M0]および剛性行列[K0]は、それぞれ式4,5に示すとおりである。 In the present embodiment, it is assumed that a large-scale earthquake (disturbance) of a scale that can damage the building T occurs for a five-story building T. The mass matrix [M 0 ] and the stiffness matrix [K 0 ] of the multilayer structure model A are as shown in equations 4 and 5, respectively.

本実施形態に係る損傷箇所の推定方法には、図8に示すように、地震発生前の適宜なタイミングに行われる初期振動特性取得過程1と、地震発生後に行われる推定準備過程2および推定実行過程4とが含まれている。初期振動特性取得過程1および推定準備過程2は、第一の実施形態のものと同様であるので、詳細な説明は省略する。   As shown in FIG. 8, the method for estimating a damaged portion according to the present embodiment includes an initial vibration characteristic acquisition process 1 performed at an appropriate timing before the occurrence of an earthquake, an estimation preparation process 2 performed after the occurrence of the earthquake, and an estimation execution. Process 4 is included. Since the initial vibration characteristic acquisition process 1 and the estimation preparation process 2 are the same as those in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

推定実行過程4は、損傷箇所を特定する目的で行われるものであり、複数回繰り返される。推定実行過程4には、図9に示すように、振動特性仮定ステップ41と、剛性算定ステップ42と、モード算定ステップ43と、層間擬似変位算定ステップ44と、判定基準値算定ステップ45と、判定ステップ46と、推定ステップ47とが含まれている。   The estimation execution process 4 is performed for the purpose of specifying a damaged part, and is repeated a plurality of times. As shown in FIG. 9, the estimation execution process 4 includes a vibration characteristic assumption step 41, a rigidity calculation step 42, a mode calculation step 43, an interlayer pseudo displacement calculation step 44, a determination reference value calculation step 45, a determination Step 46 and estimation step 47 are included.

振動特性仮定ステップ41は、多層構造モデルAについて、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}を設定するステップである。仮1次固有ベクトル{ΦS}は、第一の実施形態において示した式6と同一である。 The vibration characteristic assumption step 41 is a step of setting a temporary primary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } for the multilayer structure model A. The temporary primary eigenvector {Φ S } is the same as Expression 6 shown in the first embodiment.

推定実行過程4は、複数回繰り返して実行されるが、1回目(S=1)の振動特性仮定ステップ41では、第一の実施形態の振動特性仮定ステップ31と同様に、初期設定ステップ22で求めたピーク振動数fpに2πを乗じた値ω0(=2πfp;以下「ピーク円振動数ω0」という。)を仮1次固有円振動数λ1とし、最大値が定数a(本実施形態では、a=1)となるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とする。なお、仮モードベクトル{Φ0}は、図6および式7に示すとおりである。 The estimation execution process 4 is repeatedly executed a plurality of times. However, in the first (S = 1) vibration characteristic assumption step 41, as in the vibration characteristic assumption step 31 of the first embodiment, the initial setting step 22 is performed. A value ω 0 (= 2πf p ; hereinafter referred to as “peak circular frequency ω 0 ”) obtained by multiplying the obtained peak frequency f p by 2π is a temporary primary natural circular frequency λ 1 , and the maximum value is a constant a ( In the present embodiment, the provisional mode vector {Φ 0 } normalized so that a = 1) is assumed to be a provisional primary eigenvector {Φ 1 }. The temporary mode vector {Φ 0 } is as shown in FIG.

2回目以降の振動特性仮定ステップ41では、第一の実施形態の振動特性過程ステップ31と同様に、前回(S−1回目)のモード算定ステップ43で算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とする。 In the second and subsequent vibration characteristic assumption step 41, as in the vibration characteristic process step 31 of the first embodiment, the primary natural circular frequency ω S− calculated in the previous (S-1) mode calculation step 43 is obtained. The 1st and 1st order eigenvectors {ψ S-1 } are assumed to be a temporary 1st order natural circular frequency λ S and a temporary 1st order eigenvector {Φ S }.

剛性算定ステップ42は、地震後の構造要素b1〜b5について剛性kS,i(i=1〜5)を算出するステップである。 The stiffness calculation step 42 is a step of calculating the stiffness k S, i (i = 1 to 5) for the structural elements b1 to b5 after the earthquake.

1回目の剛性算定ステップ42では、仮1次固有円振動数λ1、仮1次固有ベクトル{Φ1}および前記多層構造モデルの質量行列[M0]を非減衰自由振動方程式(式3)に代入することにより剛性k1,iを算出する。 In the first stiffness calculation step 42, the temporary primary natural circular frequency λ 1 , the temporary primary eigenvector {Φ 1 }, and the mass matrix [M 0 ] of the multilayer structure model are converted into an undamped free vibration equation (Equation 3). The stiffness k 1, i is calculated by substituting.

なお、質量m1〜m5は、建物Tの仕様等に基づいて設定された既知の値であり、仮1次固有円振動数λ1および仮1次固有ベクトル{Φ1}の成分φ1,1〜φ1,5は、振動特性仮定ステップ41で設定された既知の値であるから、これらを式10の(ア)〜(オ)に順次代入することにより、地震後の構造要素b1〜b5について剛性k1,1〜k1,5を求めることができる。 The masses m 1 to m 5 are known values set based on the specifications of the building T, etc., and the components φ 1, 1 of the temporary primary natural circular frequency λ 1 and the temporary primary eigenvector {Φ 1 } . Since 1 to φ 1,5 are known values set in the vibration characteristic assumption step 41, the structural elements b1 to b1 after the earthquake are obtained by sequentially substituting them into (a) to (e) of Equation 10. it is possible to obtain the rigidity k 1,1 ~k 1,5 on b5.

地震を受けた建物Tの剛性が地震前よりも大きくなることは考え難いので、前回の剛性算定ステップ42で算出した剛性kS-1,iが初期の剛性k0,iより大きい場合には、前回の剛性kS-1,iをそのまま今回の剛性kS,iとするのではなく、前回の剛性kS-1,iに1未満の値(調整係数CS)を乗じて得た値を今回の剛性kS,iとすることが好ましい。 Since it is difficult to think that the rigidity of the building T that has undergone an earthquake is greater than before the earthquake, if the rigidity k S-1, i calculated in the previous rigidity calculation step 42 is greater than the initial rigidity k 0, i The previous stiffness k S-1, i is not directly used as the present stiffness k S, i , but is obtained by multiplying the previous stiffness k S-1, i by a value less than 1 (adjustment coefficient C S ). It is preferable that the value is the current rigidity k S, i .

すなわち、2回目以降の剛性算定ステップ42では、前回の剛性算定ステップ42で算出した剛性kS-1,iに初期(すなわち、地震前)の剛性k0,iの逆数を乗じて得た剛性比κS,i(=kS-1,i/k0,i)を算出し、剛性比κS,iが閾値dSよりも小さい場合には、前回の剛性算定ステップ42で算出した剛性kS-1,iを今回の剛性kS,iとし、剛性比κS,iが閾値dS以上である場合には、前回の剛性算定ステップ42で算出した剛性kS-1,iに調整係数CS(<1)を乗じて得た値を今回の剛性kS,iとする。 That is, in the second and subsequent stiffness calculation step 42, the stiffness obtained by multiplying the stiffness k S-1, i calculated in the previous stiffness calculation step 42 by the reciprocal of the initial (ie, before the earthquake) stiffness k 0, i. When the ratio κ S, i (= k S−1, i / k 0, i ) is calculated and the rigidity ratio κ S, i is smaller than the threshold value d S , the rigidity calculated in the previous rigidity calculation step 42 is calculated. If k S−1, i is the current stiffness k S, i and the stiffness ratio κ S, i is greater than or equal to the threshold value d S , the stiffness k S−1, i calculated in the previous stiffness calculation step 42 will be used. A value obtained by multiplying the adjustment coefficient C S (<1) is defined as the current stiffness k S, i .

本実施形態では、閾値dSを一定値とせず、回ごとにその都度設定する。具体的には、少なくとも一つの層において剛性比κS,iが1より大きい場合(すなわち、剛性比κS,1〜κS,5のうちの少なくとも一つが1を超えている場合)は、式17の(a)に示すように、剛性比κS,iの最大値と1との相加平均値を閾値dSとし、総ての層において剛性比κS,iが1以下である場合(すなわち、剛性比κS,1〜κS,5がいずれも1以下である場合)には、式17の(b)に示すように、剛性比κS,iの最大値を閾値dSとする。なお、式17の(a)で算出される閾値dSは、1よりも大きい値となり、式17の(b)で算出される閾値dSは、1以下の値となる。 In the present embodiment, the threshold value d S is not set to a constant value but is set every time. Specifically, when the stiffness ratio κ S, i is greater than 1 in at least one layer (that is, when at least one of the stiffness ratios κ S, 1 to κ S, 5 exceeds 1), As shown in (a) of Expression 17, the arithmetic average value of the maximum value of the stiffness ratio κ S, i and 1 is set as a threshold value d S, and the stiffness ratio κ S, i is 1 or less in all layers. In this case (that is, when the stiffness ratios κ S, 1 to κ S, 5 are all equal to or less than 1), the maximum value of the stiffness ratio κ S, i is set to the threshold value d as shown in (b) of Expression 17. S. The threshold value d S calculated by the formula. 17 (a) becomes a value larger than 1, the threshold d S calculated by the formula. 17 (b), a value of 1 or less.

Figure 2012173001
Figure 2012173001

なお、本実施形態では、調整係数CSとして、式18に示すように、ピーク振動数fpに2πと1次固有円振動数ωS-1の逆数とを乗じて得た値(=2πfp/ωS-1=ω0/ωS-1)を使用している。 In the present embodiment, as the adjustment coefficient C S , a value obtained by multiplying the peak frequency f p by 2π and the reciprocal of the primary natural circular frequency ω S-1 (= 2πf as shown in Expression 18). p / ω S-1 = ω 0 / ω S-1 ).

Figure 2012173001
Figure 2012173001

モード算定ステップ43は、剛性行列[KS]および質量行列[M0]に対応する1次固有円振動数ωSと1次固有ベクトル{ΨS}とを算出するステップである。剛性算定ステップ42により、式8の剛性行列[KS]は既知となっているから、式11の係数行列式を固有円振動数ΩSについて展開し、得られた特性方程式(振動数方程式)を解けば、固有円振動数ΩS(固有値ΩS 2)を求めることができる。n自由度系の多層構造モデルAでは、式11を満たす固有円振動数ΩSがn個存在しているが、そのうちの最も低次の固有円振動数ΩSを「1次固有円振動数ωS」とする。「1次固有ベクトル{ΨS}」は、1次固有円振動数ωSに対応する固有ベクトルである。1次固有ベクトル{ΨS}の成分ψS,i(i=1〜5)は、最大値が定数aとなるように正規化する。 The mode calculation step 43 is a step of calculating the first-order natural circular frequency ω S and the first-order eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] and the mass matrix [M 0 ]. Since the stiffness matrix [K S ] of Equation 8 is already known by the stiffness calculation step 42, the coefficient determinant of Equation 11 is expanded with respect to the natural circular frequency Ω S , and the obtained characteristic equation (frequency equation) To solve for the natural circular frequency Ω S (eigenvalue Ω S 2 ). In n-degree-of-freedom system having a multilayer structure model A, although natural circular frequency [Omega S satisfying Formula 11 is the n exist, "primary natural circular frequency of the lowest order natural circular frequency [Omega S of which ω S ”. “Primary eigenvector {Ψ S }” is an eigenvector corresponding to the primary eigenfrequency ω S. The component ψ S, i (i = 1 to 5) of the primary eigenvector {ψ S } is normalized so that the maximum value is a constant a.

層間擬似変位算定ステップ44は、最大値が定数aとなるように正規化した1次固有ベクトル{ΨS}の成分ψS,iに基づいて、多層構造モデルAの各層の層間擬似変位uS,i(=ψS,i−ψS,i-1)を求めるステップである。層間擬似変位uS,5〜uS,1は、それぞれ式12の(カ)〜(コ)により算出する。 The interlayer pseudo displacement calculation step 44 performs interlayer pseudo displacement u S, of each layer of the multilayer model A based on the component ψ S, i of the primary eigenvector {Ψ S } normalized so that the maximum value is a constant a . This is a step for obtaining i (= ψ S, i −ψ S, i-1 ). The inter-layer pseudo displacements u S, 5 to u S, 1 are calculated by (f) to (co) in Expression 12, respectively.

判定基準値算定ステップ45は、地震前の層間擬似変位u0,iの逆数を層間擬似変位uS,iに乗じて判定基準値μS,i(=uS,i/u0,i)を算出するステップである。判定基準値μS,5〜μS,1は、それぞれ式19の(ア)〜(オ)により算出する。 In the judgment reference value calculation step 45, the judgment reference value μ S, i (= u S, i / u 0, i ) is obtained by multiplying the interlayer pseudo displacement u S, i by the reciprocal of the interlayer pseudo displacement u 0, i before the earthquake. Is a step of calculating. The determination reference values μ S, 5 to μ S, 1 are calculated by Equations 19 (a) to (e), respectively.

Figure 2012173001
Figure 2012173001

判定ステップ46は、ピーク円振動数ω0(=2πfp)に対する1次固有円振動数ωSの相対誤差δsを算出し、当該相対誤差δsが収束判定値ε以下であるか否かを判定するステップである。相対誤差δsは、式20に示すように、1次固有円振動数ωSとピーク円振動数ω0との差(誤差)の絶対値を1次固有円振動数ωSで除することによって算出する。収束判定値εは、適宜設定すればよいが、本実施形態では、ε=0.100(=10.0%)とする。 In the determination step 46, a relative error δ s of the primary natural circular frequency ω S with respect to the peak circular frequency ω 0 (= 2πf p ) is calculated, and whether or not the relative error δ s is equal to or less than the convergence determination value ε. It is a step which determines. Relative error [delta] s, as shown in Equation 20, by dividing the absolute value of the difference between the first natural circular frequency [omega S and peak circle angular frequency omega 0 (error) in the first natural circular frequency [omega S Calculated by The convergence determination value ε may be set as appropriate, but in the present embodiment, ε = 0.100 (= 10.0%).

Figure 2012173001
Figure 2012173001

判定ステップ46においては、相対誤差δsが収束判定値εを上回っている場合(ε<δs)に、「否定判定(No)」となる。否定判定となった場合には、振動特性仮定ステップ41に戻り、相対誤差δsが収束判定値ε以下となるまで、推定実行過程4を繰り返し実行する。 In the determination step 46, when the relative error δ s exceeds the convergence determination value ε (ε <δ s ), a “negative determination (No)” is made. If a negative determination is made, the process returns to the vibration characteristic assumption step 41, and the estimation execution process 4 is repeatedly executed until the relative error δ s becomes equal to or less than the convergence determination value ε.

なお、本実施形態では、1回目からS回目までの各回において、層間擬似変位算定ステップ44および判定基準値算定ステップ45を実行しているが、判定ステップ46において「肯定判定(Yes)」が得られた場合にのみ実行するようにしてもよい。   In this embodiment, the interlayer pseudo displacement calculation step 44 and the determination reference value calculation step 45 are executed in each time from the first time to the Sth time, but “Yes” is obtained in the determination step 46. It may be executed only when it is issued.

判定ステップ46において、「肯定判定(Yes)」が得られた場合には、推定ステップ47に進む。   In the determination step 46, when “affirmation determination (Yes)” is obtained, the process proceeds to the estimation step 47.

推定ステップ47では、判定基準値算定ステップ45で算出した判定基準値μS,iを照査し、判定基準値μS,iが1を上回っている層を「損傷箇所」と推定する。 In the estimation step 47, the determination reference value μ S, i calculated in the determination reference value calculation step 45 is checked, and a layer having the determination reference value μ S, i exceeding 1 is estimated as a “damage point”.

図10および図11を参照して、推定実行過程4のフローの一例を説明する。
なお、前記したとおり、ピーク振動数fpは「6.77Hz」であり、正規化された仮モードベクトル{Φ0}の成分は、「φ0,5=1.0、φ0,4=0.8、φ0,3=0.6、φ0,2=0.4、φ0,1=0.2」である(式(7)参照)。また、多層構造モデルAの質点a1〜a5の質量m1〜m5は、いずれも「0.236t/m2」とし、構造要素b1〜b5の初期の剛性k0,1〜k0,5は、いずれも「1866.67kN/m2」とした。判定ステップ46で使用する収束判定値εは「0.100」である。
An example of the flow of the estimation execution process 4 will be described with reference to FIGS. 10 and 11.
As described above, the peak frequency f p is “6.77 Hz”, and the components of the normalized provisional mode vector {Φ 0 } are “φ 0,5 = 1.0, φ 0,4 = 0.8, φ 0,3 = 0.6, φ 0,2 = 0.4, φ 0,1 = 0.2 ”(see equation (7)). The masses m 1 to m 5 of the mass points a1 to a5 of the multilayer structure model A are all “0.236 t / m 2 ”, and the initial stiffness k 0,1 to k 0,5 of the structural elements b1 to b5 is , Both were designated as “1866.67 kN / m 2 ”. The convergence determination value ε used in the determination step 46 is “0.100”.

1回目(S=1)の振動特性仮定ステップ41では、図10に示すように、ピーク円振動数ω0(=2πfp=42.54rad/s)を仮1次固有円振動数λ1とし、正規化された仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とする。 In the first (S = 1) vibration characteristic assumption step 41, as shown in FIG. 10, the peak circular frequency ω 0 (= 2πf p = 42.54 rad / s) is set as the temporary primary natural circular frequency λ 1 , Let the normalized provisional mode vector {Φ 0 } be the provisional primary eigenvector {Φ 1 }.

1回目の剛性算定ステップ42では、仮1次固有円振動数λ1および仮1次固有ベクトル{Φ1}および質量m1〜m5に基づいて剛性k1,1〜k1,5を算出する。すなわち、式10の(ア)において、λ1=42.54(rad/s)、φ1,4=0.8、φ1,5=1.0、m5=0.236(t/m2)とすると、k1,5=2136.38(kN/m2)となり、以下、式10の(イ)〜(オ)に順次代入すると、k1,4=3845.48(kN/m2)、k1,3=5127.31(kN/m2)、k1,2=5981.86(kN/m2)、k1,1=6409.13(kN/m2)となる。 In the first rigidity calculation step 42, rigidity k 1,1 to k 1,5 is calculated based on the temporary primary natural frequency λ 1, the temporary primary eigenvector {Φ 1 }, and the masses m 1 to m 5. . That is, in Equation (a), if λ 1 = 42.54 (rad / s), φ 1,4 = 0.8, φ 1,5 = 1.0, m 5 = 0.236 (t / m 2 ), then k 1, 5 = 2136.38 (kN / m 2 ), and when substituting sequentially into (a) to (e) in Equation 10, k 1,4 = 3845.48 (kN / m 2 ), k 1,3 = 5127.31 (kN / m 2 ), k 1,2 = 5981.86 (kN / m 2 ), k 1,1 = 6409.13 (kN / m 2 ).

1回目の剛性k1,5〜k1,1が得られたら、剛性行列[K1]を作成するとともに質量m5〜m1を対角成分とする質量行列[M0]を作成して1回目のモード算定ステップ43を行い、1次固有円振動数ω1と1次固有ベクトル{Ψ1}を算出する。本実施形態では、1次固有円振動数ω1が「85.03(rad/s)」となり、最大値が1となるように正規化された1次固有ベクトル{Ψ1}の成分は、「ψ1,5=1.000、ψ1,4=0.800、ψ1,3=0.601、ψ1,2=0.401、ψ1,1=0.200」となる。 When the first stiffness k 1,5 to k 1,1 is obtained, the stiffness matrix [K 1 ] is created and the mass matrix [M 0 ] having the masses m 5 to m 1 as diagonal components is created. The first mode calculation step 43 is performed to calculate the primary eigencircle frequency ω 1 and the primary eigenvector {Ψ 1 }. In the present embodiment, the component of the primary eigenvector {Ψ 1 } normalized so that the primary natural circular frequency ω 1 is “85.03 (rad / s)” and the maximum value is 1, is “ψ 1 , 5 = 1.000, ψ 1,4 = 0.800, ψ 1,3 = 0.601, ψ 1,2 = 0.401, ψ 1,1 = 0.200 ".

1回目の1次固有ベクトル{Ψ1}が得られたら、層間擬似変位算定ステップ44および判定基準値算定ステップ45を行い、層間擬似変位u1,5〜u1,1(式12参照)および判定基準値μ1,5〜μ1,1(式19参照)を算出する。 When the first primary eigenvector {Ψ 1 } is obtained, the interlayer pseudo displacement calculation step 44 and the judgment reference value calculation step 45 are performed, and the interlayer pseudo displacement u 1,5 to u 1,1 (see Expression 12) and judgment are performed. Reference values μ 1,5 to μ 1,1 (see Equation 19) are calculated.

1回目の1次固有円振動数ω1が得られたら、判定ステップ46に進み、まず、式18により相対誤差δ1を算出する。本実施形態では、相対誤差δ1=0.500となり、相対誤差δ1>収束判定値ε(=0.100)となるので、判定ステップ46における判定結果は「否定判定」となり、2回目の推定実行過程4が実行される。 When the first primary natural circular frequency ω 1 is obtained, the process proceeds to the determination step 46, and first, the relative error δ 1 is calculated by the equation 18. In the present embodiment, the relative error δ 1 = 0.500, and the relative error δ 1 > convergence determination value ε (= 0.100). Therefore, the determination result in the determination step 46 is “negative determination”, and the second estimation execution process 4 Is executed.

2回目(S=2)の振動特性算定ステップ41では、1回目のモード算定ステップ43で得られた1次固有円振動数ω1(=85.03rad/s)を仮1次固有円振動数λ2とし、正規化された1次固有ベクトル{Ψ1}を仮1次固有ベクトル{Φ2}とする。 In the second (S = 2) vibration characteristic calculation step 41, the primary natural circular frequency ω 1 (= 85.03 rad / s) obtained in the first mode calculation step 43 is used as the temporary primary natural circular frequency λ. 2 and let the normalized primary eigenvector {Ψ 1 } be the temporary primary eigenvector {Φ 2 }.

2回目の剛性算定ステップ42では、まず、剛性比κ2,i(=k1,i/k0,i)および調整係数CSを算出する。剛性k1,5〜k1,1は、1回目の剛性算定ステップ42で算出されたものであり(k1,5=2136.38、k1,4=3845.48、k1,3=5127.31、k1,2=5981.86、k1,1=6409.13)、初期の剛性k0,5〜k0,1は、いずれも「1866.67」であるから、剛性比κ2,iは、「κ2,5=1.14、κ2,4=2.06、κ2,3=2.75、κ2,2=3.20、κ2,1=3.43」となる。
剛性比κ2,5〜κ2,1は、いずれも1より大きい値となるので、式17の(a)により閾値d2を算出する。剛性比κ2,5〜κ2,1の最大値は、「κ2,1=3.43」であるから、閾値d2は、「2.22」となる。また、ピーク振動数fpは「6.77Hz」であり、1回目の1次固有円振動数ω1は「85.03rad/s」であるから、調整係数C2(=2πfp/ω1)は、「0.500」となる。
In the second rigidity calculation step 42, first, the rigidity ratio κ 2, i (= k 1, i / k 0, i ) and the adjustment coefficient C S are calculated. The rigidity k 1,5 to k 1,1 is calculated in the first rigidity calculation step 42 (k 1,5 = 2136.38, k 1,4 = 3845.48, k 1,3 = 5127.31, k 1 , 2 = 5981.86, k 1,1 = 6409.13), and the initial stiffness k 0,5 to k 0,1 is “1866.67”, the stiffness ratio κ 2, i is expressed as “κ 2,5 = 1.14, κ 2,4 = 2.06, κ 2,3 = 2.75, κ 2,2 = 3.20, κ 2,1 = 3.43 ".
Since all of the rigidity ratios κ 2,5 to κ 2,1 are larger than 1, the threshold value d 2 is calculated from Equation 17 (a). The maximum value of rigidity ratio κ 2,52,1, since a "kappa 2,1 = 3.43", the threshold value d 2 is "2.22". In addition, the peak frequency f p is "6.77Hz", since the first of the primary natural circle vibration number ω 1 is "85.03rad / s", the adjustment coefficient C 2 (= 2πf p / ω 1) is , “0.500”.

ここで、構造要素b5に対応する剛性比κ2,5(=1.14)および構造要素b4に対応する剛性比κ2,4(=2.06)は、いずれも閾値d2(=2.22)より小さいから、1回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k1,5,k1,4を今回の剛性k2,5,k2,4とする(図10中の黒矢印参照)。また、構造要素b3〜b1に対応する剛性比κ2,4〜κ2,1は、いずれも、閾値d2以上であるから、1回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k1,3〜k1,1に調整係数C2(=0.500)を乗じて得た値を今回の剛性k2,3〜k2,1とする(図10中の白抜き矢印参照)。而して、2回目の剛性算定ステップ42で得られるk2,5〜k2,1は、k2,5=2136.38、k2,4=3845.48、k2,3=2563.66、k2,2=2990.93、k2,1=3204.57となる。 Here, the rigidity ratio κ 2,5 (= 1.14) corresponding to the structural element b5 and the rigidity ratio κ 2,4 (= 2.06) corresponding to the structural element b4 are both smaller than the threshold value d 2 (= 2.22). The stiffness k 1,5 , k 1,4 calculated in the first stiffness calculation step 42 is set as the current stiffness k 2,5 , k 2,4 (see the black arrows in FIG. 10). Also, since the stiffness ratios κ 2,4 to κ 2,1 corresponding to the structural elements b3 to b1 are all equal to or greater than the threshold value d 2 , the stiffness k 1,3 to 3 calculated in the first stiffness calculation step 42 is used. The value obtained by multiplying k 1,1 by the adjustment coefficient C 2 (= 0.500) is the current stiffness k 2,3 to k 2,1 (see the white arrow in FIG. 10). Thus, k 2,5 to k 2,1 obtained in the second stiffness calculation step 42 are k 2,5 = 2136.38, k 2,4 = 3845.48, k 2,3 = 2563.66, k 2,2 = 2990.93, k 2,1 = 3204.57.

2回目の剛性k2,5〜k2,1が得られたら、剛性行列[K2]および質量行列[M0]を作成して2回目のモード算定ステップ43を行い、1次固有円振動数ω2と1次固有ベクトル{Ψ2}を算出する。本実施形態では、1次固有円振動数ω2が「64.05(rad/s)」となり、最大値が1となるように正規化された1次固有ベクトル{Ψ2}の成分は、「ψ2,5=1.000、ψ2,4=0.887、ψ2,3=0.766、ψ2,2=0.516、ψ2,1=0.260」となる。 When the second stiffness k 2,5 to k 2,1 is obtained, the stiffness matrix [K 2 ] and the mass matrix [M 0 ] are created and the second mode calculation step 43 is performed to perform first-order natural circular vibration The number ω 2 and the primary eigenvector {Ψ 2 } are calculated. In the present embodiment, the component of the primary eigenvector {Ψ 2 } normalized so that the primary eigenfrequency ω 2 is “64.05 (rad / s)” and the maximum value is 1, is “ψ 2 , 5 = 1.000, ψ 2,4 = 0.887, ψ 2,3 = 0.766, ψ 2,2 = 0.516, ψ 2,1 = 0.260 ".

2回目の1次固有ベクトル{Ψ2}が得られたら、層間擬似変位算定ステップ44および判定基準値算定ステップ45を行い、層間擬似変位u2,5〜u2,1および判定基準値μ2,5〜μ2,1を算出する。 When the second primary eigenvector {Ψ 2 } is obtained, an interlayer pseudo displacement calculation step 44 and a determination reference value calculation step 45 are performed, and the interlayer pseudo displacement u 2,5 to u 2,1 and the determination reference value μ 2, are performed. Calculate 5 to μ 2,1 .

2回目の1次固有円振動数ω2が得られたら、2回目の判定ステップ46に進み、まず、式20により相対誤差δ2を算出する。本実施形態では、相対誤差δ2=0.336となり、相対誤差δ2>収束判定値ε(=0.100)となるので、判定ステップ46における判定結果は「否定判定」となり、3回目の推定実行過程4が実行される。 When the second primary natural circular frequency ω 2 is obtained, the process proceeds to the second determination step 46, and first, the relative error δ 2 is calculated by Equation 20. In the present embodiment, since the relative error δ 2 = 0.336 and the relative error δ 2 > the convergence determination value ε (= 0.100), the determination result in the determination step 46 is “negative determination”, and the third estimation execution process 4 Is executed.

3回目(S=3)の振動特性算定ステップ41では、2回目のモード算定ステップ43で得られた1次固有円振動数ω2(=64.05rad/s)を仮1次固有円振動数λ3とし、正規化された1次固有ベクトル{Ψ2}を仮1次固有ベクトル{Φ3}とする。 In the third (S = 3) vibration characteristic calculation step 41, the primary natural circular frequency ω 2 (= 64.05 rad / s) obtained in the second mode calculation step 43 is used as the temporary primary natural circular frequency λ. 3 and the normalized primary eigenvector {Ψ 2 } is defined as a temporary primary eigenvector {Φ 3 }.

3回目の剛性算定ステップ42では、剛性比κ3,i(=k2,i/k0,i)が「κ3,5=1.14、κ3,4=2.06、κ3,3=1.37、κ3,2=1.60、κ3,1=1.72」となり、いずれも1より大きい値となるので、式17の(a)により閾値d3を算出すると、閾値d3は「1.53」となる。また、式18により調整係数C3を算出すると、調整係数C3は「0.664」となる。構造要素b5,b3に対応する剛性比κ3,5,κ3,3は、いずれも閾値d3(=1.53)より小さいから、2回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k2,5,k2,3を今回の剛性k3,5,k3,3とし(図10中の黒矢印参照)、構造要素b4,b2,b1に対応する剛性比κ3,4,κ3,2,κ3,1は、いずれも、閾値d3以上であるから、2回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k2,4,k2,2,k2,1にそれぞれ調整係数C3(=0.664)を乗じて得た値を今回の剛性k3,4,k3,2,k3,1とする(図10中の白抜き矢印参照)。而して、3回目の剛性算定ステップ42で得られるk3,5〜k3,1は、k3,5=2136.38、k3,4=2553.40、k3,3=2563.66、k3,2=1985.98、k3,1=2127.83となる。 In the third rigidity calculation step 42, the rigidity ratio κ 3, i (= k 2, i / k 0, i ) is “κ 3,5 = 1.14, κ 3,4 = 2.06, κ 3,3 = 1.37, κ 3,2 = 1.60, κ 3,1 = 1.72 ”, both of which are larger than 1. Therefore, when the threshold value d 3 is calculated according to (a) of Equation 17, the threshold value d 3 is“ 1.53 ”. Further, when the adjustment coefficient C 3 is calculated by Equation 18, the adjustment coefficient C 3 is “0.664”. Since the stiffness ratios κ 3,5 and κ 3,3 corresponding to the structural elements b5 and b3 are both smaller than the threshold value d 3 (= 1.53), the stiffness k 2,5 , Let k 2,3 be the current stiffness k 3,5 , k 3,3 (see the black arrows in FIG. 10), and the stiffness ratios κ 3,4 , κ 3,2 , corresponding to the structural elements b4, b2, b1, Since κ 3,1 is not less than the threshold value d 3 , the adjustment coefficients C 3 (=) are respectively added to the stiffnesses k 2,4 , k 2,2 , k 2,1 calculated in the second stiffness calculation step 42. The values obtained by multiplying 0.664) are the current stiffnesses k 3,4 , k 3,2 , and k 3,1 (see the white arrows in FIG. 10). Thus, k 3,5 to k 3,1 obtained in the third stiffness calculation step 42 are k 3,5 = 2136.38, k 3,4 = 2553.40, k 3,3 = 2563.66, k 3,2 = 1985.98, k 3,1 = 2127.83.

3回目の剛性k3,5〜k3,1が得られたら、3回目のモード算定ステップ43を行い、1次固有円振動数ω2と1次固有ベクトル{Ψ2}を算出し、3回目の1次固有円振動数ω3が得られたら、3回目の判定ステップ46に進み、式20により相対誤差δ3を算出する。本実施形態では、相対誤差δ3=0.225となり、相対誤差δ3>収束判定値ε(=0.100)となるので、判定ステップ46における判定結果は「否定判定」となり、4回目の推定実行過程4が実行される。 When the third stiffness k 3,5 to k 3,1 is obtained, the third mode calculation step 43 is performed to calculate the first natural circular frequency ω 2 and the first eigenvector {Ψ 2 }. When the first natural circular frequency ω 3 is obtained, the process proceeds to the third determination step 46, where the relative error δ 3 is calculated by Equation 20. In the present embodiment, the relative error δ 3 = 0.225 and the relative error δ 3 > convergence determination value ε (= 0.100), so the determination result in the determination step 46 is “No” and the fourth estimation execution process 4 Is executed.

以後同様にして、推定実行過程4を繰り返すことになるが、図11に示すように、7回目の剛性算定ステップ42において、剛性比κ7,i(=k6,i/k0,i)が「κ7,5=0.921、κ7,4=0.89、κ7,3=0.89、κ7,2=0.89、κ7,1=0.918」となり、総ての層において剛性比κ7,iが1以下となるので、式17の(b)に基づき、剛性比κ7,iの最大値(κ7,5=0.921)を閾値d7とする。なお、調整係数C7は「0.885」となる。構造要素b4〜b1に対応する剛性比κ7,4〜κ7,1は、いずれも閾値d7(=0.921)より小さいから、6回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k6,4〜k6,1を今回の剛性k7,4〜k7,1とし(図11中の黒矢印参照)、構造要素b5に対応する剛性比κ7,5は、当然に閾値d7と等しくなる(すなわち、剛性比κ7,5≧閾値d7が成立する)から、6回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k6,5に調整係数C7(=0.885)を乗じて得た値を今回の剛性k7,5とする(図11中の白抜き矢印参照)。而して、7回目の剛性算定ステップ42で得られるk7,5〜k7,1は、k7,5=1522.01、k7,4=1662.26、k7,3=1668.94、k7,2=1668.22、k7,1=1712.90となる。 Thereafter, the estimation execution process 4 is repeated in the same manner. As shown in FIG. 11, in the seventh stiffness calculation step 42, the stiffness ratio κ 7, i (= k 6, i / k 0, i ) Becomes κ 7,5 = 0.921, κ 7,4 = 0.89, κ 7,3 = 0.89, κ 7,2 = 0.89, κ 7,1 = 0.918, and the stiffness ratio κ 7, i in all layers Therefore, the maximum value (κ 7,5 = 0.921) of the stiffness ratio κ 7, i is set as the threshold value d 7 based on (b) of Expression 17. The adjustment coefficient C 7 is “0.885”. Rigidity ratio κ 7,4 ~κ corresponding to the structural elements B4~b1 7, 1 are both the threshold value d 7 (= 0.921) is less than the rigidity k 6, 4 ~ calculated by the sixth stiffness calculation step 42 k 6,1 and the current rigidity k 7,4 ~k 7,1 (see black arrows in FIG. 11), the rigidity ratio kappa 7, 5 corresponding to the structural element b5 is equal to the threshold value d 7 course (Ie, the rigidity ratio κ 7,5 ≧ threshold value d 7 is established), the value obtained by multiplying the stiffness k 6,5 calculated in the sixth stiffness calculation step 42 by the adjustment coefficient C 7 (= 0.85). This rigidity is k 7,5 (see the white arrow in FIG. 11). And Thus, k 7,5 ~k 7,1 obtained in the seventh rigidity calculation step 42, k 7,5 = 1522.01, k 7,4 = 1662.26, k 7,3 = 1668.94, k 7,2 = 1668.22, a k 7,1 = 1712.90.

7回目の剛性k7,5〜k7,1が得られたら、7回目のモード算定ステップ43を行い、1次固有円振動数ω7と1次固有ベクトル{Ψ7}を算出し、7回目の1次固有円振動数ω7が得られたら、7回目の判定ステップ46に進み、式20により相対誤差δ7を算出する。本実施形態では、相対誤差δ7=0.113となり、相対誤差δ7>収束判定値ε(=0.100)となるので、判定ステップ46における判定結果は「否定判定」となり、8回目の推定実行過程4が実行される。 After 7 th stiffness k 7, 5 to k 7, 1 is obtained, performs a mode calculating step 43 of 7th calculates the first natural circular frequency [omega 7 1 eigenvector {[psi 7}, 7th When the first natural circular frequency ω 7 is obtained, the process proceeds to the seventh determination step 46, where the relative error δ 7 is calculated by Equation 20. In this embodiment, since the relative error δ 7 = 0.113 and the relative error δ 7 > the convergence determination value ε (= 0.100), the determination result in the determination step 46 is “negative determination”, and the eighth estimation execution process 4 Is executed.

8回目(S=8)の振動特性算定ステップ41では、7回目のモード算定ステップ43で得られた1次固有円振動数ω7(=47.96rad/s)を仮1次固有円振動数λ8とし、正規化された1次固有ベクトル{Ψ7}を仮1次固有ベクトル{Φ8}とする。 In the eighth (S = 8) vibration characteristic calculation step 41, the primary natural circular frequency ω 7 (= 47.96 rad / s) obtained in the seventh mode calculation step 43 is used as the temporary primary natural circular frequency λ. 8 and the normalized primary eigenvector {Ψ 7 } is set as a temporary primary eigenvector {Φ 8 }.

剛性比κ8,i(=k7,i/k0,i)が「κ8,5=0.82、κ8,4=0.89、κ8,3=0.89、κ8,2=0.89、κ8,1=0.918」となり、総ての層において剛性比κ8,iが1以下となるので、式17の(b)に基づき、剛性比κ8,iの最大値(κ8,1=0.918)を閾値d8とする。なお、調整係数C8は「0.887」となる。構造要素b5〜b2に対応する剛性比κ8,5〜κ8,2は、いずれも閾値d8(=0.918)より小さいから、7回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k7,5〜k7,2を今回の剛性k8,5〜k8,2とし(図11中の黒矢印参照)、構造要素b1に対応する剛性比κ8,1は、閾値d8以上となるから、7回目の剛性算定ステップ42で算出した剛性k7,1に調整係数C8(=0.887)を乗じて得た値を今回の剛性k8,1とする(図11中の白抜き矢印参照)。而して、8回目の剛性算定ステップ42で得られるk8,5〜k8,1は、k8,5=1522.01、k8,4=1662.26、k8,3=1668.94、k8,2=1668.22、k8,1=1524.48となる。 Rigidity ratio κ 8, i (= k 7 , i / k 0, i) is "κ 8,5 = 0.82, κ 8,4 = 0.89, κ 8,3 = 0.89, κ 8,2 = 0.89, κ 8 , 1 = 0.918 ”, and the stiffness ratio κ 8, i is 1 or less in all layers, and therefore the maximum value of the stiffness ratio κ 8, i8,1 = 0.918) based on equation (b). ) As a threshold value d 8 . The adjustment coefficient C 8 is “0.887”. Rigidity ratio corresponding to the structural elements b5~b2 κ 8,58,2 are both threshold d 8 (= 0.918) is less than the rigidity k 7, 5 ~ calculated at 7 th stiffness calculation step 42 the k 7, 2 and this stiffness k 8,5 ~k 8,2 (see black arrows in FIG. 11), the rigidity ratio kappa 8, 1 which correspond to the structural elements b1, since the threshold value d 8 or more, seventh rigidity calculation step 42 adjustment factor C 8 stiffness k 7, 1 calculated in (= 0.887) a value obtained by multiplying the a current stiffness k 8, 1 (refer to the outlined arrow in FIG. 11) . And Thus, the k 8,5 to k 8, 1 obtained in the eighth rigidity calculation step 42, k 8,5 = 1522.01, k 8,4 = 1662.26, k 8,3 = 1668.94, k 8,2 = 1668.22, k 8,1 = 1524.48.

8回目の剛性k8,5〜k8,1が得られたら、8回目のモード算定ステップ43を行い、1次固有円振動数ω8と1次固有ベクトル{Ψ8}を算出し、8回目の1次固有円振動数ω8が得られたら、8回目の判定ステップ46に進み、式20により相対誤差δ8を算出する。本実施形態では、相対誤差δ8=0.093となり、相対誤差δ7<収束判定値ε(=0.100)となるので、判定ステップ46における判定結果は「肯定判定」となる。 When the eighth stiffness k 8,5 to k 8,1 is obtained, the eighth mode calculation step 43 is performed to calculate the first natural circular frequency ω 8 and the first eigenvector {Ψ 8 }. When the first natural circular frequency ω 8 is obtained, the process proceeds to the determination step 46 for the eighth time, and the relative error δ 8 is calculated by Expression 20. In the present embodiment, since the relative error δ 8 = 0.093 and the relative error δ 7 <the convergence determination value ε (= 0.100), the determination result in the determination step 46 is “positive determination”.

「肯定判定」が得られたので、推定ステップ47に進む。推定ステップ47において、8回目の判定基準値算定ステップ45で算出した判定基準値μ8,5〜μ8,1を照査すると、第1層(最下層)および第2層に対応する判定基準値μ8,2,μ8,1が1を上回っているので、第1層(最下層)および第2層を「損傷箇所(剛性低下箇所)」と推定する。なお、第2層の判定基準値μ8,2が1に近い値(=1.200)であるのに対し、第1層の判定基準値μ8,1は1を大きく超えた値(=4.343)であるから、第2層よりも第1層に大きな損傷が生じていると推定することができる。 Since “positive determination” is obtained, the process proceeds to the estimation step 47. In the estimation step 47, when the determination reference values μ 8,5 to μ 8,1 calculated in the eighth determination reference value calculation step 45 are checked, the determination reference values corresponding to the first layer (lowermost layer) and the second layer Since μ 8,2 and μ 8,1 exceed 1, it is estimated that the first layer (lowermost layer) and the second layer are “damaged portions (stiffness decreased portions)”. In addition, the criterion value μ 8,2 of the second layer is a value close to 1 (= 1.200), whereas the criterion value μ 8,1 of the first layer is a value that greatly exceeds 1 (= 4.343). Therefore, it can be estimated that the first layer is more damaged than the second layer.

このように、第二の実施形態に係る損傷箇所の推定方法においても、損傷箇所を推定することができる。しかも、第二の実施形態に係る損傷箇所の推定方法によれば、1階床と屋上において振動計測を実施すればよく、各階にセンサを設置する必要がないので、配線作業が煩雑になることもないし、センサの設置場所に困るようなこともない。   As described above, the damaged portion can be estimated also in the damaged portion estimating method according to the second embodiment. Moreover, according to the damage location estimation method according to the second embodiment, it is only necessary to perform vibration measurement on the first floor and the roof, and it is not necessary to install a sensor on each floor, so that the wiring work becomes complicated. There is no problem with the location of the sensor.

なお、剛性算定ステップ42、モード算定ステップ43、層間擬似変位算定ステップ44、判定基準値算定ステップ45、判定ステップ46および推定ステップ47は、図示せぬコンピュータで実行可能である。すなわち、推定実行過程4は、剛性算定ステップ42、モード算定ステップ43、層間擬似変位算定ステップ44、判定基準値算定ステップ45、判定ステップ46および推定ステップ47を実行可能な演算処理手段、初期条件(ピーク振動数fp、仮モードベクトル{Φ0}、質点a1〜a5の質量m1〜m5、構造要素b1〜b5の初期の剛性k0,1〜k0,5、収束判定値εなど)を入力する入力手段、各ステップにおいて算出された値および入力手段を介して入力された初期条件を記憶する記憶手段、演算結果を表示する表示手段を具備するコンピュータによって実行することができる。 The rigidity calculation step 42, the mode calculation step 43, the interlayer pseudo displacement calculation step 44, the determination reference value calculation step 45, the determination step 46, and the estimation step 47 can be executed by a computer (not shown). That is, the estimation execution process 4 includes a stiffness calculation step 42, a mode calculation step 43, an interlayer pseudo displacement calculation step 44, a determination reference value calculation step 45, a determination step 46 and an estimation step 47 that can execute arithmetic processing means, initial conditions ( Peak frequency f p , provisional mode vector {Φ 0 }, masses m 1 to m 5 of mass points a1 to a5, initial stiffness k 0,1 to k 0,5 of structural elements b1 to b5, convergence judgment value ε, etc. ), A storage means for storing the value calculated in each step and an initial condition input via the input means, and a display means for displaying the calculation result.

T 建物
A 多層構造モデル
a1〜a5 質点
b1〜b5 構造要素
T Building A Multi-layer structure model a1 to a5 Mass points b1 to b5 Structural elements

Claims (5)

外乱または劣化後の建物の上層階において振動計測を行い、基準点での振動に対する周波数応答関数Gを取得する事後計測ステップと、
外乱または劣化前に取得した初期周波数応答関数G0の逆数を周波数応答関数Gに乗じて得た関数において、ピーク振動数fpを求める初期設定ステップと、
前記建物をモデル化したn自由度系の多層構造モデルについて、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}を設定する振動特性仮定ステップと、
仮1次固有円振動数λS、仮1次固有ベクトル{ΦS}および前記多層構造モデルの質量行列[M0]を非減衰自由振動方程式に代入し、前記多層構造モデルの各層の構造要素について剛性kS,iを算出する剛性算定ステップと、
剛性kS,iに基づいて作成した剛性行列[KS]および質量行列[M0]に対応する1次固有円振動数ωSと1次固有ベクトル{ΨS}とを算出するモード算定ステップと、
最大値が定数aとなるように正規化した1次固有ベクトル{ΨS}の成分に基づいて、前記多層構造モデルの各層の層間擬似変位uS,iを求める層間擬似変位算定ステップと、
剛性kS,iに層間擬似変位uS,iを乗じて層間擬似慣性力QS,iを算出する擬似慣性力算定ステップと、
外乱もしくは劣化前の剛性k0,iおよび層間擬似変位u0,iに対応する層間擬似慣性力Q0,iの逆数を層間擬似慣性力QS,iに乗じて判定基準値qS,iを算出する判定基準値算定ステップと、
1を挟んで設定した下限閾値と上限閾値との間に判定基準値qS,iが納まっているか否かを判定する判定ステップとを含み、
前記振動特性仮定ステップ、前記剛性算定ステップ、前記モード算定ステップ、前記層間擬似変位算定ステップ、前記擬似慣性力算定ステップ、前記判定基準値算定ステップおよび前記判定ステップを複数回繰り返すことにより、建物に生じた損傷箇所を推定する方法であって、
1回目の前記振動特性仮定ステップでは、ピーク振動数fpに2πを乗じた値を仮1次固有円振動数λ1とし、最大値が定数aとなるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とし、
2回目以降の前記振動特性仮定ステップでは、前回のモード算定ステップで算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とし、
2回目以降の前記判定基準値算定ステップでは、前回の判定基準値算定ステップで算出した総ての判定基準値qS-1,iについて、前記下限閾値と前記上限閾値との間に納まっているか否かを判定し、納まっていないと判定された判定基準値qS-1,iが存在する場合には、当該判定基準値qS-1,iに対応する層の今回の層間擬似慣性力QS,iに、前記層間擬似慣性力Q0,iの逆数と2πfp/ωSとを乗じることで、当該層における今回の判定基準値qS,iを算出し、
S回目以降の前記判定ステップにおいて少なくとも2回連続して肯定判定が得られた場合に、S回目以降のいずれかの回の判定基準値算定ステップで算出した判定基準値を照査し、判定基準値が1を下回っている層を損傷箇所とする、ことを特徴とする損傷箇所の推定方法。
A post-measurement step of performing vibration measurement on the upper floor of the building after disturbance or deterioration and obtaining a frequency response function G for vibration at a reference point;
An initial setting step for obtaining a peak frequency f p in a function obtained by multiplying the frequency response function G by the reciprocal of the initial frequency response function G 0 obtained before disturbance or deterioration;
A vibration characteristic assumption step for setting a temporary primary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } for an n-degree-of-freedom multi-layer structure model modeling the building;
Substituting the temporary first-order natural circular frequency λ S , the temporary first-order eigenvector {Φ S }, and the mass matrix [M 0 ] of the multilayer structure model into the non-damped free vibration equation, the structural elements of each layer of the multilayer structure model A stiffness calculation step for calculating the stiffness k S, i ;
A mode calculation step for calculating a first-order natural circular frequency ω S and a first-order eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] and the mass matrix [M 0 ] created based on the stiffness k S, i ; ,
An interlayer pseudo displacement calculating step for obtaining an interlayer pseudo displacement u S, i of each layer of the multilayer structure model based on a component of the primary eigenvector {Ψ S } normalized so that the maximum value is a constant a;
A pseudo inertial force calculation step of calculating the interlayer pseudo inertia force Q S, i by multiplying the rigidity k S, i by the interlayer pseudo displacement u S, i ;
The criterion value q S, i is obtained by multiplying the inter-layer pseudo inertia force Q S, i by the reciprocal of the inter-layer pseudo inertia force Q 0, i corresponding to the rigidity k 0, i before the disturbance or deterioration and the inter-layer pseudo displacement u 0 , i. A criterion value calculation step for calculating
A determination step for determining whether or not the determination reference value q S, i is between the lower limit threshold and the upper limit threshold set with 1 therebetween,
The vibration characteristic assumption step, the stiffness calculation step, the mode calculation step, the interlayer pseudo displacement calculation step, the pseudo inertia force calculation step, the determination reference value calculation step, and the determination step are repeated in the building a plurality of times. A method for estimating damaged parts,
In the first of the vibration characteristics assuming step, a value obtained by multiplying 2π peak frequency f p and the temporary first natural circular frequency [lambda 1, the temporary mode vector maximum value is normalized to a constant a {[Phi 0 } is a temporary primary eigenvector {Φ 1 },
In the second and subsequent vibration characteristic assumption steps, the primary natural circular frequency ω S-1 and the primary eigenvector {Ψ S-1 } calculated in the previous mode calculation step are used as the temporary primary natural circular frequency λ S. And a temporary primary eigenvector {Φ S },
In the second and subsequent determination reference value calculation steps, all the determination reference values q S−1, i calculated in the previous determination reference value calculation step are within the lower limit threshold and the upper limit threshold. determines whether, if the determination reference value is determined not accommodated q S-1, i is present, this interlayer pseudo inertial force of the layer corresponding to the determination reference value q S-1, i By multiplying Q S, i by the reciprocal of the inter-layer pseudo inertia force Q 0, i and 2πf p / ω S , the current criterion value q S, i in the layer is calculated,
When a positive determination is obtained at least twice in the determination step after the S-th time, the determination reference value calculated in the determination reference value calculation step at any time after the S-th time is checked, and the determination reference value A method for estimating a damaged portion, characterized in that a layer having a value of less than 1 is a damaged portion.
外乱または劣化後の建物の上層階において振動計測を行い、基準点での振動に対する周波数応答関数Gを取得する事後計測ステップと、
外乱または劣化前に取得した初期周波数応答関数G0の逆数を周波数応答関数Gに乗じて得た関数において、ピーク振動数fpを求める初期設定ステップと、
前記建物をモデル化したn自由度系の多層構造モデルについて、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}を設定する振動特性仮定ステップと、
仮1次固有円振動数λS、仮1次固有ベクトル{ΦS}および前記多層構造モデルの質量行列[M0]を非減衰自由振動方程式に代入し、前記多層構造モデルの各層の構造要素について剛性kS,iを算出する剛性算定ステップと、
剛性kS,iに基づいて作成した剛性行列[KS]および質量行列[M0]に対応する1次固有円振動数ωSと1次固有ベクトル{ΨS}とを算出するモード算定ステップと、
外乱もしくは劣化前の剛性k0,iの逆数を剛性kS,iに乗じて判定基準値rS,iを算出する判定基準値算定ステップと、
1を挟んで設定した下限閾値と上限閾値との間に判定基準値rS,iが納まっているか否かを判定する判定ステップとを含み、
前記振動特性仮定ステップ、前記剛性算定ステップ、前記モード算定ステップ、前記判定基準値算定ステップおよび前記判定ステップを複数回繰り返すことにより、建物に生じた損傷箇所を推定する方法であって、
1回目の前記振動特性仮定ステップでは、ピーク振動数fpに2πを乗じた値を仮1次固有円振動数λ1とし、最大値が定数aとなるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{ΦS}とし、
2回目以降の前記振動特性仮定ステップでは、前回のモード算定ステップで算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とし、
2回目以降の前記判定基準値算定ステップでは、前回の判定基準値算定ステップで算出した総ての判定基準値rS-1,iについて、前記下限閾値と前記上限閾値との間に納まっているか否かを判定し、納まっていないと判定された判定基準値rS-1,iが存在する場合には、当該判定基準値rS-1,iに対応する層の剛性kS,iに、前記剛性k0,iの逆数と2πfp/ωSとを乗じることで、当該層における今回の判定基準値rS,iを算出し、
S回目以降の前記判定ステップにおいて少なくとも2回連続して肯定判定が得られた場合に、S回目以降のいずれかの回の判定基準値算定ステップで算出した判定基準値を照査し、判定基準値が1を下回っている層を損傷箇所とする、ことを特徴とする損傷箇所の推定方法。
A post-measurement step of performing vibration measurement on the upper floor of the building after disturbance or deterioration and obtaining a frequency response function G for vibration at a reference point;
An initial setting step for obtaining a peak frequency f p in a function obtained by multiplying the frequency response function G by the reciprocal of the initial frequency response function G 0 obtained before disturbance or deterioration;
A vibration characteristic assumption step for setting a temporary primary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } for an n-degree-of-freedom multi-layer structure model modeling the building;
Substituting the temporary first-order natural circular frequency λ S , the temporary first-order eigenvector {Φ S }, and the mass matrix [M 0 ] of the multilayer structure model into the non-damped free vibration equation, the structural elements of each layer of the multilayer structure model A stiffness calculation step for calculating the stiffness k S, i ;
A mode calculation step for calculating a first-order natural circular frequency ω S and a first-order eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] and the mass matrix [M 0 ] created based on the stiffness k S, i ; ,
A determination reference value calculation step for calculating a determination reference value r S, i by multiplying the rigidity k S, i by the reciprocal of the rigidity k 0, i before disturbance or deterioration;
A determination step of determining whether or not the determination reference value r S, i is between the lower limit threshold and the upper limit threshold set with 1 therebetween,
It is a method for estimating a damage location generated in a building by repeating the vibration characteristic assumption step, the rigidity calculation step, the mode calculation step, the determination reference value calculation step and the determination step a plurality of times,
In the first of the vibration characteristics assuming step, a value obtained by multiplying 2π peak frequency f p and the temporary first natural circular frequency [lambda 1, the temporary mode vector maximum value is normalized to a constant a {[Phi 0 } is a temporary primary eigenvector {Φ S },
In the second and subsequent vibration characteristic assumption steps, the primary natural circular frequency ω S-1 and the primary eigenvector {Ψ S-1 } calculated in the previous mode calculation step are used as the temporary primary natural circular frequency λ S. And a temporary primary eigenvector {Φ S },
In the second and subsequent determination reference value calculation steps, all the determination reference values r S−1, i calculated in the previous determination reference value calculation step are within the lower limit threshold and the upper limit threshold. whether judges, when accommodated the determined criterion value and non r S-1, i is present, the determination reference value r S-1, the stiffness of i corresponding to layer k S, the i , By multiplying the reciprocal of the stiffness k 0, i by 2πf p / ω S , the current criterion value r S, i for the layer is calculated,
When a positive determination is obtained at least twice in the determination step after the S-th time, the determination reference value calculated in the determination reference value calculation step at any time after the S-th time is checked, and the determination reference value A method for estimating a damaged portion, characterized in that a layer having a value of less than 1 is a damaged portion.
外乱または劣化後の建物の上層階において振動計測を行い、基準点での振動に対する周波数応答関数Gを取得する事後計測ステップと、
外乱または劣化前に取得した初期周波数応答関数G0の逆数を周波数応答関数Gに乗じて得た関数において、ピーク振動数fpを求める初期設定ステップと、
前記建物をモデル化したn自由度系の多層構造モデルについて、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}を設定する振動特性仮定ステップと、
前記多層構造モデルの各層の構造要素について剛性kS,iを算出する剛性算定ステップと、
剛性kS,iに基づいて作成した剛性行列[KS]および質量行列[M0]に対応する1次固有円振動数ωSと1次固有ベクトル{ΨS}とを算出するモード算定ステップと、
ピーク振動数fpに2πを乗じた値に対する1次固有円振動数ωSの相対誤差を算出し、当該相対誤差が収束判定値以下であるか否かを判定する判定ステップと、
最大値が定数aとなるように正規化した1次固有ベクトル{ΨS}の成分に基づいて、前記多層構造モデルの各層の層間擬似変位uS,iを求める層間擬似変位算定ステップと、
外乱もしくは劣化前の層間擬似変位u0,iの逆数を層間擬似変位uS,iに乗じて判定基準値μS,iを算出する判定基準値算定ステップとを含み、
前記振動特性仮定ステップ、前記剛性算定ステップ、前記モード算定ステップおよび前記判定ステップを複数回繰り返すことにより、建物に生じた損傷箇所を推定する方法であって、
1回目の前記振動特性仮定ステップでは、ピーク振動数fpに2πを乗じた値を仮1次固有円振動数λ1とし、最大値が定数aとなるように正規化した仮モードベクトル{Φ0}を仮1次固有ベクトル{Φ1}とし、
2回目以降の前記振動特性仮定ステップでは、前回のモード算定ステップで算出した1次固有円振動数ωS-1および1次固有ベクトル{ΨS-1}を、仮1次固有円振動数λSおよび仮1次固有ベクトル{ΦS}とし、
1回目の前記剛性算定ステップでは、仮1次固有円振動数λ1、仮1次固有ベクトル{Φ1}および前記多層構造モデルの質量行列[M0]を非減衰自由振動方程式に代入することにより剛性k1,iを算出し、
2回目以降の前記剛性算定ステップでは、前回の剛性算定ステップで算出した剛性kS-1,iに初期の剛性k0,iの逆数を乗じて得た剛性比κS,iが閾値dSより小さい場合には、前回の剛性算定ステップで算出した剛性kS-1,iを今回の剛性kS,iとし、前記剛性比κS,iが前記閾値dS以上である場合には、前回の剛性算定ステップで算出した剛性kS-1,iに1未満の値である調整係数CS-1を乗じて得た値を今回の剛性kS,iとし、
S回目の判定ステップにおいて肯定判定が得られた場合に、前記層間擬似変位算定ステップおよび前記判定基準値算定ステップを行い、判定基準値μS,iが1を上回っている層を損傷箇所とする、ことを特徴とする損傷箇所の推定方法。
A post-measurement step of performing vibration measurement on the upper floor of the building after disturbance or deterioration and obtaining a frequency response function G for vibration at a reference point;
An initial setting step for obtaining a peak frequency f p in a function obtained by multiplying the frequency response function G by the reciprocal of the initial frequency response function G 0 obtained before disturbance or deterioration;
A vibration characteristic assumption step for setting a temporary primary natural circular frequency λ S and a temporary primary eigenvector {Φ S } for an n-degree-of-freedom multi-layer structure model modeling the building;
A stiffness calculating step for calculating the stiffness k S, i for the structural element of each layer of the multilayer structure model;
A mode calculation step for calculating a first-order natural circular frequency ω S and a first-order eigenvector {Ψ S } corresponding to the stiffness matrix [K S ] and the mass matrix [M 0 ] created based on the stiffness k S, i ; ,
Calculating the relative error of the first natural circular frequency [omega S with respect to the value obtained by multiplying 2π peak frequency f p, and the determination step of determining whether the relative error is less than convergence criterion value,
An interlayer pseudo displacement calculating step for obtaining an interlayer pseudo displacement u S, i of each layer of the multilayer structure model based on a component of the primary eigenvector {Ψ S } normalized so that the maximum value is a constant a;
A determination reference value calculation step for calculating a determination reference value μ S, i by multiplying the interlayer pseudo displacement u S, i by the reciprocal of the interlayer pseudo displacement u 0, i before disturbance or deterioration,
It is a method for estimating a damage location generated in a building by repeating the vibration characteristic assumption step, the rigidity calculation step, the mode calculation step, and the determination step a plurality of times,
In the first of the vibration characteristics assuming step, a value obtained by multiplying 2π peak frequency f p and the temporary first natural circular frequency [lambda 1, the temporary mode vector maximum value is normalized to a constant a {[Phi 0 } is a temporary primary eigenvector {Φ 1 },
In the second and subsequent vibration characteristic assumption steps, the primary natural circular frequency ω S-1 and the primary eigenvector {Ψ S-1 } calculated in the previous mode calculation step are used as the temporary primary natural circular frequency λ S. And a temporary primary eigenvector {Φ S },
In the first stiffness calculation step, by substituting the temporary primary natural circular frequency λ 1 , the temporary primary eigenvector {Φ 1 }, and the mass matrix [M 0 ] of the multilayer structure model into the non-damped free vibration equation. Calculate stiffness k 1, i
In the second and subsequent stiffness calculation steps, the stiffness ratio κ S, i obtained by multiplying the stiffness k S-1, i calculated in the previous stiffness calculation step by the reciprocal of the initial stiffness k 0 , i is the threshold d S. If smaller, the stiffness k S−1, i calculated in the previous stiffness calculation step is taken as the current stiffness k S, i , and if the stiffness ratio κ S, i is greater than or equal to the threshold d S , The value obtained by multiplying the stiffness k S-1, i calculated in the previous stiffness calculation step by the adjustment coefficient C S-1 , which is a value less than 1, is defined as the current stiffness k S, i .
When an affirmative determination is obtained in the Sth determination step, the interlayer pseudo displacement calculation step and the determination reference value calculation step are performed, and a layer in which the determination reference value μ S, i exceeds 1 is determined as a damaged portion. A method for estimating a damaged portion, characterized by that.
少なくとも一つの層において前記剛性比κS,iが1より大きい場合には、前記剛性比κS,iの最大値と1との相加平均値を前記閾値dSとし、
総ての層において前記剛性比κS,iが1以下である場合には、前記剛性比κS,iの最大値を前記閾値dSとすることを特徴とする請求項3に記載の損傷箇所の推定方法。
When the rigidity ratio κ S, i is greater than 1 in at least one layer, the arithmetic average value of the maximum value of the rigidity ratio κ S, i and 1 is set as the threshold value d S ,
If said rigidity ratio kappa S, i in all of the layers is 1 or less, damage to the described maximum value of the rigidity ratio kappa S, i to claim 3, characterized in that said threshold value d S How to estimate the location.
ピーク振動数fpに2πと1次固有円振動数ωS-1の逆数とを乗じて得た値を前記調整係数CSとすることを特徴とする請求項3または請求項4に記載の損傷箇所の推定方法。 5. The adjustment coefficient C S is a value obtained by multiplying the peak frequency f p by 2π and the reciprocal of the primary natural circular frequency ω S−1 , as the adjustment coefficient C S. How to estimate the damage location.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101439907B1 (en) 2014-03-03 2014-09-12 건양대학교산학협력단 Integrated wireless control system and method for vibration control of structure
JP2015001483A (en) * 2013-06-17 2015-01-05 清水建設株式会社 Soundness confirmation method of building
WO2016159188A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 公立大学法人名古屋市立大学 Method of identifying layer stiffness of building and device therefor
JP2018062829A (en) * 2016-10-14 2018-04-19 旭化成ホームズ株式会社 Damage degree determination device and damage degree determination system
JP2019113506A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 戸田建設株式会社 Estimation method of structure characteristic period, determination method of structure earthquake resistance, estimation system of structure characteristic period, and determination system of structure earthquake resistance
CN110174280A (en) * 2019-05-26 2019-08-27 交通运输部公路科学研究所 A method of calibrating telescopic device calibration system
JP2021021269A (en) * 2019-07-29 2021-02-18 株式会社竹中工務店 Foundation part damage estimation device and foundation part damage estimation program

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09105665A (en) * 1995-07-27 1997-04-22 Railway Technical Res Inst Method and apparatus for judging earthquake damage risk of structure
JP2003344213A (en) * 2002-05-24 2003-12-03 Building Research Institute Device and method for evaluating aseismatic performance of building
JP2009020056A (en) * 2007-07-13 2009-01-29 Univ Of Tsukuba Apparatus and method of determining degree of damage of building
JP2010261754A (en) * 2009-04-30 2010-11-18 Central Res Inst Of Electric Power Ind Soundness diagnosis method of building based on microtremor measurement, diagnosis apparatus, and diagnosis program

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09105665A (en) * 1995-07-27 1997-04-22 Railway Technical Res Inst Method and apparatus for judging earthquake damage risk of structure
JP2003344213A (en) * 2002-05-24 2003-12-03 Building Research Institute Device and method for evaluating aseismatic performance of building
JP2009020056A (en) * 2007-07-13 2009-01-29 Univ Of Tsukuba Apparatus and method of determining degree of damage of building
JP2010261754A (en) * 2009-04-30 2010-11-18 Central Res Inst Of Electric Power Ind Soundness diagnosis method of building based on microtremor measurement, diagnosis apparatus, and diagnosis program

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015001483A (en) * 2013-06-17 2015-01-05 清水建設株式会社 Soundness confirmation method of building
KR101439907B1 (en) 2014-03-03 2014-09-12 건양대학교산학협력단 Integrated wireless control system and method for vibration control of structure
WO2016159188A1 (en) * 2015-03-31 2016-10-06 公立大学法人名古屋市立大学 Method of identifying layer stiffness of building and device therefor
JP2016194514A (en) * 2015-03-31 2016-11-17 公立大学法人名古屋市立大学 Method and device for identifying layer rigidity of architectural structure
JP2018062829A (en) * 2016-10-14 2018-04-19 旭化成ホームズ株式会社 Damage degree determination device and damage degree determination system
JP6991703B2 (en) 2016-10-14 2022-01-12 旭化成ホームズ株式会社 Damage degree judgment device and damage degree judgment system
JP2019113506A (en) * 2017-12-26 2019-07-11 戸田建設株式会社 Estimation method of structure characteristic period, determination method of structure earthquake resistance, estimation system of structure characteristic period, and determination system of structure earthquake resistance
CN110174280A (en) * 2019-05-26 2019-08-27 交通运输部公路科学研究所 A method of calibrating telescopic device calibration system
JP2021021269A (en) * 2019-07-29 2021-02-18 株式会社竹中工務店 Foundation part damage estimation device and foundation part damage estimation program
JP7283661B2 (en) 2019-07-29 2023-05-30 株式会社竹中工務店 Foundation damage estimation device and foundation damage estimation program

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