JP2014129688A - 既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法・装置・プログラム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 既存木造住宅のフラジリティ曲線を作成する方法である。対象建物につき計測した常時微動から前記建物が持つベースシア係数または降伏点耐力を演算する。このベースシア係数または降伏点耐力、耐用年数、および劣化の進行程度を示す健全度を用いて、前記対象建物を、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化する。この建物モデルより得られる前記所定の損傷状態となるときの変形角の値、および前記ベースシア係数または降伏点耐力を用いて対象建物のフラジリティ曲線を作成する。
【選択図】 図1
Description
耐震性能を評価する既往研究として、(1)常時微動の計測値から耐震性を評価する技術や、(2)耐久性,健全度から変形性能を評価する技術についての研究が成されている。
この発明の他の目的は、対象建物の被害予測を簡単にかつ精度良く行うことができる既存木造住宅の耐震性能評価方法を提案することである。
この発明の他の目的は、高度な知識を有する専門技術者によらなくても、簡単にかつ迅速に、適切な耐震性の評価、被害予測、および改善提案を行うことができる既存木造住宅の耐震性総合評価方法を提案することである。
このベースシア係数または降伏点耐力、耐用年数、および劣化の進行程度を示す健全度を用いて、前記対象建物を、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化し、
この建物モデルより得られる前記所定の損傷状態となるときの変形角の値、および前記ベースシア係数または降伏点耐力を用いて前記対象建物のフラジリティ曲線を作成する、ことを特徴とする。前記所定の複数段階の各損傷状態は、例えば全壊状態および半壊状態とする。
なお、ベースシア係数は、建物基礎部における層せん断力係数を言い、建物全体の振動性状、あるいは設計上の耐震性能などを示す値と見ることができる。前記層せん断力係数は、任意階に生じる水平せん断力の最大値を前記任意階より上の全重量で割った係数である。
前記耐用年数は、簡易耐久性診断により求めた耐用年数を用いても良い。また、前記健全度は、アンケート形式等の簡易劣化診断による健全度を用いても良い。
また、この対象建物の基本的な性状,性能を示すベースシア係数または降伏点耐力に加えて、耐用年数、および健全度を用いて建物モデルを作成するため、精度の良い建物モデルが作成できる。前記耐用年数および健全度は、前述のように簡易耐久性診断による耐用年数や、簡易劣化診断による健全度を用いても良く、その場合、簡単に求めることができる。
前記建物モデルは、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値を持つモデルである。そのため、フラジリティ曲線を作成するときに必要となる中央値および標準偏差が、前記建物モデルの持つ前記ベースシア係数または降伏点耐力と、前記複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値とから得られ、前記建物モデルからフラジリティ曲線を簡単に作成することができる。
これらのため、既存木造住宅につき、常時微動計測と簡易なアンケート形式等による調査により即時にフラジリティ曲線を作成できる。また、常時微動計測による耐震性評価結果に、耐久性、健全度を踏まえた変形性評価結果を併せた建物モデルを作成でき、そのため精度の良いフラジリティ曲線を作成することができ、実用レベルのフラジリティ曲線の作成方法となる。
上記の建物構造に関して定められた項目の値は、例えば、対象建物の等価高さHeと、有効質量比を含む剛性低減率α′等である。
具体例を上げると、ベースシア係数Cyを次式によって求める。
式で示すと、
(耐用年数)=(基本耐用年数)×(地域係数)×(構法係数)×(間取り係数)
となる。
この場合に、
前記間取係数は、水廻り部分とその他の部分に対してそれぞれ基準の係数を定めておいて、全体の床面積に対する水廻り面積の割合およびその他面積の割合を、それぞれ対応する前記基準の係数に乗算して求め、これらの乗算結果を加算した値としても良い。
式で示すと、
(間取り係数)=(水廻りに対する基準の係数)×(水廻り面積の割合)+(その他の部分に対する基準の係数)×(その他面積の割合)、
である。
間取りから定まる係数は、延べ床面積や、水廻り部分の割合等である。延べ床面積が大きい程、耐用年数が長くなる傾向になる。また、水廻り部分は、水分を多く含む環境下にあるため、建物の他の部分に比べて耐用年数が短くなる。そのため、水廻り面積の割合およびその他面積の割合を、それぞれ対応する前記基準の係数に乗算して求め、これらの乗算結果を加算した値を間取りから定まる係数として定めることで、耐用年数の評価の精度向上につながる。
この劣化の状況である健全度は、建物の劣化の要因毎に該当するか否かを示すチェック項目を定め、これら複数のチェック項目のチェック結果から、定められた規則によって評価点を求めることで、容易に適切な値と係数を定めることができる。
この方法によると、この発明のフラジリティ曲線の作成方法を用いるため、対象建物の被害予測を簡単にかつ精度良く求めることができる。
既存木造住宅からなる対象建物の耐震性診断を、コンピュータを用いて総合的に行う既評価方法であって、
前記対象建物の常時微動の計測データと、前記対象建物についての建物構造、設置地域、および劣化に影響する各要因のアンケート形式によるデータとを入力する入力過程と、
これらの入力データを解析して、耐震性の評価、被害予測、および改善提案の結果を得る解析過程と、
この解析過程で得た前記結果を報告データとして纏めて出力する出力過程とを含み、
この発明の上記いずれかの既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法を用いることを特徴とする。
前記対象建物(1)につき計測した常時微動のデータから所定の演算規則によって建物(1)の耐震性を示すベースシア係数を演算するベースシア係数演算手段(28)と、
前記設置地域から定まる係数、構法から定まる係数、および間取りから定まる係数を
入力された前記対象建物の設置地域、構法、および間取りの情報からそれぞれ所定の演算式によって演算し、設定された木造住宅の基本耐用年数に、前記設置地域から定まる係数、構法から定まる係数、および前記間取りから定まる係数を乗じて耐用年数を求める耐用年数演算手段(29)と、
建物の劣化の要因毎に該当するか否かを示す定められたチェック項目についてのチェック結果の入力から、定められた規則によって評価点を求めてその評価点を、劣化の進行程度を示す健全度として出力する健全度演算手段(30)と、
前記各手段でそれぞれ演算されたベースシア係数、耐用年数、および劣化の進行程度を示す健全度を用いて、前記対象建物を、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化し、この建物モデルより得られる前記所定の損傷状態となるときの変形角の値、および前記ベースシア係数または降伏点耐力を用いて前記対象建物のフラジリティ曲線を作成するフラジリティ曲線作成手段(31)とを有することを特徴とする。
前記対象建物につき計測した常時微動のデータから所定の演算規則によって前記建物の耐震性を示すベースシア係数を演算するベースシア係数演算手順(T1)と、
入力された間取り、構法、および前記対象建物の設置地域の情報から、間取りから定まる係数、構法から定まる係数、および前記設置地域から定まる係数を所定の演算式によって演算し、設定された木造住宅の基本耐用年数に、前記間取りから定まる係数、構法から定まる係数、および前記設置地域から定まる係数を乗じて耐用年数を求める耐用年数演算手順(T1)と、
建物の劣化の要因毎に該当するか否かを示す定められたチェック項目についてのチェック結果の入力から、定められた規則によって評価点を求めてその評価点を、劣化の進行程度を示す健全度として出力する健全度演算手順(T3)と、
前記各手段でそれぞれ演算されたベースシア係数、耐用年数、および劣化の進行程度を示す健全度を用いて、前記対象建物を、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化し、この建物モデルより得られる前記所定の損傷状態となるときの変形角の値、および前記ベースシア係数または降伏点耐力を用いて前記対象建物のフラジリティ曲線を作成するフラジリティ曲線作成手順(T4)とを有する。
この発明の既存木造住宅の耐震性総合評価方法によると、高度な知識を有する専門技術者によらなくても、簡単にかつ迅速に、適切な耐震性の評価、被害予測、および改善提案を行うことができる。
建物情報としては、築年数、増改築の有無、屋根葺材の種類、屋根の形式、外壁面材の種類、延べ床面積、1階の軒の出、基礎の換気口の配置箇所を入力する。入力形式は、例えば入力ボックスにメニューを表示させ、そのメニューから該当する事項を選択する形式とされる。延べ床面積については、知っているかいないを選択する選択入力を行い、知っている場合は、その面積を入力する。
間取り情報としては、1階部および2階部につき、居室、台所、風呂、洗面所、トイレの部屋数を入力する。
入力させる不具合の種類は、例えば次の各事項(1) 〜(8) であり、図43にも同内容を示した。
(1) 痛んだところはない。または、その都度補修している。
(2) 屋根の棟や軒先の線が波打っている。
(3) 床が傾いている。大きな床鳴りがある。
(4) 柱や壁が傾いている。建具の立付けが悪い。
(5) 外壁仕上げに大きなひび割れが複数生じている。
(6) 部が腐ったり、シロアリに食われている。
(7) 梅雨時期に羽アリの集団を見た。
(8) よく分からない。
評価の表現は、各項目に固有の単位による表現(確率、割合、年数、ポイント等)によるほか、それぞれの単位表現を一定の範囲で区分したレベル数字、もしくはマークの数、グラフにより直感的に把握できる方法とする。
総合的な評価をチャートで表現し、チャートの縦軸は地震に対する安心度を表し、横軸は総合的な健康度を表す。
なお、それぞれの評価項目の結果の根拠となる説明、計算方法については確認することができるようにする。
上記各評価結果に対応した改修提案情報として、改修の概算費用、改修による被害低減効果、改修技術情報、耐震グッズ情報、将来のメンテナンスサイクルを考慮した発生費用(LCC)も表示可能とする。
なお、地震危険度と耐震性能を含む評価を組み合わせたものを総合的な評価値(危険耐力比率)として求め、出力画面や報告書に出力しても良い。また、耐久性評価点と健康度評価点を組合せて、長持ち度として求め、出力画面や報告書に出力しても良い。
この耐震性総合評価方法では、前述のように入力画面で入力された対象建物1の所在(住所)に関する入力情報I1、建物情報I2、間取り情報I3、不具合情報T4、および常時微動データI5を用い、解析により、評価結果および提案結果として、地震発生確率(A1)、耐久性評価(A2)、耐震性評価(A3)、劣化評価(A4)、全壊・半壊確率の評価(A5)、被害低減効果の提案(A5)、壁の補強費用提示(A6)、屋根補強費用提示(A7)、劣化補修費用提示(A8)について求める。このように求めた評価結果および提案結果を前述のように画面に表示する。
上記の診断、提案のうち、全壊・半壊確率の評価(A4)および被害低減効果の提案(A5)のための解析過程ではフラジリティ曲線を作成し(S19)、また耐久性評価(A3)および壁の補強費用提示(A6)のために評点(換算値)の算出(S10)を行うが、これらフラジリティ曲線の作成および評点の算出については、図15〜図22による概要説明の後に、具体的に説明する。
これらの取得した補正係数x1,x2、固有振動数f0を用いて、評点(換算値)を求め、対象建物1の強さを評価する。
入力された住所のデータI1から地域区分とその地域区分における年平均気温に関する係数を取得する。建物情報I2における外壁面材の種類から、外壁に関する係数を取得し、1階の軒種類(軒の出)から軒に関する係数を取得する。建物情報I2における換気口の配置情報である基礎換気のし易さから、換気口に関する係数を取得する。間取りの情報I3から、建物の水廻り面積とその他面積の割合を算出する。
この取得した年平均、外壁、軒、換気口に関する係数と、水廻り面積の割合とから解析して、定められた式により耐用年数を算出する。
この算出した耐用年数と入力された築年数とから、建物の寿命を評価する。寿命=耐用年数−築年数である。
上記評価規則は、例えばポイント等で求めるようにする。具体例を示すと、所定のチェック項目(1)のみにチェックが入っている場合は、○○点(例えば95Pt)とし、他のチェック項目(5)のみにチェックが入っている場合は、○○点(例えば80Pt)とし、また他のチェック項目(6)にチェックが入っている場合は、○○点(例えば5Pt)とするように定めた規則である。このように求めた健康度評価点から建物の健康度を評価する。
このように取得した、年平均気温・地域区分の係数、外壁、軒、換気口に関する係数、劣化係数、および水廻り面積とその他面積の割合から、解析を行って変形性能、すなわち対象建物1が全壊となる変形角および半壊となる変形角を推定する。
一方、対象建物1の常時微動のデータを解析して降伏点耐力またはベースシア係数を推定する。
評点Is′が1.0未満の場合は、延べ床面積から、評点Is′を1.0にするために必要な耐力を算出し、耐震壁の補強枚数を決定する。前記耐力の算出に用いる延べ床面積は、延べ床面積が入力されている場合はその面積の値を用い、延べ床面積が入力されていないときは、間取り情報I3から延べ床面積の推定値を求め、その推定値を用いる。
この後、改修後の屋根材を選択し、選択された屋根材と前記解析で求められた各値とを用いて、屋根の補強費用を求め、提示する。
入力された不具合情報I4より、「外壁仕上に大きなひび割れを複数生じている」とある事項が選択された場合は、所定の解析Aにより、外壁ひび割れ補修費用を求めて結果を表示する。
「木部が腐ったり、シロアリに食われている」とある事項が選択されている場合は、他の解析Bにより、白蟻対策費用を求めて結果を表示する。
「外壁仕上に大きなひび割れを複数生じている」とある事項が選択され、かつ「木部が腐ったり、シロアリに食われている」とある事項が選択されている場合は、前記解析Aと解析Bの両方を行い、外壁ひび割れ補修費用と白蟻対策必要とを表示する。
「外壁仕上に大きなひび割れを複数生じている」とある事項、および「木部が腐ったり、シロアリに食われている」とある事項のいずれも選択されていない場合は、劣化補修に関しての補修は不要と判定する。
評点を算出する入力としては、対象建物の2階と地盤の2箇所でそれぞれ加速度センサー等のセンサー3により計測した常時微動のデータと、建物情報の入力画面G2(STEP2)で入力された建物情報、および不具合情報入力画面G4(STEP4)で入力されたアンケート形式による劣化調査の結果である。
〔個々の建物の情報により定める数〕
f0:固有振動数 [Hz]
x1:接合部の形式に対する補正係数(=0.6〜1.0)
x2:劣化調査による補正係数(=0.7〜1.0)
He:等価高さ[m]
Z:地震地域係数(=0.7〜1.0)
〔個々の建物に依存しない定数〕
Ry:層間変形角(1/150)
Rt:振動特性係数(1.0と仮定する)
C0:層せん断係数
g:重力の加速度 [9.8m/ s2]
α′:有効質量比を含む剛性低減率(0.05〜1.15)
B:他の補正係数(0.5〜1.0)
(1) 理論式と実測値による式とし、精度向上を図る。
(2) 精密耐震診断評点と整合させる。
(3) 簡易な建物情報で評価を可能とする。
対象建物の躯体構成部材の接合部の形式に対する補正係数x1と、前記対象建物1のアンケート形式による劣化調査による補正係数x2とを、前記の求められた評点の基本値に考慮して前記耐震診断の評点を算出するという手法を実現する式である。
なお、前述の1次モードで振動していると仮定して耐力を求めるにつき、常時微動による固有振動数は対象建物の等価剛性と関係があると仮定する。
この耐震性能評価式は、いわば、精密診断による耐震診断である考え方(1) と、質点モデルによる限界耐力計算である考え方(2) とを融合させた式である。
Qr:建物の保有耐力 [kN]
Qd:建物の必要耐力 [kN]
Pw:保有耐力 [kN]
Fs:剛性率による低下係数(0.5〜1.0)
Fe:偏心率と床仕様による低減係数(0.4〜1.0)
R1:振動特性係数
Z:地震地域係数
Ai:層せん断力係数
Co:標準せん断力係数
Wi:支持荷重 [kN]
PW0:壁等の基準耐力 [kN]
L:有効長さ [m] (=長さ×3.1÷開口幅)
Ko:開口低減係数
Cf:接合部低減係数(0.6〜1.0)
※基礎仕様、壁基準耐力、接合部仕様による
Cdw:劣化低減係数(0.6〜1.0)
※壁基準耐力、劣化度合いによる
しかし、この考え方(2)は、固有振動数のみで耐力を求めており、接合部や劣化等が評価に含まれておらず、精度が悪い。
補正係数x1は、接合部による補正係数であり、ここでは建築年度により区分して設定された値を用いる。例えば、
1980年>建築年、である場合は、x1=0.6〜1.0とし、
1981≦建築年<2000である場合は、x1=0.6+(建築年−1981)×0.4/19
とし、
建築年≦2000年である場合は、x1=1.0とする。
・ステップ1では固有振動数f0から評点Is′の基準値を求める基本式を作成する。
Is′≒A・f0 2
Is′≒A・f0 2×x1
・ステップ3で、さらに劣化に対する補正係数x2を付加した式を作成する。
Is′≒A・f0 2 ×x1×x2
・ステップ4で、さらに試験結果に対する補正係数Bを付加した式を作成する。
これにより、前述の簡易耐震評価算出式(1)となる。
1980年>建築年、である場合は、x1=0.6〜1.0とし、
1981≦建築年<2000である場合は、x1=0.6+(建築年−1981)×0.4/19
建築年≦2000年である場合は、x1=1.0とする。
なおここでは、1981年および2000年で法改正がなされているため、この前後で接合部仕様が変化していると推測して係数を決定している。
この簡易耐震評価算出式(1)による評点Is′の精密耐震評点Isに対する比率を求めたところ、最大1.42、最小0.38であった。
論文として発表されている他の各既往研究A,B,Cでは、それぞれ、
既往研究A:最大3.46、最小0.71、
既往研究B:最大4.00、最小0.88、
既往研究C:最大1.13、最小0.24、
であり、他の算出式と比較して、バランス良く評価できており、精度が良いことが確認できた。
x2:0.6→1.0に向上させたとする。この場合、
Is′:0.5→0.5×1.0/0.6→0.8、となる。
すなわち、補強前は、評点Is′=0.5であった建物が、補強によって評点Is′=0.8に向上する。
評点Is′=0.5の建物に耐力壁1枚(基準耐力3kN)を補強するときの評価予測である。
補強前は、Qr=50kN(式の逆算により求める。ただし、建物の総重量が必要)であったところ、補強により、Qr=53kNとなる(式に代入して、補強後の固有振動数f0および評点Is′を予測)。
この場合、補強前は評点Is′=0.5であったところが、補強により評点Is′=0.7に向上することが計算できる。
・少量の建物情報のみで(例えば、図23に示す入力画面G2,G4に入力する情報のみで)、耐震診断評点の換算値を算出できる。
・専門的な知識がなくても、劣化に関してアンケートにチェックを付すだけで、耐震診断評点の換算値を算出できる。例えば、顧客へのヒアリングのみでも可能である。
図7の簡易耐震診断評点の算出プログラム16は、図10に流れ図を示すように、入力処理手順R0、評点算出手順R1、および出力処理手順R2からなる。評点算出手順R1は、前記簡易耐震評価算出式(1)によって評点Is′を算出する手順である。入力処理手順R0は、前記入力処理手段19につき説明した処理を行う手順である。
フラジリティ曲線は、入力地震動に対して、建物がある損傷状態となる確率を表したものであり、図36に示すような対数正規分布で表される場合が多い。同図は、全壊となる場合の確率分布と半壊となる場合の確率分布をそれぞれ示す2本のフラジリティ曲線を示す。フラジリティ曲線は、図37に示すような0−1関数と異なり、ある損傷状態となる確率を表すため、その損傷状態となる可能性を詳しく知ることができる。
フラジリティ曲線を対数正規分布関数Φで示す場合、次式(2)で示される。
g:重力加速度(=9.8m/s2 )
He:等価高さ(=例えば4.5m)
Cy:ベースシア係数←(常時微動計測から求める)
μ:有効質量比(=0.9)
Fh:加速度応答スペクトルの低減率(=1.5/(1+10h))
減衰:h=γ(1−1/√(Rm(τ)/Ry))
係数:γ=0.2
降伏変形角:Ry=1/120
Rm(τ):ある損傷状態となる最大応答角の中央値
←(耐久性・劣化チェック項目から求める)
ζR:最大応答変形角に対する損傷のばらつき(=0.4)
上記変数Rm(τ)は、築τ年の建物において、損傷確率が50%となる最大応答角であり、フラジリティ曲線の中央値を決めるパラメータとなる。既往研究により、経年劣化曲線は、次式で示されることが分かっている。
Rm(τ)=Rmo・d(τ)
d(τ)= max [exp(-ln)(0.5)・( τ/ ( τ0 ))2 ),0.5]
Rmo:新築時の最大応答変形角
この提案の既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法では、上記のRmの経年劣化、および経年劣化曲線の再評価を行ってフラジリティ曲線を作成する。
まず、前記対象建物1につき計測した常時微動から所定の演算規則によって前記建物の耐震性を示すベースシア係数Cyまたは降伏点耐力Qを演算する。
このベースシア係数Cyまたは降伏点耐力Q、耐用年数、および健全度を用いて、前記対象建物1を、図34に示す荷重と変形角との関係で表されかつ所定の損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化する。この建物モデルは、対象建物1を1質点系と見なして示すモデルであり、同図に示すように、ある変形角(図示の例では1/120 rad)になるまでは、ベースシア係数Cyまたは降伏点耐力Qに変形角が比例するが、前記のある変形角以上では、ベースシア係数Cyまたは降伏点耐力Qが一定で、変形のみが進むグラフとなる。なお、木造軸組み住宅が降伏状態になる変形角は一般的に1/120とされており、この値を用いた。前記健全度は劣化の進行程度である。前記所定の損傷状態は、ここでは全壊および半壊であり、全壊および半壊となるときの変形角Rmを持つ建物モデルとする。
また、この対象建物1の基本的な性状,性能を示すベースシア係数Cyまたは降伏点耐力Qに加えて、耐用年数、および健全度を用いて建物モデルを作成するため、より一層精度の良い建物モデルが作成できる。前記耐用年数および健全度は、簡易耐久性診断による耐用年数や、簡易劣化診断による健全度を用いることができ、これにより簡単に求めることができる。
前記建物モデルは、荷重と変形角との関係で表されかつ全壊状態および半壊状態となるときの変形角の中央値Rm(全壊),Rm(半壊)を持つモデルであり、フラジリティ曲線は前述のように変形角の中央値Rmと標準偏差ζによって定まるため、この建物モデルからフラジリティ曲線を簡単に作成することができる。標準偏差ζは、前記2つの中央値Rmから求まる。
上記の建物構造に関して定められた項目の値は、例えば、対象建物の等価高さHeと、有効質量比を含む剛性低減率α′等である。
具体例を上げると、ベースシア係数Cyを前述の式(3)次式によって求める。
このように、ベースシア係数Cyを、常時微動から求まる固有振動数の二乗値に、建物構造に関して定められた項目の値を乗算して求めるようにすることで、精度良くベースシア係数を求めることができる。
すなわち、耐用年数=(基本耐用年数)×(間取り係数D2)×(構法係数B2)×地域係数((D11+D12)/2)としても良い。
基本耐用年数を30とすると、
耐用年数=30・D2・B2・(D11+D12)/2
となる。
具体例を挙げると、間取りから定まる係数D2は、水廻り部分とその他の部分に対してそれぞれ基準の係数を定めておいて、全体の床面積に対する水廻り面積の割合およびその他面積の割合を、それぞれ対応する前記基準の係数に乗算して求め、これらの乗算結果を加算した値とする。
数値例で示すと、その他の部分の基準の係数を1.5、水廻り部分の基準の係数を0.5、としたときに、その他面積の割合が86%、水廻り面積の割合が14%であり、有効数字を2桁で示すとすると、
D2=1.5×0.86+0.5×0.14=1.36≒1.4
となる。
この簡易算定方法は、居室、台所、風呂、洗面所、トイル等の部屋種類毎に基準面積を適宜に設定しておき、その部屋種類毎の基準面積と対応する部屋数を掛けた値を、部屋種類の全てについて加算する方法である。また、これと同様に、部屋種類毎に基準面積とその部屋数とから、水廻り面積の割合を求める。
次式は、間取りから水廻り面積の割合の割合を求める式の例である。
B2=(1.2+(−0.1)+1.3)/2=1.2
となる。
耐用年数=30(年)・D2・B2・(D11+D12)/2
=30×1.4×((1.2+(−0.1))+1.3)/2
=42年
前記健全度を評価点で定める場合、評点Is′の求め方につき前述した健全度を用いても良い。
また、フラジリティ曲線の作成に用いる健全度は、図43のチェック項目のチェック内容に応じて図44に示す値とする。チェックされた事項に対して、前記評点Is′を求める場合の劣化係数とフラジリティ曲線を求める場合の健全度とは、別の値を定めても良い。
この方法によると、前記のフラジリティ曲線の作成方法を用いるため、対象建物の被害予測を簡単にかつ精度良く求めることができる。例えば、フラジリティ曲線に震度の値を与えると、その震度における損傷確率が得られ、上記フラジリティ曲線によると、その震度における建物全壊となる損傷確率および半壊となる損傷確率が求まる。
図15と共に前述したように、対象建物1の設置場所における震度5弱〜6強の発生確率を求め、その震度における建物全壊となる損傷確率および半壊となる損傷確率と併せて評価することで、地震損失期待値が得られる。
前記対象建物の常時微動の計測データと、前記対象建物についての建物構造、劣化に影響する要因、および設置地域アンケート形式によるデータとを入力する入力過程と、これらの入力データを解析して、耐震性の評価、被害予測、および改善提案の結果を得る解析過程と、この解析過程で得た前記結果を報告データとして纏めて出力する出力過程とを備え、
上記の既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法を用いる。
図7のフラジリティ曲線作成プログラム17は、図11に流れ図を示すように、入力処理手順T0、ベースシア係数演算手順T1、耐用年数演算手順T2、健全度演算手順T3、フラジリティ曲線作成手順T5、および出力処理手順T5を含む。
入力処理手順T0は、前述のように入力画面(図12)を表示して入力させ、入力された事項を所定の記憶エリアに記憶する手順である。
出力処理手順T5は、フラジリティ曲線作成手順T5で作成されたフラジリティ曲線を、後の演算等のために所定の記憶領域に記憶させる手順である。出力処理手順T5には、前述の全壊・半壊確率の評価(A5a)および被害低減効果の提案(A5b)を行う手順を含んでいても良い。
耐用年数演算手順T2では、入力された間取り、構法、および前記対象建物の設置地域の情報から、間取りから定まる係数、構法から定まる係数、および前記設置地域から定まる係数を前記の所定の演算式(3)によって演算し、設定された木造住宅の基本耐用年数に、前記間取りから定まる係数、構法から定まる係数、および前記設置地域から定まる係数を乗じて耐用年数を求める。
入力処理手段19および出力処理手段21は、それぞれフラジリティ曲線作成プログラム17の入力処理手順T0および出力処理手順T5を実行する手順である。
・簡単な入力と操作により、調査から結果表示までの耐震性能評価が、短時間で精度良く行える。
・センサー3による常時微動測定と居住者に対する簡単なヒアリング内容の入力からプログラム処理により結果を求めるため、操作者の判断による差が小さく、再現性の高い結果が得られる。
・常時微動測定データと、ヒアリングデータ(住所、建物の構造・仕様、間取り情報、劣化情報、ライフスタイル情報)から、総合的に耐震性能を評価できる。
・特に、常時微動測定データと上記ヒアリングデータから、耐震診断評点を推定でき、さらに、固有振動数も算出し結果を表示できることから、建物に傷をつけることなく、耐震診断の評点を精度良く求めることができ、また精密耐震診断の評点と整合させることができる。
・耐震性に関連する複数の項目がチャートで表示されるため、総合的な理解・判断しやすい。
・総合評価のチャートの縦軸は地震に対する安心度を表し、横軸は総合的な健康度を表すため、総合的な理解・判断しやすい。
・ライフスタイル情報の選択年数を変えることで、ライフスタイル情報の年数にあった地震動発生確率が確認できる。
・地震発生確率を地震起こり難さとして、マークの数で表示する。このため地震発生確率が分かりやすい
・建物の強さをマークの数で表示するため、建物の強さが分かり易い。
・健康度(劣化度)をマークの数で表示するため、分かり易い。
・ヒアリングデータ(住所、建物の構造・仕様、間取り情報)から、耐久性を耐久性評価点としてポイントで評価するため、耐久性が簡単にかつ適切に求まり、また示された耐久性が分かり易い。
・寿命をマークの数で表現し、耐用年数を表示するため、寿命が分かり易い。。
・間取り情報から、床面積・屋根面積・外周長さ・外壁足場面積・仮囲い長さを推定し、その推定した各種面積等を用いて、改修概算費用を表示するため、床面積が不明の場合であっても床面積が簡単にかつ適切に求まり、改修概算費用が求められる。
・現状の建物の被害予測と地震対策実施後(屋根の軽量化・壁の補強・劣化補修)の被害予想を表示するため、対策の選択や補修の予定が行い易い。
・今後の使用年数に合わせて、現状・補強・補強+補修を行った場合のLCC評価を行い、最適な補修・補強方法を表示するため、対策の選択や補修の予定がより一層行い易くなる。
・評価結果はサーバへ送信されるため、プログラムの修正等への活用が可能となる。
・耐震改修方法の説明、耐震アイテムの情報が表示できるため、耐震手法についての知識習得もできる。
・地震リスクを考慮した耐震性能評価指標により、その地域に対応した最適な耐震性能レベルが分かる。
・耐久性評価点と健康度評価点を用いて長持ち度を示す場合は、精度の良い長持ち度がわかる。
・評価に基づく改修方法とその概算費用、耐震性向上度合いが表示されるため、改修実施へ向けた検討がしやすい。
・評価項目は立地上の地震危険度、耐震性能の推定値、耐用年数、劣化度に関する項目とし、それぞれ地震起こり難さ、地震に対する強さ、寿命、健康度と表現する。地震リスクが総合的に分かる。
2…情報処理装置
2A…耐震性総合評価装置
3…センサー
4…処理装置本体
5…入力機器
6…出力機器
6a…画像表示装置
13…総合評価プログラム
14…微動計測・固有振動数演算プログラム
15…メイン解析プログラム
16…簡易耐震診断評点の算出プログラム
17…フラジリティ曲線作成プログラム
19…入力処理手段
20…総合評価手段
21…出力処理手段
2Aa…簡易耐震診断評点算出装置
2Ab…フラジリティ曲線作成装置
23…主解析手段
25…評点算出部(評点算出手段)
26…フラジリティ曲線作成部
28…ベースシア係数演算手段
29…耐用年数演算手段
30…健全度演算手段
31…フラジリティ曲線作成手段
Claims (8)
- 既存木造住宅からなる耐震性診断の対象建物のフラジリティ曲線を作成する方法であって、
前記対象建物につき計測した常時微動から所定の演算規則によって前記建物の耐震性を示すベースシア係数または降伏点耐力を演算し、
このベースシア係数または降伏点耐力、耐用年数、および劣化の進行程度を示す健全度を用いて、前記対象建物を、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化し、
この建物モデルより得られる前記所定の損傷状態となるときの変形角の値、および前記ベースシア係数または降伏点耐力を用いて前記対象建物のフラジリティ曲線を作成する、ことを特徴とする既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法。 - 請求項1に記載の既存木造住宅のフラジリティ曲線の作成方法において、前記ベースシア係数または降伏点耐力のうち、ベースシア係数を求めるものとし、このベースシア係数は、前記対象建物につき計測した前記常時微動から前記対象建物の固有振動数を求め、この固有振動数の二乗値に、建物構造に関して定められた項目の値を乗算して求める既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法。
- 請求項1または請求項2に記載の既存木造住宅のフラジリティ曲線の作成方法において、前記耐用年数は、木造住宅の基本耐用年数に、前記対象建物の設置地域から定まる係数、構法から定まる係数、および間取りから定まる係数を乗じて求め、
前記間取りから定まる係数は、水廻り部分とその他の部分に対してそれぞれ基準の係数を定めておいて、全体の床面積に対する水廻り面積の割合およびその他面積の割合を、それぞれ対応する前記基準の係数に乗算して求め、これらの乗算結果を加算した値とする既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法。 - 請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の既存木造住宅のフラジリティ曲線の作成方法において、前記健全度は、建物の劣化の要因毎に該当するか否かを示すチェック項目を定め、これら複数のチェック項目のチェック結果から、定められた規則によって評価点を求めてその評価点を前記健全度とする既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の既存木造住宅のフラジリティ曲線の作成方法で作成したフラジリティ曲線を用いて前記対象建物の被害予測を行う既存木造住宅の耐震性能評価方法。
- 既存木造住宅からなる対象建物の耐震性診断を、コンピュータを用いて行う既存木造住宅の耐震性総合評価方法であって、
前記対象建物の常時微動の計測データと、前記対象建物についての建物構造、設置地域、および劣化に影響する各要因のアンケート形式によるデータとを入力する入力過程と、
これらの入力データを解析して、耐震性の評価、被害予測、および改善提案の結果を得る解析過程と、
この解析過程で得た前記結果を報告データとして纏めて出力する出力過程とを含み、
前記解析過程で請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の既存木造住宅のフラジリティ曲線作成方法を用いる既存木造住宅の耐震性総合評価方法。 - 既存木造住宅からなる耐震性診断の対象建物のフラジリティ曲線を作成する装置であって、
前記対象建物につき計測した常時微動のデータから所定の演算規則によって前記建物の耐震性を示すベースシア係数を演算するベースシア係数演算手段と、
前記設置地域から定まる係数、構法から定まる係数、および間取りから定まる係数を、
入力された前記対象建物の設置地域、構法、および間取りの情報からそれぞれ所定の演算式によって演算し、設定された木造住宅の基本耐用年数に、前記設置地域から定まる係数、構法から定まる係数、および前記間取りから定まる係数を乗じて耐用年数を求める耐用年数演算手段と、
建物の劣化の要因毎に該当するか否かを示す定められたチェック項目についてのチェック結果の入力から、定められた規則によって評価点を求めてその評価点を、劣化の進行程度を示す健全度として出力する健全度演算手段と、
前記各手段でそれぞれ演算されたベースシア係数、耐用年数、および劣化の進行程度を示す健全度を用いて、前記対象建物を、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化し、この建物モデルより得られる前記所定の損傷状態となるときの変形角の値、および前記ベースシア係数または降伏点耐力を用いて前記対象建物のフラジリティ曲線を作成するフラジリティ曲線作成手段、
とを有することを特徴とする既存木造住宅のフラジリティ曲線作成装置。 - コンピュータで実行可能であり、既存木造住宅からなる耐震性診断の対象建物のフラジリティ曲線を作成するプログラムであって、
前記対象建物につき計測した常時微動のデータから所定の演算規則によって前記建物の耐震性を示すベースシア係数を演算するベースシア係数演算手順と、
前記設置地域から定まる係数、構法から定まる係数、および間取りから定まる係数を、
入力された前記対象建物の設置地域、構法、および間取りの情報からそれぞれ所定の演算式によって演算し、設定された木造住宅の基本耐用年数に、前記設置地域から定まる係数、構法から定まる係数、および前記間取りから定まる係数を乗じて耐用年数を求める耐用年数演算手順と、
建物の劣化の要因毎に該当するか否かを示す定められたチェック項目についてのチェック結果の入力から、定められた規則によって評価点を求めてその評価点を、劣化の進行程度を示す健全度として出力する健全度演算手順と、
前記各手段でそれぞれ演算されたベースシア係数、耐用年数、および劣化の進行程度を示す健全度を用いて、前記対象建物を、荷重と変形角との関係で表しかつ所定の複数段階の各損傷状態となるときの変形角の値を持つ建物モデルにモデル化し、この建物モデルより得られる前記所定の損傷状態となるときの変形角の値、および前記ベースシア係数または降伏点耐力を用いて前記対象建物のフラジリティ曲線を作成するフラジリティ曲線作成手順、
とを有することを特徴とする既存木造住宅のフラジリティ曲線作成プログラム。
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