JP2016075583A - System and method for confirming soundness of building - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地震後の建物の健全性を確認する建物健全性確認システム及び建物健全性確認方法に関する。 The present invention relates to a building soundness confirmation system and a building soundness confirmation method for confirming the soundness of a building after an earthquake.
建物にセンサを設置し、このセンサからの情報に基づいて建物の損傷、劣化の度合いを把握し、建物の損傷検知や健全性評価を行う構造ヘルスモニタリングが注目されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。特に、オフィスビルやマンション等の多層構造の建物においては、地震が発生した際に、その被災状況を早期に確認(把握)、判定することが求められる。 Attention has been focused on structural health monitoring in which a sensor is installed in a building, the degree of damage and deterioration of the building is grasped based on information from the sensor, and damage detection and soundness evaluation of the building are performed (for example, Patent Document 1). , See Patent Document 2). In particular, in a multi-layered building such as an office building or a condominium, when an earthquake occurs, it is required to confirm (understand) and determine the damage status at an early stage.
しかしながら、建物に多数のセンサを設置し、地震時の建物の各階(層)の応答、さらに建物全体の応答を把握することが好ましいが、現実的には経済性(コスト)などの制約から多数のセンサを設置することが難しい。
また、建物に多数のセンサを設置した場合、正確に建物の挙動を取得するためには、各センサからの応答情報を取得する際に、取得のタイミングの同期を取る必要がある。
有線で各センサから応答情報を取得する場合には、各センサから同時に地震振動の応答情報を取得するため、各センサを接続する配線の設備にコストがかかってしまう。
However, it is preferable to install a large number of sensors in the building and grasp the response of each floor (layer) of the building at the time of the earthquake, and further the response of the entire building. However, in reality, there are many due to constraints such as economy (cost). It is difficult to install the sensor.
In addition, when a large number of sensors are installed in a building, it is necessary to synchronize acquisition timing when acquiring response information from each sensor in order to accurately acquire the behavior of the building.
When response information is acquired from each sensor in a wired manner, earthquake vibration response information is acquired from each sensor at the same time, and thus the cost of the wiring equipment connecting each sensor is increased.
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、必要なセンサ数を低減させ、所定の階に設置したセンサで得られた建物の地震時応答情報に基づいて、従来より簡易にかつ高速に建物の健全性を確認することを可能にする建物健全性確認システム及び建物健全性確認方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation. The number of necessary sensors is reduced, and based on the response information at the time of earthquake of a building obtained by sensors installed on a predetermined floor, the present invention is simpler and An object of the present invention is to provide a building soundness confirmation system and a building soundness confirmation method that make it possible to confirm the soundness of a building at high speed.
上述した課題を解決するために、本発明の建物健全性確認システムは、多層構造の建物の健全性を確認する建物健全性確認システムであって、前記建物に入力される地震動を観測する観測層に配置された第1センサと、当該第1センサの位置から前記建物に印加された振動に対応した第1応答情報に基づき、必要せん断力係数スペクトルを生成する必要せん断力係数スペクトル生成部と、前記必要せん断力係数スペクトルにおいて、前記建物の固有周期に対応する必要せん断力係数を求め、当該必要せん断力係数と予め設定された所定の閾値とを比較して建物の健全性の判定を行う健全性判定部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, a building health confirmation system according to the present invention is a building health confirmation system for confirming the health of a multi-layered building, and is an observation layer for observing seismic motion input to the building. A required shear force coefficient spectrum generating unit that generates a required shear force coefficient spectrum based on first response information corresponding to vibration applied to the building from the position of the first sensor; In the necessary shear force coefficient spectrum, a necessary shear force coefficient corresponding to the natural period of the building is obtained, and the soundness of the building is determined by comparing the necessary shear force coefficient with a predetermined threshold value set in advance. And a sex determination unit.
本発明の建物健全性確認システムは、前記第1センサが、前記建物が立っている地盤から当該建物に対して印加される振動を検出できる位置に配置されていることを特徴とする。 The building health check system according to the present invention is characterized in that the first sensor is arranged at a position where vibration applied to the building can be detected from the ground on which the building stands.
本発明の建物健全性確認システムは、前記第1センサが、前記建物と当該建物が建設される地盤と間に、直接に前記地盤と接触する位置に設けられる構造体に配置されていることを特徴とする。 In the building soundness confirmation system according to the present invention, the first sensor is disposed in a structure provided at a position in direct contact with the ground between the building and the ground on which the building is constructed. Features.
本発明の建物健全性確認システムは、前記第1センサと異なる観測層に任意に設定され、前記建物の固有周期を求める第2応答情報を検出する第2センサがさらに設けられていることを特徴とする。 The building soundness confirmation system of the present invention is further provided with a second sensor that is arbitrarily set in an observation layer different from the first sensor and detects second response information for obtaining a natural period of the building. And
本発明の建物健全性確認システムは、前記第2センサが前記建物の頂部に設けられていることを特徴とする。 The building soundness confirmation system according to the present invention is characterized in that the second sensor is provided at the top of the building.
本発明の建物健全性確認システムは、前記建物における任意に設定した観測層に配置され、前記必要せん断力係数スペクトルを補正する第3応答情報を検出する第3センサがさらに設けられていることを特徴とする。 The building soundness confirmation system of the present invention is further provided with a third sensor that is arranged in an arbitrarily set observation layer in the building and detects third response information for correcting the necessary shear force coefficient spectrum. Features.
本発明の建物健全性確認システムは、前記第3センサが、前記建物の建物等価高さ近傍の階層に配置されていることを特徴とする。 The building soundness confirmation system according to the present invention is characterized in that the third sensor is arranged in a hierarchy near the building equivalent height of the building.
本発明の建物健全性確認システムは、前記所定の閾値が、前記建物の建物等価高さ近傍の階層における前記1次設計に対応する第1層せん断力係数と、前記建物の建物等価高さ近傍の階層における前記1次設計に対応する第1層せん断力係数とに基づき設定されていることを特徴とする。 In the building soundness confirmation system according to the present invention, the predetermined threshold is a first layer shear force coefficient corresponding to the primary design in a layer near the building equivalent height of the building, and the building equivalent height vicinity of the building. It is set based on the first layer shearing force coefficient corresponding to the primary design in the layer.
本発明の建物健全性確認システムは、前記所定の閾値が、前記必要せん断力係数が前記第1層せん断力係数未満である場合に、前記建物が健全な状態であり、前記必要せん断力係数が前記第1層せん断力係数以上であり、かつ前記第2せん断力係数未満である場合に、前記建物が所定の第1ダメージを受けた状態であり、前記前記必要せん断力係数が前記第2層せん断力係数以上である場合に、前記建物が前記第1ダメージを超える第2ダメージを受けた状態であることを定義していることを特徴とする。 In the building soundness confirmation system according to the present invention, when the predetermined threshold value is less than the first layer shear force coefficient, the building is in a healthy state, and the required shear force coefficient is The building is in a state of receiving a predetermined first damage when it is equal to or greater than the first layer shear force coefficient and less than the second shear force coefficient, and the required shear force coefficient is the second layer. When the shear force coefficient is greater than or equal to the shear force coefficient, it is defined that the building is in a state of receiving a second damage exceeding the first damage.
本発明の建物健全性確認方法は、多層構造の建物の健全性を確認する建物健全性確認方法であって、必要せん断力係数スペクトル生成部が、前記建物の入力地震動を観測する観測層に配置された第1センサの位置から前記建物に印加された振動に対応した第1応答情報に基づき、必要せん断力係数スペクトルを生成する必要せん断力係数スペクトル生成過程と、健全性判定部が、前記必要せん断力係数スペクトルにおいて、前記建物の固有周期に対応する必要せん断力係数を求め、当該必要せん断力係数と予め設定された所定の閾値とを比較して建物の健全性の判定を行う健全性判定過程とを含むことを特徴とする。 The building soundness confirmation method of the present invention is a building soundness confirmation method for confirming the soundness of a multi-layered structure, and the necessary shear force coefficient spectrum generation unit is arranged in an observation layer for observing the input ground motion of the building. A necessary shear force coefficient spectrum generation process for generating a necessary shear force coefficient spectrum based on first response information corresponding to vibration applied to the building from the position of the first sensor, and a soundness determination unit, In the shear force coefficient spectrum, a necessary shear force coefficient corresponding to the natural period of the building is obtained, and the soundness determination is performed by comparing the necessary shear force coefficient with a predetermined threshold value to determine the soundness of the building. Including a process.
以上説明したように、本発明によれば、必要なセンサ数を低減させ、所定の階に設置したセンサで得られた建物の地震時応答情報に基づいて、従来より簡易にかつ高速に建物の健全性を確認することを可能にする建物健全性確認システム及び建物健全性確認方法を提供することが可能となる。 As described above, according to the present invention, the number of necessary sensors is reduced, and based on the response information at the time of earthquake of the building obtained by the sensors installed on the predetermined floor, the building can be more easily and at a higher speed than before. It becomes possible to provide a building soundness confirmation system and a building soundness confirmation method that make it possible to confirm the soundness.
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による建物健全性確認システムの構成例を示すブロック図である。図1において、建物健全性確認システムは、応答解析装置1と、第1センサ2とを備えている。建物100は、建物健全性確認システムが健全性を確認する対象である多層構造の建物であり、例えば構造体100_0、階層100_1(1階)から階層100_9(9階)の9階層の中階層の建造物である。ここで、構造体100_0は、建物100が立っている地盤200から、この建物100に対して地震振動や交通振動などの振動を伝達させる媒体となる部分である。また、構造体100_0は、建物100の最下階層である100_1と、建物100が建設される地盤200と間において、直接に地盤200と接触する位置に設けられている。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a building soundness confirmation system according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, the building soundness confirmation system includes a
応答解析装置1は、第1センサ2から無線により取得した第1加速度情報(第1応答情報)に基づいて、建物100の健全性の確認を行う(詳細については後述)。また、応答解析装置1は、ネットワーク300及び無線基地302を介して、ユーザの携帯端末401に対し、確認した建物100の健全性のデータを送信する。応答解析装置1は、ネットワーク300を介して、ユーザのパーソナルコンピュータなどの端末402などに対し、確認した建物100の健全性のデータを送信する。ここで、ネットワーク300は、インターネットを含む情報通信網である。
The
第1センサ2は、上述した構造体100_0に配置されており、地盤200から建物100に対して印加される振動の加速度を上記第1加速度情報として検出する。また、第1センサ2は、無線基地301及びネットワーク300を介して、検出した第1加速度情報を応答解析装置1に対して出力する。第1センサ2は、地震計あるいは加速度センサ(加速度計)などである。また、第1センサ2は、建物100に対して加えられる地震動などの地盤200の振動による加速度が検出できればいずれの階層でも良いが、より正確にこの加速度を検出する必要がある。このため、本実施形態においては振動を観測する観測層として建物100の構造体100_0を用い、第1センサ2を配置している。
The
図2は、図1における本発明の一実施形態による応答解析装置1の構成例を説明するブロック図である。
この図2において、応答解析装置1は、データ入出力部11、加速度応答スペクトル生成部12、必要せん断力係数スペクトル生成部13、健全性判定部14、測定データ記憶部15、設計情報データベース16及び計算結果データベース17を備えている。
データ入出力部11は、所定のサンプリング周期により、第1センサ2から供給される第1加速度情報を、測定データ記憶部15に対して書き込んで記憶させる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the
In FIG. 2, the
The data input /
加速度応答スペクトル生成部12は、測定データ記憶部15から第1加速度情報を読み出し、設計情報データベース16から建物100の減衰定数h0を読み出す。
また、加速度応答スペクトル生成部12は、読み出した第1加速度情報及び減衰定数h0の各々を、構造物である建物100の一自由度系の振動モデルに対し、読み出した第1加速度情報を導入して、加速度応答スペクトルを生成する。加速度応答スペクトル生成部12は、生成した加速度応答スペクトルのグラフを計算結果データベース17に対して、建物100の識別情報を付加して書き込んで記憶させる。
The acceleration response
The acceleration response
図3は、建物100における加速度応答スペクトルのグラフの一例を示す図である。図3の加速度応答スペクトルのグラフにおいて、縦軸が加速度応答Sa(cm/s2)を示し、横軸が固有周期(Period(sec))を示している。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a graph of an acceleration response spectrum in the
図2に戻り、必要せん断力係数スペクトル生成部13は、計算結果データベース17から加速度応答スペクトルのグラフを読み出す。また、必要せん断力係数スペクトル生成部13は、読み出した加速度応答スペクトルのグラフにおいて、各固有周期に対応する加速度の応答値を重力加速度g(=9.80665m/s2)で除算し、必要せん断力係数スペクトルのグラフを生成する。そして、必要せん断力係数スペクトル生成部13は、生成した必要せん断力係数スペクトルのグラフを計算結果データベース17に対して、建物100の識別情報を付加して書き込んで記憶させる。
Returning to FIG. 2, the necessary shear force coefficient
図4は、建物100における必要せん断力係数スペクトルのグラフの一例を示す図である。図4の必要せん断力係数スペクトルのグラフにおいて、縦軸が必要せん断力係数を示し、横軸が固有周期(Period(sec))を示している。このグラフは、図2の加速度応答スペクトルのグラフにおいて、各固有周期に対応する加速度の応答値を重力加速度gで除算して求められた必要せん断力係数スペクトルを示している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a graph of a necessary shear force coefficient spectrum in the
図2に戻り、健全性判定部14は、計算結果データベース17に記憶されている必要せん断力係数スペクトルのグラフを参照し、建物100の固有周期T0に対応する必要せん断力係数CTを読み出す。
また、健全性判定部14は、建物100の層せん断力係数1CEと、層せん断力係数2CEとを、設計情報データベース16から読み出す。ここで、層せん断力係数1CEは、建物100における建物等価高さ近傍の階層の1次設計に対応する層せん断力係数である。また、層せん断力係数2CEは、建物100における建物等価高さ近傍の階層の2次設計に対応する層せん断力係数である。
Returning to Figure 2,
Further, the
そして、健全性判定部14は、必要せん断力係数CTと、層せん断力係数1CE及び層せん断力係数2CEの各々とを比較する。ここで、健全性判定部14は、必要せん断力係数CTが層せん断力係数1CE未満の場合、建物100の健全性をA判定とする。また、健全性判定部14は、必要せん断力係数CTが層せん断力係数1CE以上であり、かつ層せん断力係数2CE未満である場合、建物100の健全性をB判定とする。健全性判定部14は、必要せん断力係数CTが層せん断力係数2CE以上である場合、建物100の健全性をC判定とする。
ここで、A判定は、全く地震のダメージを受けずに、建物100が健全であることを示している。B判定は、建物100が若干のダメージを受けていて、構造体が部分的に降伏している可能性を示している。C判定は、建物100がB判定以上のダメージを受けていて、構造体において塑性ヒンジが生じている可能性を示している。
健全性判定部14は、建物100の健全性に対するA判定、B判定及びC判定のいずれかの判定結果を、計算結果データベース17に書き込んで記憶させる。
Then, the
Here, the A determination indicates that the
The
測定データ記憶部15には、データ入出力部11により所定のサンプリング周期において、第1センサ2から供給される第1加速度情報が書き込まれて記憶されている。
設計情報データベース16には、建物100の層せん断力係数1CE及び層せん断力係数2CEの各々と、建物100の固有周期T0と、減衰係数h0とを含む建物100の設計情報が予め書き込まれて記憶されている。建物100の層せん断力係数1CE及び層せん断力係数2CEの各々の求め方は後述する。建物等価高さは、建物100の高さから所定の係数(例えば、0.7)を乗算して求める。建物100が例えば本実施形態のように9階であれば、9×0.7(=6.3)であり、建物等価高さは約6階層に相当する。
計算結果データベース17には、加速度応答スペクトル生成部12が求めた加速度応答スペクトルのグラフ、必要せん断力係数スペクトル生成部13が求めた必要せん断力係数スペクトルのグラフ、健全性判定部14の判定結果の各々が書き込まれて記憶されている。
In the measurement
The
The
図5は、建物100の各階層におけるせん断力係数を示すグラフの一例を示す図である。図5のグラフにおいて、縦軸が建物100の階層を示し、横軸がせん断力係数を示している。
曲線L1は、建物の1次設計に対応する保有せん断力係数を各階層毎にプロットした線分を示している。曲線L2は、建物の2次設計に対応する保有せん断力係数を各階層毎にプロットした線分を示している。
直線L3は、建物100における建物等価高さに対応する縦軸の6階層において、横軸に平行に引かれている。ここで、建物100が9階層であるとして建物等価高さを求めている。
また、層せん断力係数1CEは、曲線L1と直線L3とが交差した層せん断力係数である。層せん断力係数2CEは、曲線L2と直線L3とが交差した層せん断力係数である。すなわち、層せん断力係数1CE及び層せん断力係数2CEの各々は、建物等価高さにおける建物び1次設計、2次設計それぞれに対応した層せん断力係数となる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a graph showing the shear force coefficient in each layer of the
A curved line L1 indicates a line segment in which the retained shear force coefficient corresponding to the primary design of the building is plotted for each layer. A curve L2 indicates a line segment in which the retained shear force coefficient corresponding to the secondary design of the building is plotted for each layer.
The straight line L3 is drawn parallel to the horizontal axis in the six layers of the vertical axis corresponding to the building equivalent height in the
Further, the layer shear force coefficient 1 C E is a layer shear force coefficient where the curve L1 and the straight line L3 intersect. The layer shear force coefficient 2 C E is a layer shear force coefficient at which the curve L2 and the straight line L3 intersect. That is, each of the layer shear force coefficient 1 C E and the layer shear force coefficient 2 CE is a layer shear force coefficient corresponding to each of the primary design and secondary design of the building at the building equivalent height.
図6は、本発明の第1の実施形態による建物健全性確認システムの動作例を示すフローチャートである。
ステップS1:
データ入出力部11は、第1センサ2から所定のサンプリング周期において読み込む第1加速度情報と、予め設定された加速度閾値とを比較し、第1加速度情報が加速度閾値以上であるか否かにより、地震が発生したか否かの判定を行う。すなわち、データ入出力部11は、第1加速度情報が加速度閾値以上である場合に地震が発生したと判定し、第1加速度情報が加速度閾値未満の場合に地震していないと判定する。
ここで、データ入出力部11は、地震が発生した場合、処理をステップS2へ進め、一方、地震が発生しない場合、ステップS1の処理を繰り返す。
FIG. 6 is a flowchart showing an operation example of the building soundness confirmation system according to the first embodiment of the present invention.
Step S1:
The data input /
Here, if an earthquake occurs, the data input /
ステップS2:
データ入出力部11は、地震が発生したと判定した時刻から第1加速度情報が加速度閾値未満となった時刻まで、第1センサ2から読み込む第1加速度情報を、測定データ記憶部15に時刻情報とともに書き込んで記憶させる。
また、データ入出力部11は、第1センサ2からの第1加速度情報の入力が終了したことを示す終了情報を、加速度応答スペクトル生成部12に対して出力する。
Step S2:
The data input /
Further, the data input /
ステップS3:
加速度応答スペクトル生成部12は、データ入出力部11から終了情報が供給されると、測定データ記憶部15から地震期間における第1加速度情報を読み込む。
また、加速度応答スペクトル生成部12は、設計情報データベース16を参照して、建物100の設計情報のなかから減衰定数h0を読み出す。
そして、加速度応答スペクトル生成部12は、測定データ記憶部15から読み出した第1加速度情報と、設計情報データベース16から読み出した減衰定数h0との各々を、建物100の一自由度系の振動モデルに対して導入する。
Step S3:
When the end information is supplied from the data input /
Further, the acceleration response
Then, the acceleration response
加速度応答スペクトル生成部12は、第1加速度情報の示す加速度に対する固有周期毎の応答値を求めて、建物等価高さに対応する加速度応答スペクトルのグラフ(図3参照)を生成する。加速度応答スペクトル生成部12は、生成した加速度応答スペクトルのグラフを計算結果データベース17に対して、建物100の識別情報を付加して書き込んで記憶させる。
また、加速度応答スペクトル生成部12は、加速度応答スペクトルのグラフの生成が終了したことを示す終了情報を、必要せん断力係数スペクトル生成部13に対して出力する。
The acceleration response
Further, the acceleration response
ステップS4:
必要せん断力係数スペクトル生成部13は、加速度応答スペクトル生成部12から終了情報が供給されると、計算結果データベース17から加速度応答スペクトルのグラフを読み出す。
そして、必要せん断力係数スペクトル生成部13は、読み出した加速度応答スペクトルのグラフにおいて、各固有周期に対応する加速度の応答値を重力加速度gで除算する。必要せん断力係数スペクトル生成部13は、必要せん断力係数スペクトルのグラフ(図4参照)を生成する。そして、必要せん断力係数スペクトル生成部13は、生成した必要せん断力係数スペクトルのグラフを計算結果データベース17に対して、建物100の識別情報を付加して書き込んで記憶させる。
また、必要せん断力係数スペクトル生成部13は、必要せん断力係数スペクトルのグラフの生成が終了したことを示す終了情報を、健全性判定部14に対して出力する。
Step S4:
The necessary shear force coefficient
Then, the necessary shear force coefficient
Further, the necessary shear force coefficient
ステップS5:
健全性判定部14は、測定データ記憶部15から建物100の固有周期(周期)T0を読み出す。
そして、健全性判定部14は、計算結果データベース17に記憶されている必要せん断力係数スペクトルのグラフを参照し、読み出した固有周期T0に対応する必要せん断力係数CT(図4においては周期T0)を読み出す。
Step S5:
The
The
ステップS6:
次に、健全性判定部14は、建物100の1次設計における層せん断力係数1CEと、2次設計における層せん断力係数2CEとを、設計情報データベース16から読み出す。
そして、健全性判定部14は、必要せん断力係数CTを、層せん断力係数1CEと層せん断力係数2CEとのそれぞれと比較する。
Step S6:
Next, the
The
ステップS7:
健全性判定部14は、必要せん断力係数CTが層せん断力係数1CE未満の場合、建物100の健全性をA判定とし、健全性判定の結果を計算結果データベース17に対して、必要せん断力係数スペクトルに対応させて書き込んで記憶させるとともに、処理をステップS8へ進める。
また、健全性判定部14は、必要せん断力係数CTが層せん断力係数1CE以上であり、かつ層せん断力係数2CE未満である場合、建物100の健全性をB判定し、処理をステップS9へ進める。
健全性判定部14は、必要せん断力係数CTが層せん断力係数2CE以上である場合、建物100の健全性をC判定とし、健全性判定の結果を計算結果データベース17に対して、必要せん断力係数スペクトルに対応させて書き込んで記憶させるとともに、処理をステップS10へ進める。
Step S7:
Further,
ステップS8:
健全性判定部14は、健全性判定の結果を計算結果データベース17に対して、建物100の健全性の判定結果がA判定であることを示す情報を必要せん断力係数スペクトルに対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部14は、建物100の健全性の判定結果がA判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末401あるいは端末402に対して送信する。
Step S8:
The
In addition, the
ステップS9:
健全性判定部14は、健全性判定の結果を計算結果データベース17に対して、建物100の健全性の判定結果がB判定であることを示す情報を必要せん断力係数スペクトルに対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部14は、建物100の健全性の判定結果がB判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末401あるいは端末402に対して送信する。
Step S9:
The
In addition, the
ステップS10:
健全性判定部14は、健全性判定の結果を計算結果データベース17に対して、建物100の健全性の判定結果がC判定であることを示す情報を必要せん断力係数スペクトルに対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部14は、建物100の健全性の判定結果がC判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末401あるいは端末402に対して送信する。
Step S10:
The
Further, the
また、上述したステップS8、ステップS9及びステップS10において、健全性判定部14は、建物100の判定結果A、判定結果B及び判定結果Cの各々を示す画像データ及びテキストデータを、ユーザの携帯端末401あるいは端末402に対して送信する。
Moreover, in step S8, step S9, and step S10 which were mentioned above, the
上述したように、本実施形態によれば、限られた階層としての構造体100_0に設置したセンサで得られた建物の地震時の第1加速度情報から、建物等価高さにおける必要せん断力係数スペクトルを作成し、この必要せん断力係数スペクトルから建物100の固有周期T0に対応する必要せん断力係数を求めて、建物100の1次設計における層せん断力係数1CEと、2次設計における層せん断力係数2CEとの各々と比較することにより、建物100に対する地震の影響を推定する。
このため、本実施形態によれば、従来のように複数の階層に対して加速度センサを設け、各々の加速度センサから同期して加速度情報を取得し、建物の全階層における加速度に対する応答値を算出する必要がなく、従来より簡易な構成で、かつ高速に建物の健全性を確認することができる。
As described above, according to the present embodiment, the necessary shear force coefficient spectrum at the building equivalent height is obtained from the first acceleration information at the time of the earthquake of the building obtained by the sensor installed in the structure 100_0 as a limited hierarchy. And the required shear force coefficient corresponding to the natural period T 0 of the
For this reason, according to the present embodiment, acceleration sensors are provided for a plurality of levels as in the past, acceleration information is acquired in synchronization with each acceleration sensor, and response values for acceleration in all levels of the building are calculated. Therefore, it is possible to confirm the soundness of the building at a high speed with a simpler structure than before.
<第2の実施形態>
以下、本発明の第2実施形態について、図面を参照して説明する。
図7は、本発明の第2の実施形態による建物健全性確認システムの構成例を示すブロック図である。図7において、建物健全性確認システムは、応答解析装置1’と、第1センサ2と、第2センサ3とを備えている。図7において、第1の実施形態と同様の構成については、第1の実施形態と同一の符号を付してある。以下、第1の実施形態と異なる構成及び動作について説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration example of a building soundness confirmation system according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 7, the building soundness confirmation system includes a
第2の実施形態による建物健全性確認システムは、第1の実施形態の建物健全性確認システムに対して、第2センサ3が加えられた構成となっている。第2センサ3は、建物100の最上階である階層100_9の上部(建物100の頂部)に設けられている。また、第2センサ3は、建物100の地震振動あるいは交通振動を起因とする振動(微振動を含む)における加速度が検出できればいずれの階層でも良いが、より正確にこの加速度を検出するため、本実施形態においては建物100の建物100の頂部に配置している。
The building soundness confirmation system according to the second embodiment has a configuration in which the second sensor 3 is added to the building soundness confirmation system according to the first embodiment. The second sensor 3 is provided on the upper part of the floor 100_9 (the top part of the building 100) which is the top floor of the
第1の実施形態においては、建物100の固有周期T0を建物100の設計情報における設計値から予め求め、この求めた固有周期T0を設計情報データベース16に対して書き込んで記憶させていた。
一方、本実施形態において、応答解析装置1’は、第2センサ3により地震振動あるいは交通振動において得られる建物100の頂部の振動の第2加速度情報(第2応答情報)を用いて、建物100の固有周期T0を求める。
In the first embodiment, the natural period T 0 of the
On the other hand, in this embodiment, the
図8は、図7における本発明の一実施形態による応答解析装置1’の構成例を説明するブロック図である。
この図8において、応答解析装置1’は、データ入出力部11’、加速度応答スペクトル生成部12、必要せん断力係数スペクトル生成部13、健全性判定部14、測定データ記憶部15、設計情報データベース16、計算結果データベース17及び固有周期算出部18を備えている。図8においては、図2と同一の構成については同一の符号を付す。
FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration example of the
In FIG. 8, a
データ入出力部11’は、予め設定された日時となると、所定のサンプリング周期により、第2センサ3から供給される第2加速度情報を、測定データ記憶部15に対して書き込んで記憶させる。
固有周期算出部18は、第2センサ3の取得した第2加速度情報を測定データ記憶部15から読み出し、第2加速度情報の示す加速度に対する周波数分析、すなわちFFT(Fast Fourier Transform)を行う。
そして、固有周期算出部18は、上記FFTの結果における卓越周期を検出し、この卓越周期を建物100の固有周期T0とする。固有周期算出部18は、求めた固有周期T0を設計情報データベース16に対して書き込んで記憶させる。
The data input /
The natural
Then, the natural
上述したように、本実施形態によれば、固有周期T0が常に建物100の実情に対応した数値として、図4の必要せん断力係数スペクトルのグラフから、建物100の必要せん断力係数CTを求めるために使用できるため、第1の実施形態に比較してより正確な建物100の健全性の判定を行うことができる。
As described above, according to this embodiment, as a number of the natural period T 0 is always corresponds to the actual situation of the
<第3の実施形態>
以下、本発明の第3実施形態について、図面を参照して説明する。
図9は、本発明の第3の実施形態による建物健全性確認システムの構成例を示すブロック図である。図9において、建物健全性確認システムは、応答解析装置1’’と、第1センサ2と、第2センサ3と、第3センサ4と、第4センサ5を備えている。図9において、第1の実施形態と同様の構成については、第2の実施形態と同一の符号を付してある。以下、第2の実施形態と異なる構成及び動作について説明する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 is a block diagram showing a configuration example of a building soundness confirmation system according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 9, the building soundness confirmation system includes a
第3の実施形態による建物健全性確認システムは、第2の実施形態の建物健全性確認システムに対して、第3センサ4及び第4センサ5の各々が加えられた構成となっている。第3センサ4は、建物100の建物等価高さである階層100_6に設けられている。第3センサ4は、加速度応答スペクトル生成部12が生成した加速度応答スペクトルのグラフを補正するために用いる第3加速度情報(第3応答情報)を取得する。
また、第4センサ5は、第1センサ2と第3センサ4との間の階層100_3に設けられている。第4センサ5は、建物100の設備の損傷がどの程度であるかを判定するために用いる第3加速度情報を取得する。ここで、設備とは、壁、床、天井や間仕切りなどを示している。
The building soundness confirmation system according to the third embodiment has a configuration in which each of the third sensor 4 and the fourth sensor 5 is added to the building soundness confirmation system according to the second embodiment. The third sensor 4 is provided in the level 100_6 that is the building equivalent height of the
The fourth sensor 5 is provided in the hierarchy 100_3 between the
図10は、図9における本発明の一実施形態による応答解析装置1’’の構成例を説明するブロック図である。
この図10において、応答解析装置1’’は、データ入出力部11’’、加速度応答スペクトル生成部12、必要せん断力係数スペクトル生成部13、健全性判定部14、測定データ記憶部15、設計情報データベース16、計算結果データベース17、固有周期算出部18、加速度応答スペクトル補正部19及び建物損傷判定部20を備えている。図10においては、図8と同一の構成については同一の符号を付す。
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration example of the
In FIG. 10, a
データ入出力部11’’は、第3センサ4及び第4センサ5からの第3加速度情報の入力と同様に、第3センサ4及び第4センサ5の各々から第3加速度情報を入力し、測定データ記憶部15に書き込んで記憶させる。
加速度応答スペクトル補正部19は、測定データ記憶部15から第3センサ4の測定した第3加速度情報を読み出すとともに、計算結果データベース17から加速度応答スペクトルのグラフを読み出す。
そして、加速度応答スペクトル補正部19は、加速度応答スペクトルのグラフにおける加速度応答Saを、第3センサ4(あるいは第4センサ5)の第3加速度情報により補正する。
Similarly to the input of the third acceleration information from the third sensor 4 and the fourth sensor 5, the data input / output unit 11 '' inputs the third acceleration information from each of the third sensor 4 and the fourth sensor 5, The measured
The acceleration response
The acceleration response
加速度応答スペクトル補正部19は、加速度応答Saが補正された加速度応答スペクトルのグラフを、計算結果データベース17に記憶された加速度応答スペクトルのグラフに上書きする。第3センサ4の第3加速度情報は、建物の建物等価高さにおける加速度情報であるため、加速度応答スペクトルのグラフにおける加速度応答Saを、より実際に近い数値に補正することができる。
そして、必要せん断力係数スペクトル生成部13は、補正された加速度応答スペクトルのグラフにおける加速度応答Saを、重力加速度gにより除算し、必要せん断力係数スペクトルのグラフを生成する。必要せん断力係数スペクトル生成部13は、補正された加速度応答スペクトルのグラフから生成した必要せん断力係数スペクトルのグラフを、計算結果データベース17に対して書き込んで記憶させる。
The acceleration response
Then, the necessary shear force coefficient
建物損傷判定部20は、測定データ記憶部15から第4センサ5(あるいは第3センサ4)の取得した第3加速度情報を読み出し、第3加速度情報のFFTの処理を行う。
そして、建物損傷判定部20は、FFTの結果から卓越周期を選択し、選択した卓越周期を確認固有周期とする。また、建物損傷判定部20は、固有周期T0の場合と同様に建物100の地震振動や交通振動などの微振動により、確認固有周期を測定し、測定データ記憶部15に対して書き込んで記憶させる。
The building
And the building
建物損傷判定部20は、直前の確認固有周期と、地震振動の際に求められた確認固有周期とを比較する。建物損傷判定部20は、比較結果に基づいて、地震の影響により建物100の設備が損傷し、建物100の有する弾性が変化したか否かを検出する。そして、建物損傷判定部20は、この弾性の変化の度合いに対応させて、設備がどの程度の損傷を受けているかを判定する。
The building
本実施形態によれば、建物100が実際に振動している第3加速度情報(第3センサ4あるいは第4センサ5)により、加速度応答スペクトルのグラフにおける加速度応答Saを補正するため、建物100の振動を反映させることができ、第1の実施形態及び第2の実施形態の各々より高い精度で、建物100の健全性の判定を行うことができる。
また、本実施形態によれば、建物100が実際に振動している第3加速度情報(第3センサ4あるいは第4センサ5)により、地震後に測定された確認固有周期と地震前に測定された確認固有周期とを比較することで建物100の弾性を検出し、この弾性により建物100の設備の損傷程度を判定するため、設備の損傷程度を容易に推定することができる。
According to this embodiment, in order to correct the acceleration response Sa in the graph of the acceleration response spectrum based on the third acceleration information (the third sensor 4 or the fourth sensor 5) in which the
Further, according to the present embodiment, the measured natural period measured after the earthquake and the measured before the earthquake based on the third acceleration information (the third sensor 4 or the fourth sensor 5) in which the
なお、本発明における応答解析装置1、1’、1’’の各々の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより建物の健全性の確認を行う処理の制御を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
It should be noted that a program for realizing each function of the
The “computer system” includes a WWW system having a homepage providing environment (or display environment). The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Further, the “computer-readable recording medium” refers to a volatile memory (RAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In addition, those holding programs for a certain period of time are also included.
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line. The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
1,1’,1’’…応答解析装置
2…第1センサ
3…第2センサ
4…第3センサ
5…第4センサ
11、11’、11’’…データ入出力部
12…加速度応答スペクトル生成部
13…必要せん断力係数スペクトル生成部
14…健全性判定部
15…測定データ記憶部
16…設計情報データベース
17…計算結果データベース
18…固有周期算出部
19…加速度応答スペクトル補正部
20…建物損傷判定部
300…ネットワーク
301,302…無線基地局
401…携帯端末
402…端末
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記建物の観測層に配置された第1センサと、
前記建物に印加された振動に対応した前記第1センサからの第1応答情報に基づき、必要せん断力係数スペクトルを生成する必要せん断力係数スペクトル生成部と、
前記必要せん断力係数スペクトルにおいて、前記建物の固有周期に対応する必要せん断力係数を求め、当該必要せん断力係数と予め設定された所定の閾値とを比較して建物の健全性の判定を行う健全性判定部と
を備えることを特徴とする建物健全性確認システム。 A building health confirmation system for confirming the health of a multi-layered building,
A first sensor disposed in the observation layer of the building;
A required shear force coefficient spectrum generating unit that generates a required shear force coefficient spectrum based on the first response information from the first sensor corresponding to the vibration applied to the building;
In the necessary shear force coefficient spectrum, a necessary shear force coefficient corresponding to the natural period of the building is obtained, and the soundness of the building is determined by comparing the necessary shear force coefficient with a predetermined threshold value set in advance. A building soundness confirmation system comprising a sex determination unit.
前記建物が立っている地盤から当該建物に対して印加される振動を検出できる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載の建物健全性確認システム。 The first sensor is
It is arrange | positioned in the position which can detect the vibration applied with respect to the said building from the ground where the said building stands. The building soundness confirmation system of Claim 1 characterized by the above-mentioned.
前記建物と当該建物が建設される地盤と間に、直接に前記地盤と接触する位置に設けられる構造体に配置されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の建物健全性確認システム。 The first sensor is
It is arrange | positioned at the structure provided in the position which contacts the said ground directly between the said building and the ground in which the said building is built. The building soundness of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Confirmation system.
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の建物健全性確認システム。 The second sensor for detecting second response information that is arbitrarily set in an observation layer different from the first sensor and that obtains the natural period of the building is further provided. The building soundness confirmation system according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項4に記載の建物健全性確認システム。 The building health check system according to claim 4, wherein the second sensor is provided at the top of the building.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の建物健全性確認システム。 The third sensor is further provided for detecting third response information that is arranged in an arbitrarily set observation layer in the building and corrects the necessary shear force coefficient spectrum. The building soundness confirmation system according to any one of the above.
前記建物の建物等価高さ近傍の階層に配置されている
ことを特徴とする請求項6に記載の建物健全性確認システム。 The third sensor is
It is arrange | positioned at the hierarchy of the building equivalent height vicinity of the said building. The building soundness confirmation system of Claim 6 characterized by the above-mentioned.
前記建物の建物等価高さ近傍の階層における前記1次設計に対応する第1層せん断力係数と、前記建物の建物等価高さ近傍の階層における前記1次設計に対応する第1層せん断力係数とに基づき設定されている
ことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の建物健全性確認システム。 The predetermined threshold is
A first layer shear force coefficient corresponding to the primary design in a layer near the building equivalent height of the building, and a first layer shear force coefficient corresponding to the primary design in a layer near the building equivalent height of the building. The building soundness confirmation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the building soundness confirmation system is set based on.
前記必要せん断力係数が前記第1層せん断力係数未満である場合に、前記建物が健全な状態であり、
前記必要せん断力係数が前記第1層せん断力係数以上であり、かつ前記第2せん断力係数未満である場合に、前記建物が所定の第1ダメージを受けた状態であり、
前記前記必要せん断力係数が前記第2層せん断力係数以上である場合に、前記建物が前記第1ダメージを超える第2ダメージを受けた状態である
ことを定義している
ことを特徴とする請求項8に記載の建物健全性確認システム。 The predetermined threshold is
When the required shear force coefficient is less than the first layer shear force coefficient, the building is in a healthy state,
When the required shear force coefficient is greater than or equal to the first layer shear force coefficient and less than the second shear force coefficient, the building is in a state of receiving a predetermined first damage,
When the said required shear force coefficient is more than the said 2nd layer shear force coefficient, it defines that the said building has received the 2nd damage exceeding the said 1st damage. Item 9. The building health check system according to Item 8.
必要せん断力係数スペクトル生成部が、前記建物に印加された振動に対応した、前記建物の観測層に配置された第1センサからの第1応答情報に基づき、必要せん断力係数スペクトルを生成する必要せん断力係数スペクトル生成過程と、
健全性判定部が、前記必要せん断力係数スペクトルにおいて、前記建物の固有周期に対応する必要せん断力係数を求め、当該必要せん断力係数と予め設定された所定の閾値とを比較して建物の健全性の判定を行う健全性判定過程と
を含むことを特徴とする建物健全性確認方法。 A building soundness confirmation method for confirming the soundness of a multilayer structure building,
Necessary shear force coefficient spectrum generation unit needs to generate a necessary shear force coefficient spectrum based on the first response information from the first sensor arranged in the observation layer of the building corresponding to the vibration applied to the building. Shear force coefficient spectrum generation process,
The soundness determination unit obtains a required shear force coefficient corresponding to the natural period of the building in the required shear force coefficient spectrum, and compares the required shear force coefficient with a predetermined threshold value in advance. A method for confirming the soundness of a building, comprising: a soundness determination process for determining the property.
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