JP2016197013A - Building damage intensity estimating system and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、地震発生後の建物の被災度を推定する建物被災推定システムおよび方法に関するものである。 The present invention relates to a building damage estimation system and method for estimating the damage level of a building after an earthquake occurs.
地震発生後の建物の損傷程度を推定するシステムとして、建物の各層の加速度を計測する加速度センサの計測データから各層の層間変位を求め、建物の最上層あるいは最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、建物の常時微動の固有周期を求め、各層の層間変位と建物の常時微動の固有周期とにより建物の健全性を評価するシステムが提案されている(特許文献1参照)。 As a system for estimating the degree of damage to a building after an earthquake, the displacement of each layer is obtained from the measurement data of an acceleration sensor that measures the acceleration of each layer of the building, and the microvibration of the top layer of the building or the layer near the top layer is measured. A system has been proposed in which the natural period of microtremors of a building is obtained from a microvibration sensor, and the soundness of the building is evaluated by the interlayer displacement of each layer and the natural period of microtremors of the building (see Patent Document 1).
特許文献1に開示された技術では、建物の全ての層に加速度センサが必要となり、コストがかかるという問題点があった。特に、建築構造設計時の評定用建物構造データが無い場合は全層に加速度センサを設置する必要があった。
In the technique disclosed in
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、地震発生後の建物の被災度を従来よりも安価に推定することができる建物被災推定システムおよび方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a building damage estimation system and method that can estimate the damage degree of a building after an earthquake at a lower cost than before.
本発明の建物被災推定システムは、推定対象の建物の基礎地盤面に設置された第1の地震センサと、前記建物の既知の建物情報に基づいて、この建物の地震による動きを数式化した仮想建物モデルを導出する仮想建物モデル導出手段と、地震発生中に前記第1の地震センサで計測された地動加速度を前記仮想建物モデルに入力して、仮想建物モデルの地震応答解析を行う地震応答解析手段と、地震発生中に前記地震応答解析の結果を用いて、地震情報と、前記建物の地震による動きを示す動き情報とを算出する地震・動き情報算出手段と、地震終了後に、前記地震・動き情報算出手段が地震発生中に算出した地震情報と動き情報とを用いて、前記建物の被災度を推定する被災度推定手段とを備えることを特徴とするものである。 The building damage estimation system according to the present invention includes a first earthquake sensor installed on the foundation ground surface of a building to be estimated and a virtual motion obtained by formulating the movement of the building due to an earthquake based on the known building information of the building. A virtual building model deriving means for deriving a building model, and an earthquake response analysis for performing an earthquake response analysis of the virtual building model by inputting the ground motion acceleration measured by the first seismic sensor during the earthquake to the virtual building model. Means, earthquake / movement information calculating means for calculating earthquake information and movement information indicating movement of the building due to the earthquake, using the result of the earthquake response analysis during the occurrence of the earthquake; The present invention is characterized by comprising damage degree estimation means for estimating the damage degree of the building using the earthquake information and the movement information calculated by the movement information calculation means during the occurrence of the earthquake.
また、本発明の建物被災推定システムの1構成例は、さらに、前記建物内の代表ポイントに設置された第2の地震センサと、地震発生中に前記第2の地震センサで計測された加速度と、地震発生中に前記地震応答解析手段で算出された地震応答解析結果に含まれる、前記代表ポイントの加速度とを照合し、前記第2の地震センサで計測された加速度と算出された加速度との誤差が一定値を超える場合に、この誤差が一定値以内になるように前記仮想建物モデルのパラメータの修正値を算出するパラメータ修正手段と、このパラメータ修正手段が算出したパラメータの修正値を前記仮想建物モデル導出手段で用いるパラメータとして設定することにより、前記仮想建物モデルを更新する仮想建物モデル更新手段とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の建物被災推定システムの1構成例において、前記地震応答解析手段で得られる地震応答解析結果は、前記建物の各階の変位、各階の速度、各階の加速度であり、前記地震・動き情報算出手段で得られる地震情報は、各階の計測震度、各階の長周期地震動階級であり、前記地震・動き情報算出手段で得られる動き情報は、各階の最大加速度、各階の最大速度、各階の最大変位、各階間の最大層間変形角である。
In addition, one configuration example of the building damage estimation system according to the present invention further includes a second earthquake sensor installed at a representative point in the building, and an acceleration measured by the second earthquake sensor during the occurrence of the earthquake. The acceleration of the representative point included in the earthquake response analysis result calculated by the earthquake response analysis means during the occurrence of the earthquake is collated, and the acceleration measured by the second earthquake sensor and the calculated acceleration When the error exceeds a certain value, the parameter correcting means for calculating the parameter correction value of the virtual building model so that the error is within the certain value, and the parameter correction value calculated by the parameter correcting means is the virtual correction value. Virtual building model updating means for updating the virtual building model by setting as a parameter used in the building model deriving means A.
Moreover, in one structural example of the building damage estimation system of this invention, the earthquake response analysis result obtained by the said earthquake response analysis means is the displacement of each floor of the said building, the speed of each floor, the acceleration of each floor, and said earthquake and motion The earthquake information obtained by the information calculation means is the measured seismic intensity of each floor and the long-period ground motion class of each floor, and the motion information obtained by the earthquake / motion information calculation means is the maximum acceleration of each floor, the maximum speed of each floor, Maximum displacement, maximum inter-layer deformation angle between each floor.
また、本発明の建物被災推定方法は、推定対象の建物の既知の建物情報に基づいて、この建物の地震による動きを数式化した仮想建物モデルを導出する仮想建物モデル導出ステップと、前記建物の基礎地盤面に設置された第1の地震センサで地震発生中に計測された地動加速度を前記仮想建物モデルに入力して、仮想建物モデルの地震応答解析を行う地震応答解析ステップと、地震発生中に前記地震応答解析の結果を用いて、地震情報と、前記建物の地震による動きを示す動き情報とを算出する地震・動き情報算出ステップと、地震終了後に、前記地震・動き情報算出ステップで地震発生中に算出した地震情報と動き情報とを用いて、前記建物の被災度を推定する被災度推定ステップとを含むことを特徴とするものである。 Further, the building damage estimation method of the present invention includes a virtual building model derivation step for deriving a virtual building model obtained by formulating the movement of the building due to an earthquake based on known building information of the building to be estimated; An earthquake response analysis step for inputting the ground acceleration measured during the occurrence of the earthquake by the first seismic sensor installed on the foundation ground surface to the virtual building model and performing an earthquake response analysis of the virtual building model; The earthquake / motion information calculating step for calculating earthquake information and the motion information indicating the motion of the building due to the earthquake using the result of the earthquake response analysis, and the earthquake / motion information calculating step after the earthquake A damage degree estimation step of estimating the damage degree of the building using the earthquake information and the motion information calculated during the occurrence.
本発明によれば、建物の全ての層に加速度センサを設ける必要がなくなり、建物の基礎地盤面と建物内の代表ポイントに地震センサを設置すればよいので、地震発生後の建物の被災度を従来よりも安価に推定することができる。また、本発明では、地震発生中に、地震情報と、建物の地震による動きを示す動き情報とを算出することができるので、避難誘導に関わる情報を建物の管理者に提供することができる。 According to the present invention, it is not necessary to provide acceleration sensors in all layers of the building, and it is only necessary to install seismic sensors on the foundation ground surface of the building and representative points in the building. It can be estimated at a lower cost than before. Further, according to the present invention, since earthquake information and movement information indicating the movement of the building due to the earthquake can be calculated during the occurrence of the earthquake, information related to evacuation guidance can be provided to the building manager.
また、本発明では、地震が発生する度に建物の実態に合った仮想建物モデルになるようにモデルを更新するので、建物の被災度の推定精度を向上させることができ、建物の安全性を素早く且つ高い精度で確認することができる。その結果、本発明では、詳細な設計データが無い60m以下の建物の場合であっても、建物の被災度を精度よく推定することができる。 Further, in the present invention, every time an earthquake occurs, the model is updated so that it becomes a virtual building model that matches the actual situation of the building, so that the accuracy of estimating the damage level of the building can be improved, and the safety of the building can be improved. It can be confirmed quickly and with high accuracy. As a result, in the present invention, the damage degree of the building can be accurately estimated even in the case of a building of 60 m or less without detailed design data.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の実施の形態に係る建物被災推定システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態の建物被災推定システムは、建物被災推定装置1と、推定対象の建物2の基礎地盤面に設置された地震センサ20と、建物2内の代表ポイントに設置された地震センサ21とから構成される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a building damage estimation system according to an embodiment of the present invention. The building damage estimation system according to the present embodiment includes a building
建物被災推定装置1は、建物2の既知の建物情報に基づいて、建物2の地震による動きを数式化した仮想建物モデルを導出する仮想建物モデル導出部10と、地震発生中に地震センサ20で計測された地動加速度を仮想建物モデルに入力して、仮想建物モデルの地震応答解析を行う地震応答解析部11と、地震発生中に地震応答解析の結果を用いて、地震情報と、建物の地震による動きを示す動き情報とを算出する地震・動き情報算出部12と、地震終了後に、地震・動き情報算出部12が地震発生中に算出した地震情報と動き情報とを用いて、建物の被災度を推定する被災度推定部13と、情報表示のための表示部14と、仮想建物モデルのパラメータの修正値を算出するパラメータ修正部15と、パラメータの修正値を仮想建物モデル導出部10で用いるパラメータとして設定することにより、仮想建物モデルを更新する仮想建物モデル更新部16とを備えている。
The building
以下、本実施の形態の建物被災推定システムの動作を図2のフローチャートを用いて説明する。
まず、仮想建物モデル導出部10は、推定対象の建物2の地震による動きを数式化した仮想建物モデルを導出する(図2ステップS1)。本実施の形態では、時刻歴応答解析に用いられる建物構造設計データがない建物2でも地震応答解析ができるよう、階高などの建物情報と建築構造設計統計データベース3から仮想建物モデルを導出する。以下、この仮想建物モデルの導出方法について詳細に説明する。
Hereinafter, operation | movement of the building damage estimation system of this Embodiment is demonstrated using the flowchart of FIG.
First, the virtual building
本実施の形態では、超高層建物に該当しない高さ60m以下の建物2を想定し、一般に公開されている建築構造設計統計データベース3に基づいて、建物2の既知の建物情報(建築面積、構造種別(RC造、S造、SRC造、木造)、階数、階高、および建物高さ)から以下の手順を経て、仮想建物モデルを決定する。なお、建築構造設計統計データベース3とは、特定のデータベースを指すのではなく、過去の建物構造設計および建物の実測データから得られた知識の集合を意味する。
In the present embodiment, a
耐震設計においては,建物の高さを基に次の略算式で建物の一次固有周期を求めてよいとされている(昭和55年建設省告示第1793号)。
T=0.03H ・・・(1)
T=0.02H ・・・(2)
In seismic design, it is said that the primary natural period of a building may be obtained by the following approximate formula based on the height of the building (Ministry of Construction Notification No. 1793 in 1980).
T = 0.03H (1)
T = 0.02H (2)
式(1)は建物がS造(鉄骨造)または木造である場合の式であり、式(2)は建物がRC造(鉄筋コンクリート造)またはSRC造(鉄骨鉄筋コンクリート造)の場合の式である。Tは秒単位の一次固有周期で、Hはm単位の建物高さである。 Expression (1) is an expression when the building is an S structure (steel structure) or wooden structure, and expression (2) is an expression when the building is an RC structure (reinforced concrete structure) or SRC structure (steel reinforced concrete structure). . T is the primary natural period in seconds and H is the building height in m.
また、日本建築学会(1981)では次のような直線近似式が示されている。
T=0.021H ・・・(3)
T=0.014H ・・・(4)
T=0.021H ・・・(5)
T=0.015H ・・・(6)
The Architectural Institute of Japan (1981) provides the following linear approximation formula.
T = 0.021H (3)
T = 0.014H (4)
T = 0.021H (5)
T = 0.015H (6)
式(3)は建物がS造高層建物の場合の式であり、式(4)は建物がSRC造高層建物の場合の式であり、式(5)は建物がS造中低層建物の場合の式であり、式(6)は建物がRC造中低層建物またはSRC造中低層建物である場合の式である。
仮想建物モデル導出部10は、式(1)〜式(6)のうち、推定対象の建物2の構造種別(RC造、S造、SRC造、木造)および建物高さHに該当するいずれかの式により推定対象の建物2の一次固有周期Tを求める。
Expression (3) is an expression when the building is an S-rise high-rise building, Expression (4) is an expression when the building is an SRC high-rise building, and Expression (5) is an expression when the building is an S-building medium-rise building. Formula (6) is a formula in the case where the building is a RC low-rise building or SRC low-rise building.
The virtual building
本実施の形態では、日本建築学会(2000)のデータベースより、実在S造建物の剛性は建築基準法の式の約2倍であると推定して、この剛性の値を仮想建物モデル導出部10に予め設定しておく。その他の構造種別、すなわちRC造、SRC造、木造の建物の剛性についても、過去の統計データベースのデータを基に予め設定しておけばよい。また、本実施の形態では、日本建築学会(2000)のデータを参考に、減衰定数を2%として仮想建物モデル導出部10に予め設定しておく。
In the present embodiment, from the database of the Architectural Institute of Japan (2000), it is estimated that the rigidity of a real S building is about twice the formula of the Building Standard Law, and the value of this rigidity is derived from the virtual building
仮想建物モデル導出部10は、推定対象の建物2の各階を質点とみなし、各質点(各階)の質量を建物2の建築面積および構造種別から推定する。各階の質量を推定するためには、建物の建築面積および構造種別と各階の質量との関係を過去の統計データベースから求め、各階の質量の推定式を仮想建物モデル導出部10に予め設定しておけばよい。
The virtual building
続いて、仮想建物モデル導出部10は、建築基準法で規定される地震層せん断力の分布係数Aiによって定まる静的な地震力を評価し、この地震力によって建物2の各階が直線的に変形するような各階の剛性分布を求める。分布係数Aiについては、前記の一次固有周期Tと各階の質量とから求めることができる。次に、仮想建物モデル導出部10は、この剛性分布と各階の質量とから固有値解析により求めた固有周期が建物2の構造種別および建物高さHから求めた一次固有周期Tに合致するように、各階の剛性の比率を一定に保ったまま剛性分布を調整する。
Subsequently, the virtual building
次に、仮想建物モデル導出部10は、建築基準法で規定される各層の必要保有水平耐力Qunを求める。まず、地震地域係数Zとしては、国土交通省が地域別に定めた値を仮想建物モデル導出部10に予め設定しておけばよい。また、標準せん断力係数C0についても一般的に知られている値を仮想建物モデル導出部10に予め設定しておけばよい。仮想建物モデル導出部10は、予め設定された周知の計算式により、T=0.02Hの一次固有周期Tから振動特性係数Rtを算出する。
Next, the virtual building
靭性による低減係数Dsについては、S造、RC造、SRC造の設計で用いられる平均的なDsを0.4とし、この耐力の2倍を見込み、ここではDs=0.8という値を仮想建物モデル導出部10に予め設定しておく。形状特性係数Fesについては、推定対象の建物2として平均的な建物を想定し、剛性のバランスがよいFes=1という値を仮想建物モデル導出部10に予め設定しておく。仮想建物モデル導出部10は、上記の各階の質量から、各階が支える上部の総重量Wiを算出し、このWiと地震地域係数Zと標準せん断力係数C0と振動特性係数Rtと低減係数Dsと形状特性係数Fesと分布係数Aiとから次式により必要保有水平耐力Qunを求める。
Qun=Ds×Fes×Z×Rt×Ai×C0×Wi ・・・(7)
For the reduction factor Ds due to toughness, the average Ds used in the design of S, RC, and SRC structures is assumed to be 0.4, and double this proof strength is expected. Here, a value of Ds = 0.8 is assumed. It is preset in the building
Qun = Ds × Fes × Z × Rt × Ai × C0 × Wi (7)
最終的に、仮想建物モデル導出部10は、減衰定数、各階の質量、各階の剛性分布、必要保有水平耐力から仮想建物モデルの状態方程式を得る。
dX/dt=A×X+B×U+D×z ・・・(8)
Finally, the virtual building
dX / dt = A × X + B × U + D × z (8)
ここで、Xは状態変数である。状態変数Xには、各階の変位、各階の速度、制振装置の変位(建物2に制振装置がある場合)などが含まれる。Uは制振装置を制御する制御器への制御入力(制振装置および制御器がない場合にはU=0)、zは地動加速度を示す。以上で、仮想建物モデル導出部10の処理が終了する。
Here, X is a state variable. The state variable X includes the displacement of each floor, the speed of each floor, the displacement of the damping device (when the
次に、地震応答解析部11は、推定対象の建物2の基礎地盤面に設置された地震センサ20で計測された地動加速度zが所定の地震判定閾値以上の場合、地震発生と判定し(図2ステップS2においてYES)、地震センサ20で計測された地動加速度zと制振装置の制御システムで演算された制御入力U(制振装置および制御器がない場合にはU=0)とを仮想建物モデルに入力し、数値シミュレーションにより仮想建物モデルの地震応答解析を行う(図2ステップS3)。この地震応答解析により、地震応答解析部11は、各階の変位、各階の速度を得ることができる。また、各階の速度を微分することにより、各階の加速度を得ることができる。
Next, the seismic
数値シミュレーションは、以下の式(9)に示す4次のルンゲクッタ法を用いて行う。
X1=X
b1=dt×(A×X1+B×U+D×z)
X2=X+b1/2
b2=dt×(A×X2+B×U+D×z)
X3=X+b2/2
b3=dt×(A×X3+B×U+D×z)
X4=X+b3
b4=dt×(A×X4+B×U+D×z)
Y=X+(b1+2×b2+2×b3+b4)/6 ・・・(9)
Numerical simulation is performed using a fourth-order Runge-Kutta method shown in the following equation (9).
X1 = X
b1 = dt × (A × X1 + B × U + D × z)
X2 = X + b1 / 2
b2 = dt × (A × X2 + B × U + D × z)
X3 = X + b2 / 2
b3 = dt × (A × X3 + B × U + D × z)
X4 = X + b3
b4 = dt × (A × X4 + B × U + D × z)
Y = X + (b1 + 2 × b2 + 2 × b3 + b4) / 6 (9)
ここで、dtはサンプリング時間を表す。次に、地震・動き情報算出部12は、地震の発生中は、現在時刻から一定時間ΔT1だけ遡った地震応答解析部11の地震応答解析結果(各階の変位、各階の速度、各階の加速度)を用いて、地震情報と、推定対象の建物2の地震による動きを示す動き情報とを算出する(図2ステップS4)。
Here, dt represents the sampling time. Next, during the occurrence of the earthquake, the earthquake / motion
地震情報としては、各階の計測震度、各階の長周期地震動階級がある。動き情報としては、各階の最大加速度、各階の最大速度、各階の最大変位、各階間の最大層間変形角がある。各階の計測震度は、各階の加速度から算出することができる。各階の長周期地震動階級は、地動加速度zを積分して得た地動速度と各階の速度とから求めることができる絶対速度応答に基づいて算出することができる。各階間の最大層間変形角は、各階間の最大層間変位を階高で割ることで算出することができる。 As earthquake information, there are measured seismic intensity of each floor and long-period ground motion class of each floor. The motion information includes the maximum acceleration of each floor, the maximum speed of each floor, the maximum displacement of each floor, and the maximum interlayer deformation angle between floors. The measured seismic intensity of each floor can be calculated from the acceleration of each floor. The long-period seismic motion class of each floor can be calculated based on the absolute speed response that can be obtained from the ground motion speed obtained by integrating the ground motion acceleration z and the speed of each floor. The maximum interlayer deformation angle between each floor can be calculated by dividing the maximum interlayer displacement between each floor by the floor height.
表示部14は、地震・動き情報算出部12が算出した地震情報と動き情報とを一定時間ΔT2の間隔で表示する(図2ステップS5)。
次に、被災度推定部13は、地震センサ20で計測された地動加速度zが地震判定閾値未満になると、地震が止んだと判定し(図2ステップS6においてYES)、地震発生中に地震・動き情報算出部12が算出した全データを用いて建物2の被災度を推定する(図2ステップS7)。
The
Next, the damage
各階の計測震度、各階の長周期地震動階級、各階の最大加速度、各階の最大速度、各階の最大変位、各階間の最大層間変形角のそれぞれには、建物の損傷無しと判定する無被害判定閾値や、建物の損傷有りと判定する被害判定閾値が予め設定されている。被災度推定部13は、例えば建物2のある階の計測震度が計測震度判定用に予め設定された無被害判定閾値未満であれば、当該階に損傷無しと判定し、計測震度が計測震度判定用に予め設定された被害判定閾値以上であれば、当該階に損傷有りと判定する。
Non-damage determination threshold for determining that there is no damage to the building for each seismic intensity of each floor, long-period ground motion class of each floor, maximum acceleration of each floor, maximum speed of each floor, maximum displacement of each floor, and maximum interlayer deformation angle between each floor In addition, a damage determination threshold value for determining that the building is damaged is set in advance. For example, if the measured seismic intensity of a certain floor of the
同様に、被災度推定部13は、建物2のある階の最大加速度が最大加速度判定用に予め設定された無被害判定閾値未満であれば、当該階に損傷無しと判定し、最大加速度が最大加速度判定用に予め設定された被害判定閾値以上であれば、当該階に損傷有りと判定する。被災度推定部13は、以上のような判定を、各階の計測震度、各階の長周期地震動階級、各階の最大加速度、各階の最大速度、各階の最大変位、各階間の最大層間変形角のそれぞれについて階毎に行えばよい。なお、被害判定閾値については複数のレベルを設定して損傷の程度(損傷大、損傷小など)を判定できるようにしてもよい。
Similarly, if the maximum acceleration of a certain floor of the
表示部14は、被災度推定部13が推定した建物2の被災度を表示する(図2ステップS8)。
次に、パラメータ修正部15は、建物2内の代表ポイント(特定の階)に設置された地震センサ21が地震発生中の特定時刻において計測した加速度と、地震発生中に地震応答解析部11が算出した地震応答解析結果のうち、前記代表ポイントに該当する階の前記特定時刻における加速度とを照合する(図2ステップS9)。パラメータ修正部15は、このような照合を地震発生中の各時刻について行う。
The
Next, the
パラメータ修正部15は、地震センサ21が計測した加速度と地震応答解析部11が算出した加速度との誤差が一定値以内であれば(図2ステップS10においてNO)、処理を終える。また、パラメータ修正部15は、地震センサ21が計測した加速度と地震応答解析部11が算出した加速度との誤差が一定値を超える場合(ステップS10においてYES)、誤差が一定値以内になるように仮想建物モデルの減衰定数、剛性分布に補正を加え、式(8)に示した仮想建物モデルの状態方程式のパラメータA,B,Dの修正値を算出する(図2ステップS11)。
If the error between the acceleration measured by the
仮想建物モデル更新部16は、パラメータ修正部15が算出したパラメータの修正値を仮想建物モデル導出部10に設定することにより、仮想建物モデルを更新する(図2ステップS12)。
The virtual building
以上のように、本実施の形態では、建物の全ての層に加速度センサを設ける必要がなくなり、建物の基礎地盤面と代表ポイントに地震センサを設置すればよいので、地震発生後の建物の被災度を従来よりも安価に推定することができる。また、従来より、地震で被災した建物について、損傷度合の状況や継続使用の可否判断に関する情報提供の迅速化が求められているが、本実施の形態では、地震が発生する度に建物の実態に合った仮想建物モデルになるようにモデルを更新するので、建物の被災度の推定精度を向上させることができ、建物の安全性を素早く且つ高い精度で確認することができる。 As described above, in this embodiment, it is not necessary to provide acceleration sensors in all layers of the building, and it is only necessary to install earthquake sensors on the foundation ground and representative points of the building. The degree can be estimated at a lower cost than in the past. In addition, for buildings damaged by an earthquake, it has been required to provide information on the degree of damage and whether to continue use or not, but in this embodiment, every time an earthquake occurs, the actual state of the building is required. Since the model is updated so as to become a virtual building model suitable for the building, it is possible to improve the estimation accuracy of the damage level of the building and to confirm the safety of the building quickly and with high accuracy.
また、本実施の形態では、地震発生中に地震・動き情報算出部12が算出した地震情報と動き情報とを表示することにより、避難誘導に関わる情報を建物の管理者に提供することができる。
また、本実施の形態では、地震センサ20が計測する地動加速度zの代わりに、過去の地震波形に基づく地動加速度zあるいは模擬地震動に基づく地動加速度zを仮想建物モデルに入力して、図2のステップS3〜S5,S7,S8の処理を行えば、被害想定シミュレーションを実現することができる。
Further, in the present embodiment, information related to evacuation guidance can be provided to the building manager by displaying the earthquake information and motion information calculated by the earthquake / motion
Further, in the present embodiment, instead of the ground acceleration z measured by the
本実施の形態で説明した建物被災推定装置1は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。CPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って本実施の形態で説明した処理を実行する。
The building
本発明は、地震発生後の建物の被災度を推定する技術に適用することができる。 The present invention can be applied to a technique for estimating the damage level of a building after an earthquake.
1…建物被災推定装置、2…建物、3…建築構造設計統計データベース、10…仮想建物モデル導出部、11…地震応答解析部、12…地震・動き情報算出部、13…被災度推定部、14…表示部、15…パラメータ修正部、16…仮想建物モデル更新部、20,21…地震センサ。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記建物の既知の建物情報に基づいて、この建物の地震による動きを数式化した仮想建物モデルを導出する仮想建物モデル導出手段と、
地震発生中に前記第1の地震センサで計測された地動加速度を前記仮想建物モデルに入力して、仮想建物モデルの地震応答解析を行う地震応答解析手段と、
地震発生中に前記地震応答解析の結果を用いて、地震情報と、前記建物の地震による動きを示す動き情報とを算出する地震・動き情報算出手段と、
地震終了後に、前記地震・動き情報算出手段が地震発生中に算出した地震情報と動き情報とを用いて、前記建物の被災度を推定する被災度推定手段とを備えることを特徴とする建物被災推定システム。 A first seismic sensor installed on the foundation ground of the building to be estimated;
Virtual building model deriving means for deriving a virtual building model that formulates the movement of the building due to an earthquake based on the known building information of the building;
An earthquake response analyzing means for inputting ground motion acceleration measured by the first seismic sensor during an earthquake to the virtual building model and performing an earthquake response analysis of the virtual building model;
Using the result of the earthquake response analysis during the occurrence of an earthquake, earthquake / movement information calculating means for calculating earthquake information and movement information indicating movement due to the earthquake of the building;
A building damage characterized by comprising: a damage degree estimating means for estimating the damage degree of the building using the earthquake information and the movement information calculated by the earthquake / motion information calculating means during the occurrence of the earthquake after the end of the earthquake. Estimation system.
さらに、前記建物内の代表ポイントに設置された第2の地震センサと、
地震発生中に前記第2の地震センサで計測された加速度と、地震発生中に前記地震応答解析手段で算出された地震応答解析結果に含まれる、前記代表ポイントの加速度とを照合し、前記第2の地震センサで計測された加速度と算出された加速度との誤差が一定値を超える場合に、この誤差が一定値以内になるように前記仮想建物モデルのパラメータの修正値を算出するパラメータ修正手段と、
このパラメータ修正手段が算出したパラメータの修正値を前記仮想建物モデル導出手段で用いるパラメータとして設定することにより、前記仮想建物モデルを更新する仮想建物モデル更新手段とを備えることを特徴とする建物被災推定システム。 In the building damage estimation system according to claim 1,
A second seismic sensor installed at a representative point in the building;
The acceleration measured by the second seismic sensor during the occurrence of an earthquake is compared with the acceleration of the representative point included in the earthquake response analysis result calculated by the earthquake response analysis means during the occurrence of the earthquake. Parameter correction means for calculating a correction value of the parameter of the virtual building model so that the error is within a certain value when the error between the acceleration measured by the earthquake sensor of 2 and the calculated acceleration exceeds a certain value When,
A building damage estimation comprising: a virtual building model updating unit configured to update the virtual building model by setting a correction value of the parameter calculated by the parameter correcting unit as a parameter used in the virtual building model deriving unit system.
前記地震応答解析手段で得られる地震応答解析結果は、前記建物の各階の変位、各階の速度、各階の加速度であり、
前記地震・動き情報算出手段で得られる地震情報は、各階の計測震度、各階の長周期地震動階級であり、
前記地震・動き情報算出手段で得られる動き情報は、各階の最大加速度、各階の最大速度、各階の最大変位、各階間の最大層間変形角であることを特徴とする建物被災推定システム。 In the building damage estimation system according to claim 1 or 2,
The seismic response analysis result obtained by the seismic response analysis means is the displacement of each floor of the building, the speed of each floor, the acceleration of each floor,
The earthquake information obtained by the earthquake / motion information calculating means is the measured seismic intensity of each floor, the long-period earthquake motion class of each floor,
The building damage estimation system characterized in that the motion information obtained by the earthquake / motion information calculating means is a maximum acceleration of each floor, a maximum speed of each floor, a maximum displacement of each floor, and a maximum interlayer deformation angle between the floors.
前記建物の基礎地盤面に設置された第1の地震センサで地震発生中に計測された地動加速度を前記仮想建物モデルに入力して、仮想建物モデルの地震応答解析を行う地震応答解析ステップと、
地震発生中に前記地震応答解析の結果を用いて、地震情報と、前記建物の地震による動きを示す動き情報とを算出する地震・動き情報算出ステップと、
地震終了後に、前記地震・動き情報算出ステップで地震発生中に算出した地震情報と動き情報とを用いて、前記建物の被災度を推定する被災度推定ステップとを含むことを特徴とする建物被災推定方法。 A virtual building model derivation step for deriving a virtual building model obtained by formulating the movement of the building due to the earthquake based on the known building information of the building to be estimated;
An earthquake response analysis step of inputting ground motion acceleration measured during an earthquake by a first earthquake sensor installed on the foundation ground surface of the building to the virtual building model and performing an earthquake response analysis of the virtual building model;
Using the result of the earthquake response analysis during the occurrence of an earthquake, an earthquake / movement information calculation step for calculating earthquake information and movement information indicating movement due to the earthquake of the building;
A building damage characterized by including a damage degree estimation step for estimating the damage degree of the building using the earthquake information and the movement information calculated during the occurrence of the earthquake in the earthquake / motion information calculation step after the end of the earthquake. Estimation method.
さらに、前記建物内の代表ポイントに設置された第2の地震センサで地震発生中に計測された加速度と、地震発生中に前記地震応答解析ステップで算出した地震応答解析結果に含まれる、前記代表ポイントの加速度とを照合し、前記第2の地震センサで計測された加速度と算出した加速度との誤差が一定値を超える場合に、この誤差が一定値以内になるように前記仮想建物モデルのパラメータの修正値を算出するパラメータ修正ステップと、
このパラメータ修正ステップで算出したパラメータの修正値を前記仮想建物モデル導出ステップで用いるパラメータとして設定することにより、前記仮想建物モデルを更新する仮想建物モデル更新ステップとを含むことを特徴とする建物被災推定方法。 In the building damage estimation method according to claim 4,
Further, the representative included in the acceleration measured during the occurrence of the earthquake by the second seismic sensor installed at the representative point in the building and the earthquake response analysis result calculated in the earthquake response analysis step during the occurrence of the earthquake. When the error between the acceleration measured at the second seismic sensor and the calculated acceleration exceeds a certain value by collating with the acceleration at the point, the parameter of the virtual building model is set so that the error is within the certain value. A parameter correction step for calculating a correction value of
A building damage estimation comprising: a virtual building model updating step of updating the virtual building model by setting a correction value of the parameter calculated in the parameter correcting step as a parameter used in the virtual building model deriving step Method.
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Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017194309A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社大林組 | Earthquake damage estimation system, structure having earthquake damage estimation system, and earthquake damage estimation program |
JP2019015713A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-31 | 河村電器産業株式会社 | Seismoscopic relay |
JP2019039861A (en) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | アズビル株式会社 | Building disaster-affected estimation system and method |
CN110134682A (en) * | 2019-04-16 | 2019-08-16 | 同济大学 | Data interactive method and data library device based on earthquake motion database sharing |
JP2020046329A (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | アールシーソリューション株式会社 | Long-period ground motion relevant information notification system, long-period ground motion relevant information notification server, portable terminal, and long-period ground motion relevant information notification method |
JP2020128951A (en) * | 2019-02-12 | 2020-08-27 | 国立研究開発法人防災科学技術研究所 | Building damage state estimation system and building damage state estimation method |
IT202000005938A1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-09-19 | Franco Ferri | System and method for managing the risk deriving from vibrations |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008298704A (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Damage diagnosis system of building |
JP2012168008A (en) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Ohbayashi Corp | Earthquake damage determination system, structure with the same and earthquake damage determination program |
JP2013200284A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Shimizu Corp | Earthquake detection device |
JP2014016249A (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Ntt Facilities Inc | System and method for evaluating earthquake resistance of building |
JP2014114145A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Toda Constr Co Ltd | Building safety management system |
US20140324356A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Republic Of Korea (National Disaster Management Institute) | Apparatus for evaluating safety of building using earthquake acceleration measurement |
-
2015
- 2015-04-02 JP JP2015075660A patent/JP6549877B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008298704A (en) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Sekisui Chem Co Ltd | Damage diagnosis system of building |
JP2012168008A (en) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Ohbayashi Corp | Earthquake damage determination system, structure with the same and earthquake damage determination program |
JP2013200284A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Shimizu Corp | Earthquake detection device |
JP2014016249A (en) * | 2012-07-09 | 2014-01-30 | Ntt Facilities Inc | System and method for evaluating earthquake resistance of building |
JP2014114145A (en) * | 2012-12-12 | 2014-06-26 | Toda Constr Co Ltd | Building safety management system |
US20140324356A1 (en) * | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Republic Of Korea (National Disaster Management Institute) | Apparatus for evaluating safety of building using earthquake acceleration measurement |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017194309A (en) * | 2016-04-19 | 2017-10-26 | 株式会社大林組 | Earthquake damage estimation system, structure having earthquake damage estimation system, and earthquake damage estimation program |
JP2019015713A (en) * | 2017-07-03 | 2019-01-31 | 河村電器産業株式会社 | Seismoscopic relay |
JP2019039861A (en) * | 2017-08-28 | 2019-03-14 | アズビル株式会社 | Building disaster-affected estimation system and method |
JP2020046329A (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | アールシーソリューション株式会社 | Long-period ground motion relevant information notification system, long-period ground motion relevant information notification server, portable terminal, and long-period ground motion relevant information notification method |
WO2020059321A1 (en) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | アールシーソリューション株式会社 | System for communicating information relating to long period ground motion, server for communicating information relating to long period ground motion, mobile terminal, and method for communicating information relating to long period ground motion |
JP2020128951A (en) * | 2019-02-12 | 2020-08-27 | 国立研究開発法人防災科学技術研究所 | Building damage state estimation system and building damage state estimation method |
JP7117737B2 (en) | 2019-02-12 | 2022-08-15 | 国立研究開発法人防災科学技術研究所 | Building Damage Estimation System and Building Damage Estimation Method |
CN110134682A (en) * | 2019-04-16 | 2019-08-16 | 同济大学 | Data interactive method and data library device based on earthquake motion database sharing |
IT202000005938A1 (en) * | 2020-03-19 | 2021-09-19 | Franco Ferri | System and method for managing the risk deriving from vibrations |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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