JP2019117195A - 構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法 - Google Patents
構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
対象構造物の各層に微動計を鉛直アレー状に設置して得られた微動時刻暦から各層の層間変位微動時刻暦を算出し、得られた各層間変位微動時刻暦のRMSと基準点の変位時刻暦のRMSとの比である層間変位エネルギー伝達率をそれぞれを算出し、次に、層間変位エネルギー伝達率に診断基準が想定する地震動に対する基準点変位を乗じて前記地震動で生ずる層間変位を算出し、該層間変位と降伏変位との比をとってこれを0.6倍することで、前記耐震診断基準で用いている終局時累積強度指標と形状指標との積を算出し、得られた前記積と耐震診断基準で必要とされる値(通常0.3)を比較することにより、耐震診断基準の想定する地震動に対する安全性を診断し、また、前記積の大きさの経年変化あるいは地震被災後の変化から、劣化、損傷の有無を診断することを特徴とする。
以上から、微動観測によって、次のような指標を計算し、構造物の動的性質、及び地震時の挙動を予測計算し、現行の耐震性能評価指標及び新たな評価指標を計算する。
構造物内のある点のある方向の微動変位の中心周期Tc[sec]は次のように計算する.
構造物内のある部分に設置した複数の微動計で得られた時刻暦の中心周期をそれぞれ計算し、互いに比較することでその部分が固有の振動モードで振動しているかどうかを判断することができる。
現行の建築物の耐震基準及び耐震診断基準では、図6(b)に示す力学モデルを背景に、建物の第j層に作用する地震力(Pj)を震度(kj)とその層の重量(wj)の積として表している。
図1(b)のモデルで、第i層に対する地震の作用を考える場合に、その層が支持する部分b(第i層から第n層まで)の平均加速度、平均速度等のRMSあるいは最大値を与える次のような指標を用いると便利である。
数式13で、j=1とした平均加速度伝達率Baikは、構造物の平均絶対加速度のa(表7のa欄参照)と基準点の絶対加速度のb(表7のb欄参照)の比、即ち、構造物全体を、図7のように1自由度系に縮約した場合の加速度応答倍率Ramkの期待値である。
耐震基準では、建築物の構造モデルの各層にAi分布するせん断力を漸増させて載荷し、第i層が降伏する時に第i層に作用している層せん断力a(表8のa欄参照)を、保有水平耐力b(表8のb欄参照)であると定義している。
地盤の微動によって構造物に生ずる層せん断力と基準点の加速度の関係は、本明細書の段落「0064」〜「0080」にて定義した平均加速度伝達率(Baik )によって表せる。また、層間変位と基準点の加速度の関係は本明細書の段落「0067」にて定義した伝達率を用いて表現することができる。これらを用いて、構造物が線形に応答した場合に第i層の層間変位の最大値が降伏変位に達するときの、層せん断力の期待値が計算できる。これを、第i層以外は降伏しないと仮定した場合の保有水平耐力の期待値c(表8のc欄参照)であると考えることができる。
基準点のk方向の加速度d(表8のd欄参照 )に対する第i層k方向の層間変位(eik(t))のエネルギー伝達率e(表8のe欄参照)を、それぞれのRMSの比として次のように定義する。
また、保有水平耐力に達するときの第一層の層せん断力係数、即ち、ベースシア係数Cui1km は、数式8の関係から、上式をAiで除すことで求められる。これは、数式9、数式17及び数式19を用いて、加速度応答倍率Ramkと基準点の加速度に対する層間変位のエネルギー伝達率a(表10参照)で表せることが分かる。
耐震診断基準では、中低層RC系建築物の各階(各層)の梁間および桁行き方向(水平2方向)それぞれについて、構造耐震指標Isを、保有性能基本指標E0と形状指標SD 、および経年指標Tの積として表している。
非線形応答計算、即ち、構造物のある層が降伏強度に達した以降、即ち、応力に関して非線形性を呈した以降、構造物が地震の作用を受けてどのように変形し運動するかを設計図書に記載された情報あるいは記載する予定である情報から、計算で求めることは、地震動を特定し、構造物と地盤を図6(b)あるいは図7のように単純化したとしても容易ではない。
E[*]:*の期待値 [演算子]
a(表15参照):復元力 [N]
eik(t):上面と下面の相対変位 [m]
Acik:限界加速度 [m/sec2]
Σw:支持する重量 [N]
s0:強震継続時間 [sec]
Tvik:速度時刻歴の中心周期 [sec]
σaik:加速度時刻歴のRMS [m/sec2]
αvik:速度時刻歴のバンド幅指数 [無次元]
σvik:速度時刻歴のRMS [m/sec]
RYik:降伏変形角 [無次元]
H0ik:標準階高 [m]
a(表18参照):基準点加速度に対する層間変位エネルギー伝達率[無次元]
Tvik:微動速度時刻歴の中心周期 [sec]
αvik:微動速度時刻歴のバンド幅指数 [無次元]
ただし、バンド幅指数は、その時刻暦の中心振動数を微分時刻暦の中心振動数で除したものであり、微動速度時刻暦のバンド幅指数は、微動速度時刻暦の中心振動数と微動加速度時刻暦の中心振動数の比である。
Σm:質量 [kg]
Baik:平均加速度伝達率(数式13参照) [無次元]
Bvik:平均速度伝達率(数式14参照) [無次元]
s0:強震継続時間 [sec]
Vmaxk:最大速度 [m/sec]
Amaxk:最大加速度 [m/sec2]
γv:速度時刻歴のピークファクター [無次元]
γa:加速度時刻歴のピークファクター [無次元]
構造物のある層の地震の作用による損傷の度合いは、履歴吸収エネルギーに比例すると仮定して、その限界値との比を損傷度(Id)と称して設計指標とすることができる。
Idik:損傷度 [無次元]
Wmik:履歴吸収エネルギー [Nm2/sec2]
Wlik:履歴吸収エネルギーの限界値 [Nm2/sec2]
nkj:限界繰り返し回数 [無次元]
qkj:強度 [N]
Fjk:靱性指標 [無次元]
eYj:降伏変位 [m]
RYik:降伏変形角 [rad]
H0ik:階高 [m]
Nik:限界繰り返し回数 [無次元]
a(表19参照):降伏層せん断力(保有水平耐力) [N]
Fuik:靭性指標 [無次元]
Σm:支持する部分の質量 [kg]
微動診断(MTD2017)では、観測した微動時刻暦から、構造物の振動増幅特性をエネルギー伝達率のサンプル平均として定量化する。また、振動モードを可視化し、固有周期とバンド幅を計測する。耐震性評価に当たっては、構造物の1階、地下階等に設けた基準点の大地震による振動を入力として、エネルギー伝達率から、弾性最大応答を推定し、構造耐震指標の期待値を計算する。また、注目層あるいは部分が支持する部分の平均加速度、速度の予測値から履歴吸収エネルギーを推定し、損傷度を計算する。以上に必要な地震動レベルの設定は、各設計者の判断によるが、現行基準等の想定レベルを微動診断入力値に換算して表示することは有効である。
なお、最近の地震環境の地震動レベルは、現行基準のレベルを一桁上回っており、弾性最大応答を基本とする現行基準の枠組み及び微動診断の枠組みの入力地震動として用いても意味がない。このレベルの地震動に対する耐震設計は現行法とは根本的に違う方法で行う必要がある。
合理的耐震設計において、微動診断は以下の役割を担う。
構造物が竣工した後に微動診断を実施し、振動モード、振動周期(Tm)、層せん断力分布係数(Aim)、応答倍率(Ramk、Rvmk)、累積強度指標a(表20参照)、損傷度(Idm)を計測し、設計計算と比較して、計算・工事の妥当性を確認するとともに、必要に応じて、対策工を追加する。なお、上記各指標は、構造物全体で計算するとともに、部分に設置した鉛直アレー計測で、その部分の振動特性も把握する。
定期的に微動診断を実施し、前項の各指標を計測し、構造物の劣化等が認められた場合には補修を行う。また、補修後に再度微動診断を実施して補修効果を確認する。
現行基準あるいは旧耐震基準で建設された既設構造物に対して微動診断を実施し、必要に応じて、対策工を設計・施工する。また、補強前後に計測・診断を行い、補強効果を定量的に確認する。
微動診断を実施した建物が地震に被災した場合を実施例として、被災度と診断指標の関係を分析し、今後の設計法、診断法、各指標の基準値等の改定に繋げる。
昭和47年(1972年)竣工の地下1階、地上4階、述床面積838m2(X方向1スパン、Y方向3スパン)のRC造病院建物(4階はS造、仮称Y病院)11における1階12から4階15は、図12〜図15に示すとおりであり、このRC造病院建物11に対して、微動診断を実施した結果を紹介する。平成26年4月に耐震診断が実施されており、値が0.6を超える補強計画も立案されたが、病院を稼動しながらの工事は実施不可能と判断し、倒壊を防止する目的で、SRF工法(ポリエステル繊維ベルトによる巻きたて工法:本明細書の段落「0194」参照)で主要な柱を補強する「軸耐力補強」が施工されている。
表21には、数式32に示した累積強度指標の期待値(CTSD)mikの補強前後の値を耐震診断計算から得られたCTUSDと比較して示す。計測1とは、A2通の鉛直アレー、計測2とはA4通の鉛直アレーを示す。また、表22には補強前後の変化率と計算値との比較を示している。表23及び表24には、基準化入力エネルギーについて、補強前後の微動診断で得られた値WKomikと計算で得られた値WKoikと補強前後の変化率及び計算との比較を示す。また、表25及び表26には、損傷度の期待値(Id0m)の補強前後の値と計算値(Id)及び補強前後、計算との比較を示す。なお、表21中の括弧内は、第二種構造要素を考慮した値である。また、損傷度の計算とは、履歴吸収エネルギーの限界値を耐震診断の計算で求めた部材グループの強度と靱性から、数式47で計算し、履歴吸収エネルギーを略算式で計算したものである(本明細書の段落「0199」参照)。さらに、本例の計算では、履歴吸収エネルギーの計算に用いる限界加速度を求めるにあたり(本明細書の段落「0149」参照)、保有水平耐力ではなく、累積強度指標と形状指標の積(数式32参照)を用いている。
表27には、層せん断力の高さ方向の分布を表す係数Aiの期待値(Aimk)の補強前後の値を、数式9によって、微動観測によって得られた絶対加速度エネルギー伝達率a(表4参照)と構造物の各層の質量mjから計算したものを、現行基準の計算式(数式10)から得られた値と比較して示し、表29には補強前後の変化率及び計算と実測の比を示している。
微動観測結果から、数式13及び数式14によって平均加速度、平均速度伝達率を計算し、補強前後の値を比較して表30及び表31に示している。これらは、構造物の第i層が支持する部分の空間平均加速度、あるいは速度と規準点の加速度、あるいは速度との比である。従って、一階の値は、構造全体の平均応答倍率となる。また、Aiは、平均加速度エネルギー伝達率Baikの各階の値を一階の値で規準化した値である(数式17参照)。
表32には、補強前後の微動加速度のRMS、及びエネルギー伝達率と補強前後の変化率を示す。表52には、補強前後の微動加速度の中心周期とバンド幅指数を示す。同様に表34〜表37には、微動速度、変位に関して特性を掲載している。加速度計により、微動加速度を計測し速度、変位はこれを10Hzのハイカット及び0.2Hzのローカットフィルタ処理した後に線形加速度法で積分して求めている。各表中で、階とは、その階の床面である。
計測対象は、1994年竣工の地上11階SRC造(X方向2スパン、Y方向1パン、一階部分が駐車場のピロティ集合住宅建物(図24参照)である。ただし、X方向には階段室等がある。平成29年8月末から9月に掛けて、一階の独立柱2本(A2、A3)をSRF工法(本明細所の段落「0194」の1行目から3行目参照)で巻きたてた。2階〜11階までは、住戸であり、2階〜10階の2通が耐震壁である。
計測は、各階のB2及びB3柱付近にそれぞれ計器を設置しての鉛直アレー2列と、一階及び屋上のB1、A2(図25参照)、B3付近にそれぞれ3台ずつの計器を配置しての3点平面観測である。補強前は、平成29年8月25日に4台の計器で補強後は、同年12月19日に12台で実施した。なお、B2付近では2階に立ち入れなかった。図26の一階平面図に補強した柱位置と計器配置を示す。
図27は、補強後のB3鉛直アレーの微動変位の水平2方向の軌跡を各階毎に6分間の計測を2分ずつ3つのパートに分けて表示している。一階から上層階に向けて増幅していること、各点がほぼ円運動していることが読み取れる。
図29は、ブロック塀、基礎および地盤と微動計との配置関係を示す模式図であり、微動計1をブロック塀16の頂部17、基礎18あるいは、基礎18付近の地盤面20に水平に設置する。微動計1をブロック塀16の頂部17に設置する場合は、微動計1の足1aがブロック塀16の頂部17の中心線上にくるようにする。頂部17および周辺地盤21上に設置するとき、および、基礎18上のフリクが大きい場合には、鉄板を用いる。
頂部17および基礎18上での6分間程度同時計測をする。データは、建物診断と同様に、フリーキックと微動診断用エクセルを用いて分析する。このとき、階高は、ブロック塀16の高さ(頂部17の微動計1と基礎18あるいは周辺地盤21の微動計1のz座標の差)Hとし、層の支える重量はゼロとする。
計算は、それぞれの時刻歴の速度、変位の計算、RMS、中心周期、および伝達率とする。層間変位あるいは、頂部の絶対変位を注目時刻歴d(t)とし、基礎17あるいは周辺地盤21の計測点(図29中のNo.1参照)を基準点とし、これとの伝達率(hdk)を計算する。
診断基準が想定する大地震に対する基準点変位xGkmaxを2.5cmとしたときの頂部23の相対変位、あるいは絶対変位を下式(黄色本 式1.4.8)で予測する。
?場所: 大阪府枚方市 某マンション ブロック塀
?構造:CB造
?厚さ:150[mm]
?延長:〜15000~[mm]
?高さ:1870[mm] (基準となる計測装置から頂部までの高さは、1790[mm]
・ブロックサイズ:(厚さ×延長×高さ)150[mm] ×390[mm]×200[mm]
?控壁:無し
?微動計測装置4台使用
地震の作用は地動加速度に比例する慣性力であるとする方法(慣性力近似)は、新旧耐震基準の別、動的、静的計算に関らず、現行の耐震設計の基本原理となっている。これは、有限要素法に代表される数値計算法、デジタルコンピュータの発達と相まって、1960年代の後半から現在まで、未だかつて地上に存在しなかった規模、形状、材質の構造物を、我が国を始めとする世界中の地震帯地域に続々と建設する原動力となった。
新耐震基準で構造物の崩壊過程を数値的に追うように規定されたことにより専用ソフトがないと構造設計ができないほど、耐震計算は複雑化した。専門家でも、構造耐震指標や保有水平耐力、あるいは、動的解析の計算過程の詳細な把握は物理的にできない。コンピュータの打ち出す数値を信じるしかないのが現状である。一方で、20世紀末から今世紀にかけ、地震活動は活発さを増し、観測される地震動の大きさ、継続時間ともに、1970年代までの地震観測に基づいて定められた現行基準の想定を数倍から一桁上回っている。
地震時に構造物に求められる性能としては、損傷が少なく、使用継続できることが大きい。地動加速度が1Gを超えるような最近の地震動レベルでは、保有水平耐力等の指標を用いて、構造物が非線形化した後を追跡することは物理学的に困難であるだけでなく、使用継続性を確保するという観点からは、非線形化自体を生じない構造物、即ち、診断基準で述べられているように、強度が高い(非線形化のハードルが高い)建物が望まれる。
応答計算で分かることは、ある特定の地震動、あるいは、一般的な地震動に対して、構造物地盤系が線形に応答した場合の振動モード、最大加速度、速度、変位、履歴吸収エネルギー等である。微動診断により、弾性範囲内の計算に必要な情報を直接得ることができる。また、計算と実測の比較も容易である。
地震の作用は、近接作用である。震源から周辺地盤へ、そして周辺地盤から基礎へ、土台から一階の柱へと、下から上へ伝わってくるという実現象に則して、想定地震動(計算に用いる地震動)を決めることが合理的である。現行の建築基準が行っているように、構造物の応答加速度、あるいは、応答スペクトルを予め決める方法は合理的でないだけでなく、構造物に過度の地震力を発生させ倒壊したり大きな損傷を受ける危険性がある。ましてや、応答スペクトルに合うような地震動を数値的に合成し、時刻暦応答解析を行うことは、本末転倒になる。
地動加速度が1Gを超え、継続時間が数分以上に渡るような最近の地震動では、木造から超高層まで、目に見える変位が生ずることは避けられず、また、多数の繰り返し変位が生ずることを明確に取り入れた評価指標が必要である。さらに、構造物の層毎に、指標を集計するのではなく、個々の部材、部分に関する指標の集合体を用いて性能評価を行う必要がある。
微動診断では、使用継続性を直接評価する指標として、損傷度を定義して用いている。これを収震性能指標と称している。
最近の地震動レベルでは、現行基準が想定しているような、全体崩壊形を呈する構造物では、計算上倒壊することは避けられず、使用継続性は望むべくもない。大きく変形・振動させ、地震動のエネルギーを吸収する部分と損傷限界内の変形に収める部分を予め計画する構造が合理的である。
整形なRC系構造物では、各々の柱の柱頭、柱脚部が曲げヒンジとなり、全体的な変形と運動を生ずる。偏心したもの、ピロティでは、壁の少ない部分の柱頭、柱脚が稼働し、ピロティ階、偏心で振られる部分が大きく振動しエネルギーを吸収することで、その他の階、部分の変形は小さく抑えることができる。
RC系構造物では、岩盤立地でない限り、構造躯体の剛性は周辺地盤に比べて十分大きいので、上記の躯体の振動部分に加えて、周辺地盤と躯体の境界(基礎)によるエネルギー吸収を計画的に行うことを考えたい。基礎と周辺地盤の相対運動を設計に取り入れることが有効である。木造では、個々の接合部、釘打ち部の変形・エネルギー吸収能力が大きいので、3次元的な可動性、復元性のある接合部、釘打ち部とする。また、基礎からの土台の浮き上がりによる地震作用の低減を具体的に設計に反映したい。
微動診断で現行基準の想定地震動に対して、構造物各部分の累積強度指標及び損傷度を計算し、固有振動モードを可視化することで、振動の腹、節を抽出し、要の部材、及び接合部に対してエネルギー吸収能力を付与する補強を行うことで、大地震に耐える運動能力とエネルギー吸収能力を持つ構造とすることができる。上記の補強には、SRF工法が有効である。
構造物が竣工した後、あるいは、改修工事が完了した後に微動診断を実施し、振動モード、振動周期(Tm)、層せん断力分布係数(Aim)、応答倍率(Ramk、Rvmk)、累積強度指標(CTSD)m 、損傷度(Idm)を計測し、設計計算と比較して、計算・工事の妥当性を確認するとともに、必要に応じて、対策工を追加する判断材料とすることができる。なお、上記各指標は、構造物全体で計算するとともに、部分に設置した鉛直アレー計測で、その部分の振動特性も把握する。
現在は、新築の中間検査と確認検査は、検査員が目視により、図面との整合性を確認しているに留まっている。耐震改修に関しても同様である。微動診断により、検査員の判断指標に客観的な数値を加えることができる。
定期的に微動診断を実施し、前項の各指標を計測し、構造物の劣化等が認められた場合には補修を行う判断材料とする。また、補修後に再度微動診断を実施して補修効果を確認する資料とすることができる。
現行基準あるいは旧耐震基準で建設された既設構造物に対して微動診断を実施し、耐震性能を評価し、必要に応じて、対策工を設計・施工する資料とする。また、補強前後に計測・診断を行い、補強効果を定量的に確認する資料とすることができる。
現在は、数ヶ月の期間と数百万円あるいは一千万円以上の費用を投じて耐震診断が実施されている。これは、計算が、複雑でかつ高度の専門知識を要する為である。診断計算を単純化し、微動診断によって得られた指標と総合して判断することとすれば、費用と時間を大幅に縮減することができる。
今後、多数の実測例が蓄積され、実地震での実被害・無被害との相関分析等が行われれば、計算と診断者の判断の比率を最小化し、微動診断結果を主とした耐震診断と改修箇所の抽出等の改修設計が可能になると期待される。さらに、新築時、改修後、及び定期検査における微動診断の役割を増やし、計算と判断を必要な範囲に絞り込むことが可能になる。
1a 足
2 分析器
10 構造物
10a,10b,10c 層境界面
11 RC造病院建物
12 1階
13 2階
14 3階
15 4階
16 ブロック塀
17 頂部
18 基礎
20 地盤面
21 周辺地盤
Claims (7)
- 振動特性指標の一つとして現行の耐震基準で規定されている構造物の一次固有周期を微動変位時刻暦の二乗平均値平方根(以下、「RMS」という。)と微動速度時刻暦のRMSとから得られる中心周期として算出するに際し、
対象構造物の各層に微動計を鉛直アレー状に設置して得られた微動変位時刻暦のRMSと速度時刻暦のRMSとを算出し、
得られた比から中心振動数を算出し、
該中心振動数を周期に換算して行い、
得られた前記周期と耐震設計で仮定した一次固有周期を比較することにより、設計及び施工の妥当性を診断し、また、前記周期の経年変化あるいは地震被災後の変化から、劣化、損傷の有無を診断することを特徴とする構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法。 - 振動特性指標の一つとして現行の耐震基準で規定されている構造物の層せん断力の高さ方向の分布係数を微動加速度時刻暦のRMSと基準点の加速度時刻暦のRMSとの比を求めて得るに際し、
対象構造物の各層に微動計を鉛直アレー状に設置して得られた微動加速度時刻暦のRMSと基準点の加速度時刻暦のRMSとの比である加速度エネルギー伝達率を求めるとともに、
前記対象建造物のある層が支持する部分である該層から上の層の絶対加速度エネルギー伝達率を各層の質量で加重平均した結果を平均加速度エネルギー伝達率とし、
次いで、各層の平均加速度エネルギー伝達率を最下層の平均加速度エネルギー伝達率で除して前記対象構造物の層せん断力の高さ方向の分布係数を求め、
得られた前記分布係数と耐震設計で仮定した値を比較することにより、設計及び施工の妥当性を診断し、また、前記分布係数の経年変化あるいは地震被災後の変化から、劣化、損傷の有無を診断することを特徴とする構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法。 - 地震時の安全性に係る指標の一つとして現行の建築物の耐震設計基準で規定されている保有水平耐力(構造物のある層が降伏するときの層せん断力の大きさである降伏層せん断力)を微動計測結果から得るに際し、
対象構造物の各層に微動計を鉛直アレー状に設置して得られた微動時刻暦から各層の層間変位微動時刻暦を算出し、
得られたそれぞれの層間変位微動時刻暦のRMSと基準点の加速度時刻暦のRMSとの比である層間変位基準点加速度エネルギー伝達率を算出し
前記対象構造物の各層の絶対加速度時刻暦のRMSと基準点の加速度時刻暦のRMSとの比である絶対加速度エネルギー伝達率をそれぞれを算出するとともに、
前記対象建造物のある層が支持する部分である該層から上の層の絶対加速度エネルギー伝達率を各層の質量で加重平均した結果を平均加速度エネルギー伝達率とし、
次いで、層間の降伏変位を層間変位基準点加速度エネルギー伝達率で除して層間変位が降伏変位に達するときの基準点加速度の大きさを求め、これに平均加速度エネルギー伝達率を乗じて該層が降伏変位に達するときの層せん断力の大きさを算出し、
得られた前記層せん断力の大きさと耐震設計で仮定した値を比較することにより、設計及び施工の妥当性を診断し、また、前記層せん断力の大きさの経年変化あるいは地震被災後の変化から、劣化、損傷の有無を診断することを特徴とする構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法。 - 地震時の安全性に係る指標の一つとして耐震診断基準で用いている終局時累積強度指標と形状指標との積を微動計測結果から得るに際し、
対象構造物の各層に微動計を鉛直アレー状に設置して得られた微動時刻暦から各層の層間変位微動時刻暦を算出し、
得られた各層間変位微動時刻暦のRMSと基準点の変位時刻暦のRMSとの比である層間変位エネルギー伝達率をそれぞれを算出し
次に、層間変位エネルギー伝達率に診断基準が想定する地震動に対する基準点変位を乗じて前記地震動で生ずる層間変位を算出し、
該層間変位と降伏変位との比をとってこれを0.6倍することで、前記耐震診断基準で用いている終局時累積強度指標と形状指標との積を算出し、
得られた前記積と耐震診断基準で必要とされる値を比較することにより、耐震診断基準の想定する地震動に対する安全性を診断し、また、前記積の大きさの経年変化あるいは地震被災後の変化から、劣化、損傷の有無を診断することを特徴とする構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法。 - 地震時の安全性に係る指標の一つとして構造物の履歴吸収エネルギーを微動計測結果から得るに際し、
微動観測で得られた前記平均加速度エネルギー伝達率、及び該平均加速度エネルギー伝達率を用いて、その層の降伏層せん断力及びその層が支持する部分の平均運動エネルギーを算出し、
その層の上面に設置した微動計から得られた時刻暦から、その層が支持示する部分の振動の固有周期とバンド幅指数とを算出し、これら平均運動エネルギーと固有周期とバンド幅指数とから前記構造物の履歴吸収エネルギーを算出し、
得られた前記履歴吸収エネルギーの速度換算値と現行の耐震設計で用いられている値を比較することにより、設計及び施工の妥当性を診断し、また、前記換算値の大きさの経年変化あるいは地震被災後の変化から、劣化、損傷の有無を診断することを特徴とする構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法。 - 地震時の安全性に係る指標の一つとして構造物の損傷度を微動計測結果から得るに際し、
請求項5で得た履歴吸収エネルギーを限界値で除して損傷度を算出し、
得られた前記損傷度を基準値と比較することにより、想定する地震動に対する使用継続性の有無を診断し、また、前記損傷度の大きさの経年変化あるいは地震被災後の変化から、劣化、損傷の有無を診断することを特徴とする構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法。 - 前記限界値は、微動計測結果から算出した降伏層せん断力に、層を構成する代表的な部材に対する模型実験から定めた靱性指標と限界繰り返し回数から得る請求項6に記載の構造物の常時微動に基づく構造物の診断評価方法。
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