JP4005004B2 - Earthquake damage prediction apparatus, earthquake damage prediction method, and earthquake damage prediction program - Google Patents

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Description

本発明は、地震被害予測装置、地震被害予測方法及び地震被害予測プログラムに係り、より詳しくは、地震動による建物の被害状況を予測する地震被害予測装置、地震被害予測方法及び地震被害予測プログラムに関する。   The present invention relates to an earthquake damage prediction apparatus, an earthquake damage prediction method, and an earthquake damage prediction program. More particularly, the present invention relates to an earthquake damage prediction apparatus, an earthquake damage prediction method, and an earthquake damage prediction program for predicting the damage status of a building due to earthquake motion.

近年、建物の証券化の広がりに伴い、建物の価値を評価するデューデリジェンス業務の重要性が増している。その一方で、近年始まったPFI(Private Finance Initiative)による事業においても天災等の予測できない事態に対するリスク管理が要求されており、高度なリスク評価技術が求められている。   In recent years, due to the expansion of securitization of buildings, the importance of due diligence operations to evaluate the value of buildings has increased. On the other hand, risk management for unpredictable situations such as natural disasters is also required in projects by PFI (Private Finance Initiative) that has recently started, and advanced risk assessment techniques are required.

これに伴い、建物の価値の評価やリスク評価のための重要な指標であるPML(Probable Maximum Loss、予想最大損失)値の導出精度の向上が要望されている。また、建築基準法が仕様規定から性能規定に変わったが、新築建物の性能明示、アカウンタビリティのためにもPML値は信頼性評価指標として有効なものであり、この意味においても導出精度の向上が要望されている。   Along with this, there is a demand for improving the accuracy of deriving PML (Probable Maximum Loss) values, which are important indicators for building value evaluation and risk evaluation. In addition, the Building Standards Law has changed from the specification rules to the performance rules. However, the PML value is also effective as a reliability evaluation index for the purpose of clarifying the performance and accountability of new buildings. It is requested.

なお、PML値は、50年間の超過確率10%(再現期間475年)の地震により生じるであろう被害額の90%非超過値を当該建物の再調達価格に対する比で表した値であり、建物の耐震性能を示す指標として広く用いられている。   The PML value is a value that represents the 90% non-exceeded value of the amount of damage that would be caused by an earthquake with an excess probability of 10% (reproduction period 475 years) over 50 years, as a ratio to the replacement cost of the building, It is widely used as an index to show the earthquake resistance of buildings.

従来、高精度にPML値を導出するための技術として、非特許文献1には、地震波を模擬的に発生させ、これを用いて建物モデルの応答解析を行い、当該解析結果に基づいて損傷度曲線を決定し、当該損傷度曲線に基づいてPML値を導出する技術が開示されている。   Conventionally, as a technique for deriving a PML value with high accuracy, Non-Patent Document 1 discloses that a seismic wave is simulated and a response analysis of a building model is performed using this, and a damage degree is calculated based on the analysis result. A technique for determining a curve and deriving a PML value based on the damage curve is disclosed.

この技術では、まず、対象とする地域の地盤条件等に基づいて図11(A)に示すような地震危険度曲線(ハザード曲線)を導出する。   In this technique, first, an earthquake risk curve (hazard curve) as shown in FIG. 11A is derived based on the ground conditions of the target area.

次に、当該地震危険度曲線における各最大加速度値について各値を超える地震のマグニチュードの平均値をハザード適合マグニチュードとして算出し、当該ハザード適合マグニチュードを用いて模擬地震波を生成する。   Next, an average value of magnitudes of earthquakes exceeding each value for each maximum acceleration value in the earthquake risk degree curve is calculated as a hazard-adapted magnitude, and a simulated seismic wave is generated using the hazard-adapted magnitude.

次に、生成した模擬地震波を用いて建物モデルの応答解析を行い、図11(B)に示すように被害程度(同図では、小破、中破、大破の3段階の被害程度)毎の損傷度曲線を導出する。   Next, a response analysis of the building model is performed using the generated simulated seismic wave, and as shown in FIG. 11 (B), the damage level (in the same figure, the damage levels of the three stages of small damage, medium damage, and large damage) Deriving the damage curve.

そして、導出した損傷度曲線から、それぞれの再現期間475年の地震動(最大加速度)による損傷確率を求め、当該損傷確率に基づいて損失の確率分布を算出し、当該確率分布に基づいてPML値を導出する。
坂本 成弘、他2名,「建物のPML値の評価手法および試算例」,大成建設技術センター報,2002年,第35号,p.28−1〜28−6
Then, from the derived damage degree curve, the damage probability due to the ground motion (maximum acceleration) of each reproduction period 475 is obtained, the probability distribution of loss is calculated based on the damage probability, and the PML value is calculated based on the probability distribution. To derive.
Naruhiro Sakamoto and two others, “Evaluation method and trial calculation example of PML value of buildings”, Taisei Construction Technology Center Bulletin, 2002, No. 35, p. 28-1 to 28-6

しかしながら、上記非特許文献1に記載の技術では、模擬地震波による応答解析結果から損傷度曲線を求めているが、建物全体の損傷状態を中破、大破等に分類し、応答値が当該損傷状態のクライテリアを超えた層がある場合に「建物全体」が当該損傷状態になるものとしている。そして、PML値の算出に当たっては、このような建物全体の各損失状態に応じて損失(損失額/建物価格)を与え、各損傷状態となる確率を考慮してPML値を算出している。 However , in the technique described in Non-Patent Document 1, a damage degree curve is obtained from a response analysis result by a simulated seismic wave. However, the damage state of the entire building is classified as medium damage or major damage, and the response value is the damage state. If there is a layer that exceeds the above criteria, the entire building will be in the damaged state. In calculating the PML value, a loss (loss amount / building price) is given according to each loss state of the entire building, and the PML value is calculated in consideration of the probability of each damage state.

このように、上記非特許文献1に記載の技術では、層単位の評価にとどまっているため、必ずしも充分な精度の被害予測ができるとは限らない、という問題点があった。 Thus, in the technology described in Non-Patent Document 1, since the staying in the evaluation of the layer units, necessarily not necessarily also be sufficient accuracy damage estimation, there is a problem that.

本発明は上記問題点を解消するためになされたものであり、地震動による建物の被害状況を高精度に予測することができる地震被害予測装置、地震被害予測方法及び地震被害予測プログラムを提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an earthquake damage prediction apparatus, an earthquake damage prediction method, and an earthquake damage prediction program capable of predicting the damage status of a building due to earthquake motion with high accuracy. With the goal.

記目的を達成するために、請求項1記載の地震被害予測装置は、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成する地震波生成手段と、前記地震波生成手段により生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出する層間変位導出手段と、前記層間変位導出手段により導出された最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、を備えている。 To achieve the above Symbol purpose, earthquake damage prediction apparatus comprising: a seismic wave generating means generates a plurality of seismic waves in the region that has been built buildings to be subjected to damage estimation, generated by the seismic wave generating means A dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model is performed using a plurality of seismic waves, and an interlayer displacement deriving means for deriving at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle, and the interlayer displacement deriving means Static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model is performed using at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle, and the damage state is derived for each member used in the building, and the seismic motion is based on the damage state. Predicting means for predicting the degree of damage to the building.

請求項1記載の地震被害予測装置によれば、地震波生成手段によって被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波が複数生成され、層間変位導出手段により、前記地震波生成手段により生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析が行われて、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方が導出され、予測手段により、前記層間変位導出手段により導出された最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析が行われ、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態が導出され、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度が予測される。 According to the earthquake damage prediction apparatus according to claim 1, a plurality of seismic waves in the area where the building to be damaged is built are generated by the seismic wave generation means, and generated by the seismic wave generation means by the interlayer displacement deriving means. A dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model is performed using a plurality of seismic waves, and at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle is derived, and is derived by the interlayer displacement deriving unit by the prediction unit . Static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model is performed using at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle, and a damage state is derived for each member used in the building, and based on the damage state The degree of damage to the building due to earthquake motion is predicted.

すなわち、本発明では、複数の地震波を用いた建物モデルによる応答解析によって建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による建物に対する被害程度を予測しており、このような部材毎の損傷状態を考慮せずに予測する上記非特許文献1に記載の技術に比較して、より高精度に予測できるようにしている。
また、本発明では、質点系モデルと立体架構モデルの弾塑性解析によって2段階で応答解析を行って各部材毎に損傷状態を導出するので、より高精度に地震動による建物の被害状況を予測することができる。
That is, in the present invention, the damage state is derived for each member used in the building by the response analysis by the building model using a plurality of seismic waves, and the damage degree to the building due to the ground motion is predicted based on the damage state. In comparison with the technique described in Non-Patent Document 1 that predicts without considering the damage state of each member, the prediction can be performed with higher accuracy.
Further, in the present invention, since the damage state is derived for each member by performing response analysis in two stages by the elastic-plastic analysis of the mass system model and the three-dimensional frame model, the damage state of the building due to the earthquake motion is predicted with higher accuracy. be able to.

このように、請求項1に記載の地震被害予測装置によれば、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成し、生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出し、導出した最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測しているので、地震動による建物の被害状況を高精度に予測することができる。 Thus, according to the earthquake damage prediction apparatus according to claim 1 , a plurality of seismic waves in the area where the building subject to damage prediction is built are generated, and a plurality of generated seismic waves are used to generate a seismic point model. Perform dynamic elasto-plastic analysis to derive at least one of maximum layer shear force and maximum interlaminar deformation angle, and static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using at least one of the derived maximum layer shear force and maximum interlaminar deformation angle The damage status is derived for each member used in the building, and the degree of damage to the building due to earthquake motion is predicted based on the damage status, so the damage status of the building due to earthquake motion can be predicted with high accuracy. can do.

なお、本発明は、請求項2に記載の発明のように、前記部材を、構造部材及び非構造部材とすることができる。なお、上記構造部材には柱、梁、壁が含まれ、上記非構造部材には、内装、天井、非構造床、間仕切り、外装、設備、外構が含まれる。 In addition, this invention can make the said member into a structural member and a non-structural member like invention of Claim 2 . The structural member includes a column, a beam, and a wall, and the non-structural member includes an interior, a ceiling, a non-structure floor, a partition, an exterior, a facility, and an exterior.

これにより、これらの構造部材及び非構造部材の損傷状態が個別に加味された高精度な地震被害状況の予測が行える。   Thereby, it is possible to predict the earthquake damage situation with high accuracy in which the damage states of these structural members and non-structural members are individually taken into account.

また、上記目的を達成するために、請求項3記載の地震被害予測方法は、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成し、生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出し、導出した最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測するものである。 In order to achieve the above object, the earthquake damage prediction method according to claim 3 generates a plurality of seismic waves in an area where a building subject to damage prediction is built, and uses the generated seismic waves to generate a mass point. Dynamic elasto-plastic analysis is performed using a system model, and at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle is derived. An elasto-plastic analysis is performed, a damage state is derived for each member used in the building, and a degree of damage to the building due to earthquake motion is predicted based on the damage state.

従って、請求項3に記載の地震被害予測方法によれば、請求項1記載の発明と同様に作用するので、請求項1記載の発明と同様に、地震動による建物の被害状況を高精度に予測することができる。 Therefore, according to the earthquake damage prediction method according to claim 3, because they act in the same manner as the invention of claim 1, wherein, similarly to the first aspect of the present invention, predicts the damage status of the building by earthquake motion with high precision can do.

また、上記目的を達成するために、請求項4記載の地震被害予測プログラムは、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成する地震波生成ステップと、前記地震波生成ステップにより生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出する層間変位導出ステップと、前記層間変位導出ステップにより導出された最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測ステップと、をコンピュータに実行させるものである。 In order to achieve the above object, the earthquake damage prediction program according to claim 4 includes a seismic wave generating step for generating a plurality of seismic waves in a region where a building to be damaged is predicted, and the seismic wave generating step. A dynamic elasto-plastic analysis is performed using a mass system model using the generated seismic waves, and is derived by an interlayer displacement deriving step for deriving at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle, and the interlayer displacement deriving step. Static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle, deriving the damage state for each member used in the building, and based on the damage state And a prediction step of predicting the degree of damage to the building due to earthquake motion.

従って、請求項4に記載の地震被害予測プログラムによれば、コンピュータに対して請求項1記載の発明と同様に作用させることができるので、請求項1記載の発明と同様に、地震動による建物の被害状況を高精度に予測することができる。 Thus, according to claim 4, according to the earthquake prediction program, can be made to act in the same manner as the invention of claim 1, wherein the computer, in the same manner as the invention of claim 1, wherein, in a building by earthquake motion Damage status can be predicted with high accuracy.

請求項1に記載の地震被害予測装置、請求項3に記載の地震被害予測方法、及び請求項4に記載の地震被害予測プログラムによれば、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成し、生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出し、導出した最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測しているので、地震動による建物の被害状況を高精度に予測することができる、という効果が得られる。 According to the earthquake damage prediction apparatus according to claim 1 , the earthquake damage prediction method according to claim 3 , and the earthquake damage prediction program according to claim 4 , the area where the building subject to damage prediction is built Generate multiple seismic waves, and perform dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model using the generated seismic waves to derive at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle. Perform static elasto-plastic analysis with a three-dimensional frame model using at least one of the maximum interlayer deformation angles, derive the damage state for each member used in the building, and damage to the building due to earthquake motion based on the damage state Since the degree is predicted, it is possible to predict the damage situation of the building due to the earthquake motion with high accuracy.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。まず、図1を参照して、本発明が適用された地震被害予測システム10の構成を説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, the configuration of an earthquake damage prediction system 10 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.

同図に示すように、本実施の形態に係る地震被害予測システム10は、WWW(World Wide Web)サーバ20と、並列計算サーバ30と、を備えている。   As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment includes a WWW (World Wide Web) server 20 and a parallel computing server 30.

WWWサーバ20及び並列計算サーバ30は、地震被害予測システム10の提供者が所有するもので、WWWサーバ20はインターネット上に設けられており、並列計算サーバ30はWWWサーバ20からアクセス可能に設けられている。   The WWW server 20 and the parallel computing server 30 are owned by the provider of the earthquake damage prediction system 10. The WWW server 20 is provided on the Internet, and the parallel computing server 30 is provided so as to be accessible from the WWW server 20. ing.

並列計算サーバ30は地震被害の予測を並列処理によって高速に実行するものであり、地震被害予測システム10の核となるものである。また、WWWサーバ20は、地震被害予測システム10のユーザが所有する情報端末装置40(本実施の形態では、パーソナル・コンピュータ)と並列計算サーバ30との間の橋渡しの役割を有するものである。   The parallel computing server 30 executes earthquake damage prediction at high speed by parallel processing, and is the core of the earthquake damage prediction system 10. The WWW server 20 serves as a bridge between the information terminal device 40 (in this embodiment, a personal computer) owned by the user of the earthquake damage prediction system 10 and the parallel computing server 30.

本実施の形態に係る地震被害予測システム10では、ユーザにより情報端末装置40によってWWWブラウザ(Browser)を介してインターネット上のWWWサーバ20がアクセスされると、WWWサーバ20はアクセス元の情報端末装置40に対して各種データを入力するための画面データを送信する。   In the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment, when the WWW server 20 on the Internet is accessed by the information terminal device 40 through the WWW browser (Browser) by the user, the WWW server 20 is the access source information terminal device. The screen data for inputting various data to 40 is transmitted.

これに応じて情報端末装置40はWWWサーバ20から受信した画面データに基づく画面を表示するので、ユーザは当該画面上で必要なデータを入力する。   In response to this, the information terminal device 40 displays a screen based on the screen data received from the WWW server 20, and the user inputs necessary data on the screen.

これに応じてWWWサーバ20は並列計算サーバ30に対し、ユーザによって入力されたデータを送信すると共に、当該データを用いて地震被害の予測を実行することを依頼する。   In response to this, the WWW server 20 sends the data input by the user to the parallel computing server 30 and requests that the earthquake damage be predicted using the data.

当該依頼を受けた並列計算サーバ30は、後述する地震被害予測処理プログラムを実行することにより地震被害の予測を実行し、当該予測結果をWWWサーバ20に送信する。また、並列計算サーバ30は、アクセス元の情報端末装置40の所有者であるユーザに対して、地震被害の予測が終了した旨を通知するための処理を行う。   The parallel computing server 30 that has received the request executes an earthquake damage prediction processing program, which will be described later, to execute an earthquake damage prediction, and transmits the prediction result to the WWW server 20. The parallel computing server 30 also performs processing for notifying the user who is the owner of the access source information terminal device 40 that the earthquake damage prediction has been completed.

当該通知を受け取ったユーザは、情報端末装置40によってWWWサーバ20を再びアクセスし、WWWサーバ20から上記予測結果をダウンロードする。   The user who has received the notification accesses the WWW server 20 again by the information terminal device 40 and downloads the prediction result from the WWW server 20.

このように、本実施の形態に係る地震被害予測システム10は、ASP(Application Service Provider)として構成されている。   Thus, the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment is configured as an ASP (Application Service Provider).

次に、本実施の形態に係る地震被害予測システム10の作用を説明する。まず、図2を参照して、WWWサーバ20において実行される地震被害予測サービス処理について説明する。なお、図2は、何れかのユーザにより情報端末装置40によって地震被害予測サービスを利用する旨が入力されたときに、これに応じてWWWサーバ20により実行される地震被害予測サービス処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該プログラムはWWWサーバ20に内蔵された不図示のハードディスクに予め記憶されている。   Next, the operation of the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment will be described. First, the earthquake damage prediction service process executed in the WWW server 20 will be described with reference to FIG. Note that FIG. 2 shows the processing of the earthquake damage prediction service processing program executed by the WWW server 20 in response to the input of use of the earthquake damage prediction service by the information terminal device 40 by any user. The program is stored in advance in a hard disk (not shown) built in the WWW server 20.

まず、ステップ100では、予め定められた地震危険度解析画面を示す画面データをアクセス元の情報端末装置40にインターネットを介して送信し、次のステップ102では、当該情報端末装置40からの所定情報の入力待ちを行う。上記ステップ100の処理によって、アクセス元の情報端末装置40のディスプレイに地震危険度解析画面が表示されることになる。   First, in step 100, screen data indicating a predetermined earthquake risk analysis screen is transmitted to the access source information terminal device 40 via the Internet. In the next step 102, predetermined information from the information terminal device 40 is transmitted. Wait for input. Through the process of step 100, the earthquake risk analysis screen is displayed on the display of the access source information terminal device 40.

図3には、当該ディスプレイ40Aに表示された地震危険度解析画面の一例が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る地震危険度解析画面では、予測対象とする位置を示す情報(以下、「位置情報」という。)と、当該位置における地盤のタイプを示す情報(以下、「地盤タイプ情報」という。)と、が入力できるようになっている。   FIG. 3 shows an example of an earthquake risk analysis screen displayed on the display 40A. As shown in the figure, on the seismic risk analysis screen according to the present embodiment, information indicating the position to be predicted (hereinafter referred to as “position information”) and information indicating the type of ground at the position ( Hereinafter, “ground type information”) can be input.

なお、同図に示すように、地震被害予測システム10では、上記位置情報を、予め記憶されている地点リストの地点名を当該画面に一覧表示させて、表示された地点名から所望のものを指定することにより入力することもできるし、緯度及び経度を入力することにより入力することもできる。また、同図に示すように、地震被害予測システム10では、上記地盤タイプ情報として、「硬い」、「普通」、「柔らかい」、「軟弱」の4段階の地盤タイプの何れかを選択的に入力することができる。   As shown in the figure, in the earthquake damage prediction system 10, the location information is displayed in a list of spot names in a spot list stored in advance on the screen, and a desired one is displayed from the displayed spot names. It can be input by designating, or can be input by inputting latitude and longitude. As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 selectively selects one of the four types of ground types “hard”, “normal”, “soft”, and “soft” as the ground type information. Can be entered.

同図に示されるような地震危険度解析画面がディスプレイ40Aに表示されると、ユーザは、情報端末装置40に設けられた不図示のマウス等のポインティング・デバイスやキーボードの操作によって位置情報及び地盤タイプ情報を入力する。これによって、これらの情報がWWWサーバ20に転送され、上記ステップ102が肯定判定となってステップ104に移行する。   When the earthquake risk analysis screen as shown in the figure is displayed on the display 40A, the user can operate the position information and the ground by operating a pointing device such as a mouse (not shown) provided on the information terminal device 40 or a keyboard. Enter type information. As a result, these pieces of information are transferred to the WWW server 20, and the above-described step 102 is affirmative and the process proceeds to step 104.

ステップ104では、情報端末装置40から入力された位置情報及び地盤タイプ情報に基づく地震危険度解析によって、50年で10%の確率で発生する地震動を示すPME(最大速度)値を算出する。なお、PME値の算出は従来既知の技術で行うため、ここでの詳細な説明は省略する。   In step 104, a PME (maximum speed) value indicating a seismic motion occurring at a probability of 10% in 50 years is calculated by an earthquake risk analysis based on the position information and ground type information input from the information terminal device 40. Since the calculation of the PME value is performed by a conventionally known technique, a detailed description thereof is omitted here.

次のステップ106では、算出したPME値を地震危険度解析画面に表示することのできる画面データをアクセス元の情報端末装置40に送信し、次のステップ108では、当該情報端末装置40からの所定情報の入力待ちを行う。上記ステップ106の処理によって、当該情報端末装置40のディスプレイ40Aには算出したPME値が一例として図3に示すように表示されるので、ユーザは当該PME値を参照して特に問題等がなく、引き続き地震被害の予測を実行させる場合には、地震危険度解析画面に表示されている「損傷度解析へ」ボタンを不図示のマウスにて指定する。これによって、上記ステップ108が肯定判定となってステップ110に移行する。   In the next step 106, screen data capable of displaying the calculated PME value on the seismic risk analysis screen is transmitted to the information terminal device 40 that is the access source, and in the next step 108, the predetermined data from the information terminal device 40 is transmitted. Wait for input of information. As a result of the processing in step 106, the calculated PME value is displayed on the display 40A of the information terminal device 40 as shown in FIG. 3 as an example, so that the user can refer to the PME value and there is no particular problem. When the earthquake damage prediction is to be continued, the “Damage Analysis” button displayed on the earthquake risk analysis screen is designated with a mouse (not shown). As a result, step 108 becomes affirmative and the process proceeds to step 110.

ステップ110では、予め定められた損傷度解析画面を示す画面データをアクセス元の情報端末装置40にインターネットを介して送信し、次のステップ112では、当該情報端末装置40からの所定情報の入力待ちを行う。上記ステップ110の処理によって、アクセス元の情報端末装置40のディスプレイ40Aに損傷度解析画面が表示されることになる。   In step 110, screen data indicating a predetermined damage degree analysis screen is transmitted to the access source information terminal device 40 via the Internet. In the next step 112, input of predetermined information from the information terminal device 40 is awaited. I do. As a result of the processing in step 110, a damage analysis screen is displayed on the display 40A of the information terminal device 40 that is the access source.

図4には、ディスプレイ40Aに表示された損傷度解析画面の一例が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る損傷度解析画面では、後述する地震被害予測処理において地震波を生成する際に適合させる応答スペクトルを示すスペクトル情報と、複数の地震動レベルを解析対象としたい場合の各地震動レベルを示す地震動レベル情報と、1地震動レベル当たりの生成する地震動数を示す地震動数情報と、が入力できるようになっている。   FIG. 4 shows an example of the damage analysis screen displayed on the display 40A. As shown in the figure, in the damage analysis screen according to the present embodiment, spectrum information indicating a response spectrum to be adapted when generating a seismic wave in an earthquake damage prediction process described later, and a plurality of seismic motion levels are analyzed. The seismic motion level information indicating each seismic motion level and the seismic motion number information indicating the number of seismic motions generated per seismic motion level can be input.

また、当該損傷度解析画面では、予測対象とする建物の構造に関する建物構造情報と、当該建物における各種部材の再調達価格を示す再調達価格情報と、当該建物の非構造部材に関する非構造部材情報と、も入力できるようになっている。   In the damage analysis screen, the building structure information related to the structure of the building to be predicted, the repurchasing price information indicating the repurchasing price of various members in the building, and the non-structural member information related to the non-structural members of the building And you can also enter.

なお、同図に示すように、地震被害予測システム10では、上記スペクトル情報として、「告示」、「入力地震動技術指針」、「耐専」の3種類の何れかを選択的に入力することができる。また、上記建物構造情報には、予測対象とする建物の構造種別、建物用途、建物階数、延べ床面積、建築面積の各情報が含まれる。更に、上記非構造部材情報には、間仕切り壁、非構造床、天井、外装(外壁仕上げ、サッシ)、設備機器、設備配管の各々に関する情報が含まれる。   As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 can selectively input one of the three types of “notification”, “input seismic motion technology guideline”, and “resistant” as the spectrum information. it can. The building structure information includes information on the structure type of the building to be predicted, the building use, the number of building floors, the total floor area, and the building area. Furthermore, the non-structural member information includes information on each of partition walls, non-structural floors, ceilings, exteriors (outer wall finishing, sashes), equipment, and equipment piping.

同図に示されるような損傷度解析画面がディスプレイ40Aに表示されると、ユーザは、情報端末装置40に設けられた不図示のマウス等のポインティング・デバイスやキーボードの操作によって、スペクトル情報、地震動レベル情報、地震動数情報、建物構造情報、再調達価格情報、非構造部材情報を必要に応じて入力する。これによって、入力された情報がWWWサーバ20に転送され、上記ステップ112が肯定判定となってステップ114に移行する。   When the damage degree analysis screen as shown in the figure is displayed on the display 40A, the user operates a pointing device such as a mouse (not shown) provided on the information terminal device 40 or an operation of the keyboard, and the spectrum information, seismic motion is displayed. Input level information, earthquake motion number information, building structure information, replacement procurement price information, and non-structural material information as required. As a result, the input information is transferred to the WWW server 20, and the above step 112 becomes affirmative and the process proceeds to step 114.

ステップ114では、上記ステップ112において入力された各種情報と、上記ステップ104において算出したPME値と、当該情報を用いて地震被害の予測を実行する旨を指示する実行指示情報と、を並列計算サーバ30に送信することにより、当該並列計算サーバ30に地震被害予測処理の実行を依頼した後、本地震被害予測サービス処理プログラムを終了する。   In step 114, the parallel calculation server receives the various information input in step 112, the PME value calculated in step 104, and execution instruction information for instructing to execute earthquake damage prediction using the information. 30, after requesting the parallel computing server 30 to execute the earthquake damage prediction process, the earthquake damage prediction service processing program is terminated.

一方、上記実行指示情報を受信すると、並列計算サーバ30では、当該実行指示情報と共に受信した各種情報を用いて地震被害予測処理を実行する。   On the other hand, when the execution instruction information is received, the parallel computing server 30 executes an earthquake damage prediction process using various information received together with the execution instruction information.

次に、図5を参照して、本実施の形態に係る地震被害予測処理について説明する。なお、図5は、このとき並列計算サーバ30によって実行される地震被害予測処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該プログラムは並列計算サーバ30に内蔵された不図示のハードディスクに予め記憶されている。なお、ここでは、錯綜を回避するために、上記地震動レベル情報を用いずに、上記地震被害予測サービス処理プログラムのステップ104の処理によって算出されたPME値を用いる場合について説明する。   Next, the earthquake damage prediction process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the flow of the earthquake damage prediction processing program executed by the parallel computing server 30 at this time, and the program is stored in advance in a hard disk (not shown) built in the parallel computing server 30. ing. Here, in order to avoid complications, a case will be described in which the PME value calculated by the processing in step 104 of the earthquake damage prediction service processing program is used without using the earthquake motion level information.

同図のステップ200では、WWWサーバ20から入力されたPME値により示される最大速度レベルの地震波を、地震動数情報で示される数だけ生成する。   In step 200 in the figure, the number of seismic waves at the maximum speed level indicated by the PME value input from the WWW server 20 is generated by the number indicated by the earthquake motion number information.

ここで、当該地震波は、マグニチュードの分布を考慮し、WWWサーバ20から入力されたスペクトル情報によって示される応答スペクトルに適合するように生成する。なお、この地震波の生成に当たって、位相は乱数を用いて一様分布でランダムに生成する。また、上記マグニチュードの分布は、最大地動速度を文献「Saburoh Midorikawa,Masashi Matsuoka,and Koichi Sakugawa.Site effects on strong-motion records observed during the 1987 chiba-ken-toho-oki,japan earthquake.第9回日本地震工学シンポジウム,pp.E085−E090,1994」に従って基盤の最大加速度に変換し、文献「安中正,山崎文雄,片平冬樹.気象庁87型強震記録を用いた最大地震および応答スペクトル推定式の提案.第24回地震工学研究発表会講演論文集,pp.161−132,1997」における距離減衰式を用い、次の(1)式により設定する。   Here, the seismic wave is generated so as to conform to the response spectrum indicated by the spectrum information input from the WWW server 20 in consideration of the magnitude distribution. In generating the seismic wave, the phase is randomly generated with a uniform distribution using random numbers. In addition, the distribution of the above magnitude is based on the maximum ground motion speed in the literature "Saburoh Midorikawa, Masashi Matsuoka, and Koichi Sakugawa. Site effects on strong-motion records observed during the 1987 chiba-ken-toho-oki, japan earthquake. Converted to the maximum acceleration of the base according to the earthquake engineering symposium, pp. E085-E090, 1994, and the literature “Masao Annaka, Fumio Yamazaki, Fuyuki Katahira. Using the distance attenuation formula in the 24th Earthquake Engineering Research Conference Proceedings, pp. 161-132, 1997, the following equation (1) is used.

Figure 0004005004
Figure 0004005004

ここで、w(Mi,Vj)は最大速度VjにおけるマグニチュードMi(i=1,・・・,m)の割合を、Δ(Mi,Vj)は当該マグニチュードで最大速度Vjを発生させる距離(震央距離)を、N(Mi)はマグニチュードMiの年間の頻度を、各々表す。   Here, w (Mi, Vj) is a ratio of the magnitude Mi (i = 1,..., M) at the maximum speed Vj, and Δ (Mi, Vj) is a distance (seismic epicenter) at which the maximum speed Vj is generated at the magnitude. Distance), and N (Mi) represents the annual frequency of the magnitude Mi.

なお、N(M)は、以下のGutenberg−Richterの式である(2)式に従うものとし、bの値は標準的な地域を想定して1.0とする。なお、(2)式は、地震はマグニチュードが低いものほど発生しやすい、ということを示している式である。   Note that N (M) follows the following Guttenberg-Richter equation (2), and the value of b is 1.0 assuming a standard region. Note that equation (2) is an equation indicating that earthquakes are more likely to occur with lower magnitude.

Figure 0004005004
Figure 0004005004

次のステップ202では、上記ステップ200において生成した何れかの地震波を用いて、建物構造情報に基づいて作成される質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、建物の各層の最大加速度、最大層せん断力及び最大層間変形角を算出する。   In the next step 202, dynamic elasto-plastic analysis is performed using a mass system model created based on the building structure information using any of the seismic waves generated in step 200, and the maximum acceleration and maximum layer of each layer of the building are analyzed. Calculate the shear force and the maximum interlayer deformation angle.

すなわち、ここでは、対象とする建物の立体架構モデルを作成し、荷重増分法による弾塑性解析(プッシュオーバー解析)を行う。なお、当該解析に当たっては、自重による初期応力を考慮する。そして、解析の結果得られた各層の荷重変形関係をトリリニアーに近似することで、立体架構モデルを質点系モデルに変換し、このモデルに上記ステップ200において生成した何れかの地震波を入力して動的弾塑性解析を実行する。   That is, here, a three-dimensional frame model of a target building is created, and an elasto-plastic analysis (pushover analysis) by a load increment method is performed. In this analysis, the initial stress due to its own weight is taken into consideration. Then, by approximating the load deformation relationship of each layer obtained as a result of analysis to trilinearity, the three-dimensional frame model is converted into a mass system model, and any seismic wave generated in the above step 200 is input to this model to move it. A dynamic elasto-plastic analysis.

この解析の過程で各層の最大加速度、最大層せん断力及び最大層間変形角を得ることができる。   In the course of this analysis, the maximum acceleration, maximum layer shear force and maximum interlayer deformation angle of each layer can be obtained.

次に、上記ステップ202において得られた各層の最大加速度、最大層せん断力及び最大層間変形角に基づいて建物の被害額(復旧費用)を推定する。   Next, the damage amount (recovery cost) of the building is estimated based on the maximum acceleration of each layer, the maximum layer shear force, and the maximum interlayer deformation angle obtained in the above step 202.

このため、まず、次のステップ204では、躯体の被害を推定するために、建物構造情報に基づいて作成した立体架構モデルに上記ステップ202において得られた最大層せん断力又は最大層間変形角を入力して静的弾塑性解析を行い、個々の柱、梁、壁(耐震壁)要素の損傷状態を判定する。   For this reason, first, in the next step 204, in order to estimate the damage of the frame, the maximum layer shear force or the maximum interlayer deformation angle obtained in step 202 is input to the three-dimensional frame model created based on the building structure information. Then, static elasto-plastic analysis is performed to determine the damage state of each column, beam, and wall (seismic wall) element.

そして、次のステップ206にて、当該損傷状態の程度、例えば、曲げひび割れが生じたときにはエポキシ樹脂注入だが、せん断降伏したときは鉄板補強、というように補強方法を仮定し、それに基づいて復旧費用を算定する。なお、損傷状態と復旧費用については、文献「神田順.損失費用モデルを用いた最適信頼性に基づく設計用地震荷重,1998.」を参考に設定し、次の(3)式により躯体の復旧費用を算出する。   Then, in the next step 206, assuming a reinforcing method such as the degree of the damage state, for example, epoxy resin injection when bending cracking occurs, but steel plate reinforcement when shear yielding, recovery cost is based on that. Is calculated. The damage state and restoration cost were set with reference to the document “Junka Jun. Seismic load for design based on optimum reliability using loss cost model, 1998.”, and the restoration of the frame by the following equation (3) Calculate the cost.

Figure 0004005004
Figure 0004005004

ここで、Rsは躯体復旧費用を、fsc(z)は柱被害関数を、fsb(z)は梁被害関数を、fsw(z)は壁被害関数を、zは損傷状態を、各々表す。   Here, Rs represents the frame restoration cost, fsc (z) represents the column damage function, fsb (z) represents the beam damage function, fsw (z) represents the wall damage function, and z represents the damage state.

次のステップ208では、非構造部材の損傷状態の判定、及び復旧費用の算定を次のように行う。   In the next step 208, the damage state of the non-structural member is determined and the restoration cost is calculated as follows.

まず、躯体の被害に伴って発生する仕上げ(内装)の復旧費用を、算出した躯体の被害に比例して算定する。また、その他の内装の復旧費用は、各部の特性に応じて算出する。天井と非構造床は各層の加速度により、また、間仕切りは各層の各柱の層間変形角に基づいて損傷状態を判定し、各損傷状態別に設定した被害関数により再調達価格に係数を乗じた額を(4)式に示すように復旧費用とする。   First, the restoration cost for finishing (interior) that accompanies damage to the chassis is calculated in proportion to the calculated damage to the chassis. In addition, other interior restoration costs are calculated according to the characteristics of each part. For the ceiling and unstructured floor, the damage state is determined based on the acceleration of each layer, and for the partition, based on the inter-layer deformation angle of each column of each layer, and the replacement cost is multiplied by a factor based on the damage function set for each damage state Is the recovery cost as shown in equation (4).

Figure 0004005004
Figure 0004005004

ここで、Riは内装復旧費用を、Cc,Cf,Cpは各々天井,非構造床,間仕切りの再調達価格を、fc,ff、fpは各々天井,非構造床,間仕切りの被害(損傷度)関数を、Aiは各層の最大加速度を、θjは各柱部の層間変形角を、各々表す。   Here, Ri is the interior restoration cost, Cc, Cf, and Cp are the repurchasing price of the ceiling, non-structure floor, and partition, respectively, and fc, ff, and fp are the damage (damage) of the ceiling, non-structure floor, and partition, respectively. Ai represents the maximum acceleration of each layer, and θj represents the interlayer deformation angle of each column part.

外装は壁面とサッシに分け、外壁に相当する柱各部の層間変形角に応じて各々の損傷状態を判定し、内装と同様に壁サッシ別各損傷状態別に設定した被害関数により再調達価格に係数を乗じた額を(5)式に示すように復旧費用とする。   The exterior is divided into a wall surface and a sash, and each damage state is judged according to the interlayer deformation angle of each column part corresponding to the outer wall. The amount multiplied by is taken as the restoration cost as shown in equation (5).

Figure 0004005004
Figure 0004005004

ここで、Cew,Cesは各々壁面,サッシの再調達価格を、few,fesは各々壁面,サッシの被害(損傷度)関数を、θiは外壁部各柱の層間変形角である。   Here, Cew and Ces are the wall surface and sash replacement procurement price, few and fes are the wall surface and sash damage (damage) functions, respectively, and θi is the interlayer deformation angle of each column of the outer wall.

設備は、縦配管は層間変形角に、横配管と機器は加速度により損傷状態を判定し、同様に各損傷状態別に設定した被害関数により各層毎に再調達価格に係数を乗じた額を(6)式に示すように復旧費用とする。   The equipment determines the damage state of the vertical piping by the inter-layer deformation angle, and the horizontal piping and equipment by the acceleration. Similarly, the damage function set for each damage state multiplies the repurchasing price by a factor for each layer (6 As shown in the formula, recovery costs are assumed.

Figure 0004005004
Figure 0004005004

ここで、Cfh(i),Cfv(i)は各層の横配管・機器,縦配管の再調達価格を、ffh,ffvは被害(損傷度)関数を、各々表す。   Here, Cfh (i) and Cfv (i) represent the re-procurement price of the horizontal piping / equipment and vertical piping of each layer, and ffh and ffv represent the damage (damage degree) function, respectively.

次のステップ210では、以上のように算出した各復旧費用に、再調達価格における割合に応じた外構復旧費を加え合わせることにより、建物全体の復旧費用を算出し、次のステップ212では、算出した建物全体の復旧費用を建物全体の再調達価格で除算することにより損失率を算出する。   In the next step 210, the restoration cost of the entire building is calculated by adding the external restoration cost according to the ratio in the re-procurement price to each restoration cost calculated as described above, and in the next step 212, The loss rate is calculated by dividing the calculated restoration cost for the entire building by the replacement cost for the entire building.

そして、次のステップ214では、上記ステップ200において生成した全ての地震波について上記ステップ202〜ステップ212の処理が終了したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ202に戻って再びステップ202〜ステップ212の処理を実行し、肯定判定となった時点でステップ216に移行する。なお、上記ステップ202〜ステップ214の処理を繰り返して行う際には、それまでに適用しなかった地震波を適用する。   Then, in the next step 214, it is determined whether or not the processing in steps 202 to 212 has been completed for all the seismic waves generated in step 200. If a negative determination is made, the process returns to step 202 and again. The processing from step 202 to step 212 is executed, and when an affirmative determination is made, the routine proceeds to step 216. In addition, when performing the process of the said step 202-step 214 repeatedly, the seismic wave which was not applied until then is applied.

ステップ216では、上記ステップ202〜ステップ214の処理によって得られた全ての地震波における損失率の分布を標準β分布で近似し、その90%非超過確率からPML値を算出し、次のステップ218では、算出したPML値における躯体、内装、外装、設備、及び外構の内訳比率を算出する。   In step 216, the distribution of loss rates in all the seismic waves obtained by the processing in step 202 to step 214 is approximated with a standard β distribution, and the PML value is calculated from the 90% non-excess probability. In the next step 218, The breakdown ratio of the frame, the interior, the exterior, the equipment, and the external structure in the calculated PML value is calculated.

そして、次のステップ220にて、算出したPML値と内訳比率を示す情報をWWWサーバ20に出力し、次のステップ222にて、アクセス元の情報端末装置40の所有者であるユーザに対して、地震被害の予測が終了した旨を通知するための処理を行った後に本地震被害予測処理プログラムを終了する。   Then, in the next step 220, information indicating the calculated PML value and breakdown ratio is output to the WWW server 20, and in the next step 222, for the user who is the owner of the information terminal device 40 that is the access source Then, after performing the process for notifying that the prediction of the earthquake damage has ended, the earthquake damage prediction processing program is ended.

なお、ユーザは当該通知を受け取ると、情報端末装置40によってWWWサーバ20にアクセスし、WWWサーバ20から上記PML値と内訳比率を示す情報とが表示できる画面データをダウンロードする。   When the user receives the notification, the information terminal device 40 accesses the WWW server 20 and downloads screen data that can display the PML value and information indicating the breakdown ratio from the WWW server 20.

この結果、当該情報端末装置40のディスプレイ40Aには、一例として図6に示すように、上記PML値及び内訳比率を示す画面が表示される。なお、同図に示す予測結果は、本実施の形態に係る地震被害予測システム10による、兵庫県南部地震で被災した地下1階、地上9階SRC造の事務所ビルの実被害データによるパラメータチューニングを経た後の予測結果である。   As a result, a screen showing the PML value and breakdown ratio is displayed on the display 40A of the information terminal device 40 as shown in FIG. 6 as an example. The prediction results shown in the figure are based on the parameter tuning based on the actual damage data of the 1st basement and 9th floor SRC office buildings damaged by the Hyogoken-Nanbu Earthquake using the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment. It is a prediction result after going through.

ユーザは、当該画面を参照することにより、PML値と、設備の被害の割合が大きいこと等を把握することができる。   By referring to the screen, the user can grasp the PML value and the ratio of equipment damage is large.

なお、上記地震被害予測処理プログラムのステップ200による地震波を生成する処理は並列処理で実行したとしても長時間を要するため、本実施の形態に係る並列計算サーバ30では、生成した地震波を示す情報を所定期間(ここでは、1年間)保存するようにしている。このため、予測対象とする建物が同一であり、かつ損傷度解析画面(図4参照。)で設定する各種情報を変更して再度地震被害の予測を行う際には、当該情報を入力することのみによって、短時間で予測結果を得ることができる。   In addition, since the process which produces | generates the seismic wave by step 200 of the said earthquake damage prediction process program requires a long time even if it performs by parallel processing, in the parallel calculation server 30 which concerns on this Embodiment, the information which shows the produced | generated earthquake wave is shown. It is stored for a predetermined period (here, one year). For this reason, when the buildings to be predicted are the same and various information set on the damage analysis screen (see FIG. 4) is changed and earthquake damage is predicted again, the information must be input. Only by this, a prediction result can be obtained in a short time.

例えば、1回目の予測結果が図6に示すものであった場合、設備の被害の割合が大きいことが把握できたため、設備に重点的な対策を施すとして損傷度関数を変更し、再度予測を行った結果が図7に示すものとなった場合、この対策によってPML値が20以下となったことがわかり、当該対策の有効性が把握できる。   For example, if the first prediction result is as shown in FIG. 6, it can be understood that the rate of damage to the equipment is large. When the result obtained is as shown in FIG. 7, it can be seen that the PML value has become 20 or less by this countermeasure, and the effectiveness of the countermeasure can be grasped.

図8には、本実施の形態に係る地震被害予測システム10による予測処理の流れがまとめられている。   FIG. 8 summarizes the flow of prediction processing by the earthquake damage prediction system 10 according to the present embodiment.

同図に示すように、地震被害予測システム10では、まず、PME値を算出することによって地震危険度の解析を行う(地震被害予測サービス処理プログラムのステップ100〜ステップ104の処理に対応。)。   As shown in the figure, the earthquake damage prediction system 10 first analyzes the earthquake risk by calculating the PME value (corresponding to steps 100 to 104 of the earthquake damage prediction service processing program).

次に、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成し、当該地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行うことによって最大層せん断力及び最大層間変形角を導出する(地震被害予測処理プログラムのステップ200〜ステップ202の処理に対応。)。   Next, generate multiple seismic waves in the area where the building to be damaged is predicted by changing the phase using a random number for each of multiple magnitudes, and use the seismic waves to dynamically The maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle are derived by performing an elasto-plastic analysis (corresponding to steps 200 to 202 of the earthquake damage prediction processing program).

次に、導出した最大層せん断力及び最大層間変形角の何れかを用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行うことにより部材毎に損傷状態を導出する(地震被害予測処理プログラムのステップ204の処理に対応。)。   Next, a damage state is derived for each member by performing static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model using either the derived maximum layer shear force or maximum layer deformation angle (step 204 of the earthquake damage prediction processing program). Corresponding to the process.)

最後に、導出した損傷状態に応じて地震動による建物に対するPML値を導出する(地震被害予測処理プログラムのステップ206〜ステップ216の処理に対応。)。   Finally, the PML value for the building caused by the earthquake motion is derived according to the derived damage state (corresponding to the processing from step 206 to step 216 of the earthquake damage prediction processing program).

地震被害予測処理プログラムのステップ200の処理が本発明の地震波生成手段及び地震波生成ステップに、ステップ202の処理が本発明の層間変位導出手段に、ステップ204〜ステップ216の処理が本発明の予測手段及び予測ステップに、各々相当する。   The process of step 200 of the earthquake damage prediction processing program is the seismic wave generating means and seismic wave generating step of the present invention, the process of step 202 is the interlayer displacement deriving means of the present invention, and the processes of step 204 to step 216 are the predicting means of the present invention. And the prediction step.

以上詳細に説明したように、本実施の形態では、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を、複数のマグニチュード毎に乱数を用いて位相を変化させることにより複数生成し、生成した複数の地震波を用いた建物モデルによる応答解析によって地震動による前記建物に対する被害程度を予測しているので、地震動による建物の被害状況を高精度に予測することができる。   As described above in detail, in this embodiment, a plurality of seismic waves in the area where the building to be damaged is built are generated by changing the phase using a random number for each of a plurality of magnitudes, Since the degree of damage to the building due to ground motion is predicted by response analysis using a building model using a plurality of generated seismic waves, the damage status of the building due to ground motion can be predicted with high accuracy.

また、本実施の形態では、前記複数のマグニチュードを発生頻度に応じて適用して前記地震波を生成しているので、より高精度な地震被害の予測を行うことができる。   In the present embodiment, since the seismic wave is generated by applying the plurality of magnitudes according to the frequency of occurrence, the earthquake damage can be predicted with higher accuracy.

また、本実施の形態では、被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成し、生成した複数の地震波を用いた建物モデルによる応答解析によって前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測しているので、地震動による建物の被害状況を高精度に予測することができる。   Further, in the present embodiment, a member used for the building by generating a plurality of seismic waves in the area where the building to be damaged is predicted and by a response analysis using a building model using the generated seismic waves. Since the damage state is derived every time and the degree of damage to the building due to the earthquake motion is predicted based on the damage state, the damage status of the building due to the earthquake motion can be predicted with high accuracy.

また、本実施の形態では、前記部材を、構造部材及び非構造部材として適用しているので、構造部材及び非構造部材の損傷状態が個別に加味された高精度な地震被害状況の予測が行える。   In this embodiment, since the member is applied as a structural member and a non-structural member, it is possible to predict a highly accurate earthquake damage situation in which the damage states of the structural member and the non-structural member are individually considered. .

更に、本実施の形態では、生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出し、当該最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行って前記部材毎に損傷状態を導出しているので、質点系モデルと立体架構モデルの弾塑性解析によって2段階で応答解析を行って各部材毎に損傷状態を導出することができ、より高精度に地震動による建物の被害状況を予測することができる。   Furthermore, in the present embodiment, dynamic elasto-plastic analysis using a mass system model is performed using a plurality of generated seismic waves, and at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle is derived, and the maximum layer shear force and Since at least one of the maximum interlaminar deformation angles is used for static elasto-plastic analysis based on a three-dimensional frame model, the damage state is derived for each member. By performing a response analysis, the damage state can be derived for each member, and the damage state of the building due to the earthquake motion can be predicted with higher accuracy.

なお、立体架構モデルによる動的弾塑性解析によっても本実施の形態と同程度の予測結果を得ることができるが、この場合、並列計算を行ったとしても現実的な時間では解析を行うことができないため、ここでは、質点系による動的弾塑性解析と立体架構モデルによる静的弾塑性解析とを組み合わせて適用している。   Note that a dynamic elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model can also obtain a prediction result similar to that of the present embodiment, but in this case, even if a parallel calculation is performed, the analysis can be performed in a realistic time. In this case, dynamic elasto-plastic analysis using a mass system and static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model are applied in combination.

なお、本実施の形態において示した(1)式〜(6)式は各々一例であり、各数式とも本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。   It should be noted that the equations (1) to (6) shown in this embodiment are only examples, and it goes without saying that each equation can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

また、本実施の形態で示した地震被害予測システム(図1参照。)の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることも言うまでもない。   Moreover, it is needless to say that the configuration of the earthquake damage prediction system (see FIG. 1) shown in the present embodiment is an example and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.

例えば、本実施の形態では、地震被害予測システムをインターネット上のサービスとして実現した場合について説明したが、インターネットを介さず、地震被害の予測を直接行うサービスとして実現することもできる。また、本実施の形態では、WWWサーバ20と並列計算サーバ30による分散処理によって地震被害の予測を実行した場合について説明したが、1台のコンピュータ単体によって予測を行う形態とすることもできる。この場合の形態としては、当該コンピュータにより、地震被害予測サービス処理プログラムで行っていたPME値の算出も含めた形で地震被害予測処理プログラムを実行する形態を例示することができる。これらの場合にも、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。   For example, in the present embodiment, the case where the earthquake damage prediction system is realized as a service on the Internet has been described, but it can also be realized as a service for directly predicting earthquake damage without using the Internet. Moreover, although this embodiment demonstrated the case where the prediction of an earthquake damage was performed by the distributed process by the WWW server 20 and the parallel calculation server 30, it can also be set as the form which estimates by one computer single-piece | unit. As a form in this case, the form which performs the earthquake damage prediction process program in the form including calculation of the PME value performed with the earthquake damage prediction service process program by the said computer can be illustrated. In these cases, the same effects as in the present embodiment can be obtained.

更に、本実施の形態で示した地震被害予測サービス処理プログラム(図2参照。)及び地震被害予測処理プログラム(図5参照。)の各処理の流れも一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。   Furthermore, the flow of each process of the earthquake damage prediction service processing program (see FIG. 2) and the earthquake damage prediction processing program (see FIG. 5) shown in this embodiment is also an example, and does not depart from the gist of the present invention. Needless to say, it can be appropriately changed within the range.

実施の形態に係る地震被害予測システム10の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the earthquake damage prediction system 10 which concerns on embodiment. 実施の形態に係る地震被害予測システム10のWWWサーバ20により実行される地震被害予測サービス処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the earthquake damage prediction service processing program performed by the WWW server 20 of the earthquake damage prediction system 10 which concerns on embodiment. 地震危険度解析画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of an earthquake risk analysis screen. 損傷度解析画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of a damage analysis screen. 実施の形態に係る地震被害予測システム10の並列計算サーバ30により実行される地震被害予測処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of a process of the earthquake damage prediction process program performed by the parallel calculation server 30 of the earthquake damage prediction system 10 which concerns on embodiment. 地震被害の予測結果を示す画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of the screen which shows the prediction result of an earthquake damage. 地震被害の再予測結果を示す画面の表示例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of a display of the screen which shows the re-prediction result of an earthquake damage. 実施の形態に係る地震被害予測システム10による予測処理の流れを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the flow of the prediction process by the earthquake damage prediction system 10 which concerns on embodiment. 従来技術の問題点の説明に供する模式図である。It is a schematic diagram with which it uses for description of the problem of a prior art. 本発明の効果の説明に供する模式図である。It is a schematic diagram with which it uses for description of the effect of this invention. 従来技術の説明に供するグラフである。It is a graph with which it uses for description of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

10 地震被害予測システム
20 WWWサーバ
30 並列計算サーバ
40 情報端末装置
40A ディスプレイ
10 Earthquake damage prediction system 20 WWW server 30 Parallel computing server 40 Information terminal device 40A Display

Claims (4)

被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成する地震波生成手段と、
前記地震波生成手段により生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出する層間変位導出手段と、
前記層間変位導出手段により導出された最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測手段と、
を備えた地震被害予測装置。
A seismic wave generating means for generating a plurality of seismic waves in the area where the building subject to damage prediction is built,
Interlaminar displacement deriving means for performing dynamic elasto-plastic analysis by a mass system model using a plurality of seismic waves generated by the seismic wave generating means, and deriving at least one of a maximum layer shear force and a maximum interlayer deformation angle;
Static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model is performed using at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle derived by the interlayer displacement deriving means, and the damage state is derived for each member used in the building. Predicting means for predicting the degree of damage to the building due to earthquake motion based on the damage state;
Earthquake damage prediction device equipped with.
前記部材を、構造部材及び非構造部材とした
請求項1記載の地震被害予測装置。
The member is a structural member and a non-structural member
The earthquake damage prediction apparatus according to claim 1 .
被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成し、
生成した複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出し、
導出した最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、
当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する
地震被害予測方法。
Generate multiple seismic waves in the area where the building for damage prediction is built,
Perform dynamic elasto-plastic analysis with a mass system model using the generated seismic waves, and derive at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle,
Perform static elasto-plastic analysis by a three-dimensional frame model using at least one of the derived maximum layer shear force and maximum interlayer deformation angle, and derive the damage state for each member used in the building,
An earthquake damage prediction method for predicting the degree of damage to the building due to earthquake motion based on the damage state.
被害予測の対象とする建物が建てられている地域の地震波を複数生成する地震波生成ステップと、
前記地震波生成ステップにより生成された複数の地震波を用いて質点系モデルによる動的弾塑性解析を行い、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出する層間変位導出ステップと、
前記層間変位導出ステップにより導出された最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて立体架構モデルによる静的弾塑性解析を行い、前記建物に用いられている部材毎に損傷状態を導出し、当該損傷状態に基づいて地震動による前記建物に対する被害程度を予測する予測ステップと、
をコンピュータに実行させる地震被害予測プログラム。
A seismic wave generating step for generating a plurality of seismic waves in the area where the building subject to damage prediction is built,
Interlayer displacement derivation step for performing dynamic elasto-plastic analysis by a mass system model using a plurality of seismic waves generated by the seismic wave generation step, and deriving at least one of a maximum layer shear force and a maximum interlayer deformation angle;
Static elasto-plastic analysis using a three-dimensional frame model is performed using at least one of the maximum layer shear force and the maximum interlayer deformation angle derived in the interlayer displacement deriving step, and the damage state is derived for each member used in the building. And a prediction step for predicting the degree of damage to the building due to earthquake motion based on the damage state,
Earthquake prediction program that runs on a computer.
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