JP4460520B2 - Earthquake evaluation method and earthquake evaluation apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、震動に基づいて、地震の規模を評価する地震評価方法および地震評価装置に関する。 The present invention relates to an earthquake evaluation method and an earthquake evaluation apparatus for evaluating the magnitude of an earthquake based on vibration.
本発明において短周期地震動は、速度応答スペクトルの周期2.5sec以下の範囲に大
きな速度応答が分布する震動を意味し、これに対して長周期地震動は、速度応答スペクトルの周期2.5secを越える範囲にも大きな速度応答が分布する震動を意味する。
In the present invention, a short period ground motion means a ground motion in which a large speed response is distributed in a speed response spectrum period of 2.5 sec or less, whereas a long period ground motion exceeds a speed response spectrum period of 2.5 sec. It means a vibration with a large velocity response in the range.
近年、地震の規模を評価する地震評価方法が実用に供されている。従来の技術の地震評価方法では、震動に基づいて、震動の加速度および速度応答スペクトルのスペクトル強度、いわゆるSI値を演算する。地震評価方法では、この加速度およびSI値が予め定められる閾値以上か否かによって地震の規模を評価する。地震評価装置は、この地震評価方法の評価に基づいてガス管などの遮断弁および警報器を作動させる(たとえば特許文献1参照)。 In recent years, earthquake evaluation methods for evaluating the magnitude of earthquakes have been put into practical use. In the conventional earthquake evaluation method, the acceleration of the vibration and the spectrum intensity of the velocity response spectrum, so-called SI value, are calculated based on the vibration. In the earthquake evaluation method, the magnitude of the earthquake is evaluated based on whether or not the acceleration and SI value are equal to or greater than a predetermined threshold. The earthquake evaluation device activates a shut-off valve such as a gas pipe and an alarm device based on the evaluation of this earthquake evaluation method (see, for example, Patent Document 1).
高さ60m以上のビルである超高層ビルでは、その建物の固有周期が3sec以上に設計
されていることが多い。すなわち周期3sec以上の速度応答が大きい震動では、超高層ビ
ルは、共振する可能性が高い。したがって周期3sec以上の速度応答が大きい震動では、
その加速度およびSI値が小さい震動であっても、超高層ビル自体が大きく揺れる。
In a high-rise building that is a building with a height of 60 m or more, the natural period of the building is often designed to be 3 seconds or more. In other words, a skyscraper is highly likely to resonate in an earthquake with a large speed response of a period of 3 seconds or more. Therefore, in a vibration with a large speed response of 3 seconds or more,
Even if the acceleration and SI value are small, the skyscraper itself shakes greatly.
図28は、東南海地震の模擬波によるある地点の建物の速度応答スペクトルを示すグラフである(減衰率5%)。図29は、東南海地震の模擬波によるある地点の建物の速度応答スペクトルを示すグラフである(減衰率2%)。図30は、南海地震の模擬波によるある地点の建物の速度応答スペクトルを示すグラフである(減衰率5%)。図31は、南海地震の模擬波によるある地点の建物の速度応答スペクトルを示すグラフである(減衰率2%)。図28〜31は、横軸が建物の周期(sec)を示し、縦軸が速度応答の最大値(cm/sec)を示す。図28〜31は、太い実線が各地震の模擬波A、細い実線が工学的基盤における告示波B、点線が表層における告示波Cによる速度応答スペクトルを示す。また減衰率は、減衰定数の百分率である。
FIG. 28 is a graph showing a velocity response spectrum of a building at a certain point due to a simulated wave of the Tonankai earthquake (
東南海地震および南海地震の速度応答スペクトルは、その一部が周期3sec以上で工学
的基盤における告示波Bより大きくなる。南海地震の速度応答スペクトルは、図23に示すように、建物の減衰率が2%になると、その一部が表層における告示波Cより大きくなる。つまり東南海地震および南海地震では、周期3sec以上に大きな速度応答が分布する
長周期地震動が起こり得ると予測されている。またこれらの地震における震動の加速度は、東南海地震で130Gal以上200Gal以下、南海地震で60Gal以上90Gal以下と予測されている。SI値は、周期0.1sec以上2.5sec以下の速度応答スペクトルのスペクトル強度に対しての評価であり、周期2.5secを越える速度応答スペクトルは対象とされない。それ故、東南海地震および南海地震などの長周期地震動では、そのSI値が小さくなると予測される。
Part of the velocity response spectrum of the Tonankai and Nankai earthquakes is larger than the notification wave B in the engineering base with a period of 3 seconds or more. As shown in FIG. 23, the velocity response spectrum of the Nankai earthquake becomes partly larger than the notification wave C on the surface layer when the building attenuation rate is 2%. In other words, in the Tonankai and Nankai earthquakes, it is predicted that long-period ground motion with a large velocity response distributed over a period of 3 seconds or more can occur. In addition, the acceleration of vibration in these earthquakes is predicted to be 130 Gal or more and 200 Gal or less in the Tonankai earthquake, and 60 Gal or more and 90 Gal or less in the Nankai earthquake. The SI value is an evaluation with respect to the spectrum intensity of a speed response spectrum with a period of 0.1 sec to 2.5 sec, and a speed response spectrum with a period exceeding 2.5 sec is not targeted. Therefore, in long-period ground motion such as Tonankai and Nankai earthquakes, the SI value is predicted to be small.
従来の技術の地震評価方法は、震動の加速度およびSI値が閾値以上か否かによって地震の規模を評価する。従来の技術の地震評価方法では、震動の加速度の閾値は、たとえば200Gal、震動のSI値は、30kineに設定される。従来の地震評価装置方法では、短周期地震動を正確に評価できるけれども、東南海地震および南海地震のような前記閾値より小さい加速度およびSI値の長周期地震動の場合、小規模な地震と評価する。それ故、東南海地震および南海地震では、遮断弁および警報器が作動せず、このような状態で、超高層ビルが大きく揺れ、ガス管が損傷し、甚大な被害を生じる可能性が有る。 A conventional earthquake evaluation method evaluates the magnitude of an earthquake depending on whether the acceleration and the SI value of a vibration are equal to or greater than a threshold value. In the conventional seismic evaluation method, for example, the acceleration threshold of vibration is set to 200 Gal and the SI value of vibration is set to 30 kine. Although the conventional seismic evaluation apparatus method can accurately evaluate short-period ground motions, long-period ground motions with accelerations and SI values smaller than the threshold, such as Tonankai and Nankai earthquakes, are evaluated as small-scale earthquakes. Therefore, in the Tonankai and Nankai earthquakes, the shut-off valve and the alarm device do not operate, and in such a state, the skyscraper shakes greatly, the gas pipe is damaged, and there is a possibility of causing enormous damage.
本発明の目的は、地震を実際の被害に則して評価可能な地震評価方法および地震評価装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide an earthquake evaluation method and an earthquake evaluation apparatus capable of evaluating an earthquake according to actual damage.
本発明は、震動を検出する検出工程と、
検出工程で検出される震動に基づいて、予め定められる周期β以上予め定められる周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算する演算工程であって、前記速度応答スペクトルSvおよび速度応答スペクルSvの変数である周期τに基づいて、スペクトル強度SSIを
The present invention includes a detection step for detecting vibrations,
A calculation step of calculating a speed response spectrum Sv having a predetermined period β or more and a predetermined period γ or less based on the vibration detected in the detection step, wherein the speed response spectrum Sv and the speed response speckle Sv are variables. Based on a period τ, the spectral intensity SSI is
式(1)で演算する演算工程と、
演算工程で演算されるスペクトル強度SSIを、スペクトル強度SSIを評価するための予め定められる第1警報レベルでレベル弁別する弁別工程とを含み、
周期βは、0secを越え、周期γ未満の値であり、
周期γは、2.5secを越える値であり、
前記速度応答スペクトルは、予め定められる減衰定数hに基づいて演算され、
減衰定数hは、0以上1/20以下であり、
演算工程は、検出工程で検出される震動に基づいて、さらに震動の加速度を演算し、
弁別工程は、さらに前記加速度を、前記加速度を評価するための予め定められる第2警報レベルでレベル弁別し、
(1)前記スペクトル強度SSIが第1警報レベル以上であること、および(2)前記加速度が第2警報レベル以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する判定工程をさらに含むことを特徴とする地震評価方法である。
A calculation step of calculating by equation (1);
A discrimination step of discriminating the spectrum intensity SSI calculated in the calculation step at a predetermined first alarm level for evaluating the spectrum intensity SSI,
The period β is a value exceeding 0 sec and less than the period γ,
The period γ is a value exceeding 2.5 seconds,
The velocity response spectrum is calculated based on a predetermined attenuation constant h,
The attenuation constant h is 0 or more and 1/20 or less,
The calculation process further calculates the acceleration of the vibration based on the vibration detected in the detection process,
The discrimination step further discriminates the acceleration at a predetermined second alarm level for evaluating the acceleration,
Whether (1) the spectrum intensity SSI is greater than or equal to the first alarm level, and (2) at least one of the two conditions that the acceleration is greater than or equal to the second alarm level is satisfied. It is the earthquake evaluation method characterized by further including the determination process which determines this.
また本発明は、震動を検出する検出手段と、
検出手段が検出する震動に基づいて、予め定められる周期β以上予め定められる周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算する演算手段であって、前記速度応答スペクトルSvおよび速度応答スペクルSvの変数である周期τに基づいて、スペクトル強度SSIを
The present invention also includes a detecting means for detecting a vibration,
Computation means for computing a speed response spectrum Sv of a predetermined period β or more and a predetermined period γ or less based on the vibration detected by the detection means, and is a variable of the speed response spectrum Sv and the speed response speckle Sv. Based on the period τ, the spectral intensity SSI is
式(2)で演算する演算手段と、
演算手段で演算されるスペクトル強度SSIを、予め定められる第1警報レベルでレベル弁別する弁別手段とを含み、
周期βは、0secを越え、周期γ未満の値であり、
周期γは、2.5secを越える値であり、
前記速度応答スペクトルは、予め定められる減衰定数hに基づいて演算され、
減衰定数hは、0以上1/20以下であり、
演算手段は、検出手段で検出される震動に基づいて、さらに震動の加速度を演算し、
弁別手段は、さらに前記加速度を、予め定められる第2警報レベルでレベル弁別し、
(1)前記スペクトル強度SSIが第1警報レベル以上であること、および(2)前記加速度が第2警報レベル以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する判定手段をさらに含むことを特徴とする地震評価装置である。
また本発明は、周期βは、5sec未満であり、
周期γは、5sec以上であることを特徴とする。
また本発明は、周期βは、5sec未満であり、
周期γは、7sec以上であることを特徴とする。
また本発明は、周期βは、7sec未満であり、
周期γは、10sec以上であることを特徴とする。
A computing means for computing with the formula (2);
Discriminating means for discriminating the spectral intensity SSI calculated by the calculating means at a predetermined first alarm level;
The period β is a value exceeding 0 sec and less than the period γ,
The period γ is a value exceeding 2.5 seconds,
The velocity response spectrum is calculated based on a predetermined attenuation constant h,
The attenuation constant h is 0 or more and 1/20 or less,
The calculation means further calculates the acceleration of the vibration based on the vibration detected by the detection means,
The discriminating means further discriminates the acceleration at a predetermined second alarm level,
Whether (1) the spectrum intensity SSI is greater than or equal to the first alarm level, and (2) at least one of the two conditions that the acceleration is greater than or equal to the second alarm level is satisfied. The earthquake evaluation apparatus further includes a determination means for determining
In the present invention, the period β is less than 5 seconds,
The period γ is 5 seconds or longer.
In the present invention, the period β is less than 5 seconds,
The period γ is 7 seconds or longer.
In the present invention, the period β is less than 7 seconds,
The period γ is 10 seconds or longer.
また本発明は、前記スペクトル強度SSIを報知する報知手段をさらに含むことを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized in that it further includes notification means for reporting the spectrum intensity SSI.
本発明によれば、演算工程では、検出工程で検出される震動に基づいて、周期β以上周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算し、この速度応答スペクトルSvに基づいて、スペクトル強度SSIを演算する。弁別工程では、前記スペクトル強度SSIをこのスペクトル強度SSIを評価するための第1警報レベルでレベル弁別する。周期γは、2.5secを越える値である。したがって従来の地震評価方法で検出不可能な、長周期地震動を検出することができる。これによって長周期地震動の場合、この震動を検出し、遮断弁および警報器などを作動させることができる。それ故、長周期地震動の場合、これを確実に検出して、ガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。 According to the present invention, in the calculation step, the speed response spectrum Sv having a period of β to γ is calculated based on the vibration detected in the detection process, and the spectrum intensity SSI is calculated based on the speed response spectrum Sv. To do. In the discrimination step, the spectral intensity SSI is level-discriminated at a first alarm level for evaluating the spectral intensity SSI . The periodic gamma, a value exceeding 2.5sec. Therefore, it is possible to detect long-period ground motion that cannot be detected by conventional earthquake evaluation methods. As a result, in the case of long-period ground motion, this ground motion can be detected and the shut-off valve and alarm device can be operated. Therefore, in the case of long-period ground motion, this can be reliably detected and the flow of gas or the like can be shut off early, so that secondary damage can be reduced as compared with the conventional seismic evaluation method.
さらに、超高層ビルに被害を与え得る地震動であるか否かを、より正確に検出することができる。減衰定数hが小さくなればなるほど、建築物の揺れが収まらない。特に長周期地震動の場合、ゆっくりと大きく、かつ長い間震動するので、減衰定数hが小さくなればなるほど、建築物に与える影響は大きくなる。超高層ビルは、減衰定数hが1/5以上である低層ビルなどと異なり、地表面部の影響が少ないので、減衰定数hが1/20以下になる。減衰定数hを本来の超高層ビルの減衰定数により近似することによって、超高層ビルに被害を与え得る長周期地震動であるか否かを、より正確に検出することができる。これによってガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。 Furthermore, it is possible to more accurately detect whether or not the earthquake motion can cause damage to the skyscraper. The smaller the damping constant h, the less the building shakes. In particular, in the case of long-period ground motion, the vibration is slowly increased and vibrated for a long time. Therefore, the smaller the damping constant h, the greater the influence on the building. Unlike a high-rise building with an attenuation constant h of 1/5 or more, the skyscraper has less influence of the ground surface portion, so the attenuation constant h is 1/20 or less. By the Turkey it is approximated by a damping constant of the damping constant h original skyscraper, whether a long period ground motion that can harm the skyscrapers, can be more accurately detected. As a result, the flow of gas and the like can be shut off early, so that secondary damage can be reduced as compared with the conventional earthquake evaluation method.
さらに、弁別工程では、さらに演算工程で演算される加速度をこの加速度を評価するための第2弁別レベルで弁別する。判定工程では、(1)前記スペクトル強度SSIが第1警報レベル以上であること、および(2)前記加速度が第2警報レベル以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する。したがってスペクトル強度SSIが第1警報レベルより小さく加速度が第2警報レベルより大きい震動を検出することができる。地震評価方法では、加速度およびスペクトル強度SSIの双方の観点から甚大な被害を及ぼす震動を確実に検出し、遮断弁および警報器などを作動させることができる。これによってガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。 Further , in the discrimination step, the acceleration calculated in the calculation step is further discriminated at the second discrimination level for evaluating the acceleration. In the determination step, (1) the spectrum intensity SSI is not less than the first alarm level, and (2) at least one of the two conditions that the acceleration is not less than the second alarm level is satisfied. It is determined whether or not to do. Therefore, it is possible to detect a vibration in which the spectral intensity SSI is smaller than the first alarm level and the acceleration is larger than the second alarm level. In the seismic evaluation method, it is possible to reliably detect vibrations that cause enormous damage from the viewpoints of both acceleration and spectral intensity SSI, and to operate shut-off valves and alarms. As a result, the flow of gas and the like can be shut off early, so that secondary damage can be reduced as compared with the conventional earthquake evaluation method.
また本発明によれば、演算手段は、検出手段によって検出される震動に基づいて、周期β以上周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算し、この速度応答スペクトルSvに基づいて、スペクトル強度SSIを演算する。レベル弁別手段は、前記スペクトル強度SSIをこのスペクトル強度SSIを評価するための第1警報レベルでレベル弁別する。周期γは、2.5secを越える値である。したがって従来の地震評価装置で検出不可能な、長周期地震動を検出することができる。これによって長周期地震動の場合、この震動を検出し、遮断弁および警報器などを作動させることができる。それ故、長周期地震動の場合、これを確実に検出することができ、ガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価装置より二次的な被害を小さくすることができる。 Further, according to the present invention, the calculating means calculates a speed response spectrum Sv having a period β to a period γ based on the vibration detected by the detecting means, and the spectrum intensity SSI is calculated based on the speed response spectrum Sv. Calculate. The level discriminating means discriminates the spectrum intensity SSI at a first alarm level for evaluating the spectrum intensity SSI . The periodic gamma, a value exceeding 2.5sec. Therefore, it is possible to detect long-period ground motion that cannot be detected by a conventional earthquake evaluation apparatus. As a result, in the case of long-period ground motion, this ground motion can be detected and the shut-off valve and alarm device can be operated. Therefore, in the case of long-period ground motion, this can be reliably detected and the flow of gas and the like can be shut off early, so that secondary damage can be reduced compared to conventional earthquake evaluation equipment. .
さらに、超高層ビルに被害を与え得る地震であるか否かを、より正確に検出することができる。減衰定数hが小さくなればなるほど、建築物の揺れが収まらない。特に長周期地震動場合、ゆっくりと大きく、かつ長い間震動するので、減衰定数hが小さくなればなるほど、建築物に与える影響は大きくなる。超高層ビルは、減衰定数hが1/5以上である低層ビルなどと異なり、地表面部の影響が少ないので、減衰定数hが1/20以下になる。減衰定数hを本来の超高層ビルの減衰定数により近似することによって、超高層ビルに被害を与え得る長周期地震であるか否かを、より正確に検出することができる。これによってガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。
さらに、レベル弁別手段は、さらに演算手段で演算される加速度をこの加速度を評価するための第2弁別レベルでレベル弁別する。判定手段は、(1)前記スペクトル強度SSIが第1警報レベル以上であること、および(2)前記加速度が第2警報レベル以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する。したがってスペクトル強度SSIが第1警報レベルより小さく加速度が第2警報レベルより大きい震動を検出することができる。地震評価装置では、加速度およびスペクトル強度SSIの双方の観点から甚大な被害を及ぼす震動を確実に検出し、遮断弁および警報器などを作動させることができる。これによってガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。
Furthermore, it is possible to more accurately detect whether the earthquake can cause damage to the skyscraper. The smaller the damping constant h, the less the building shakes. In particular, in the case of long-period ground motion, since it vibrates slowly and for a long time, the smaller the damping constant h, the greater the effect on the building. Unlike a high-rise building with an attenuation constant h of 1/5 or more, the skyscraper has less influence of the ground surface portion, so the attenuation constant h is 1/20 or less. By the Turkey be approximated by a damping constant of the damping constant h original skyscraper, whether a long period earthquakes may harm the skyscrapers, it can be more accurately detected. As a result, the flow of gas and the like can be shut off early, so that secondary damage can be reduced as compared with the conventional earthquake evaluation method.
Further, the level discriminating means further discriminates the acceleration calculated by the calculating means at a second discrimination level for evaluating the acceleration. The determination means satisfies at least one of the following two conditions: (1) the spectrum intensity SSI is equal to or higher than the first alarm level; and (2) the acceleration is equal to or higher than the second alarm level. It is determined whether or not to do. Therefore, it is possible to detect a vibration in which the spectral intensity SSI is smaller than the first alarm level and the acceleration is larger than the second alarm level. In the earthquake evaluation apparatus, it is possible to reliably detect vibrations that cause enormous damage from the viewpoints of both acceleration and spectral intensity SSI, and to operate shut-off valves and alarms. As a result, the flow of gas and the like can be shut off early, so that secondary damage can be reduced as compared with the conventional earthquake evaluation method.
また本発明によれば、スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5secが含まれ、周期5secの速度応答スペクトルSvが含まれるスペクトル強度SSIを演算できる。地表面部の固有周期が5secの地盤、たとえば濃尾平野では、長周期震動が発生した際、周期5secおよびその付近の震動が大きく、周期5secおよびその付近の速度応答スペクトルSvが大きくなる。スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5secを含めることによって、前記地盤に建てられている構造物に被害を与え得る長周期地震であるか否かを、より正確に検出することができる。
Further , according to the present invention, the integral range [β, γ] of the spectrum intensity SSI includes a period of 5 seconds, and the spectrum intensity SSI including the speed response spectrum Sv having a period of 5 seconds can be calculated. In the ground where the natural period of the ground surface is 5 seconds, for example, the Nobi Plain, when a long-period vibration occurs, the vibration in the
また本発明によれば、スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5sec以上7sec以下の範囲が含まれ、周期5sec以上7sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが含まれるスペクトル強度SSIを演算できる。地表面部の固有周期が5sec以上7sec以下の地盤、たとえば大阪平野では、長周期震動が発生した際、周期5sec以上7sec以下の震動が大きく、周期5sec以上7sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが大きくなる。スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5sec以上7sec以下の範囲を含めることによって、前記地盤に建てられている構造物に被害を与え得る長周期地震であるか否かを、より正確に検出することができる。 Further , according to the present invention , the spectrum intensity SSI is calculated in which the integral range [β, γ] of the spectrum intensity SSI includes a range of 5 sec to 7 sec and a speed response spectrum Sv having a period of 5 sec to 7 sec. it can. In the ground where the natural period of the ground surface is 5sec or more and 7sec or less, such as the Osaka plain, when a long-period vibration occurs, the vibration of the period 5sec or more and 7sec or less is large, and the velocity response spectrum Sv in the range of the period 5sec or more and 7sec or less is growing. By including a range of 5 sec to 7 sec in the integral range [β, γ] of the spectrum intensity SSI, it is possible to more accurately determine whether the earthquake is a long-period earthquake that can damage the structure built on the ground. Can be detected.
また本発明によれば、スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期7sec未満10以上の範囲が含まれ、周期7sec以上10sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが含まれるスペクトル強度SSIを演算できる。地表面部の固有周期が7sec以上10sec以下の地盤、たとえば関東平野では、長周期震動が発生した際、周期7sec以上10sec以下の震動が大きく、周期7sec以上10sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが大きくなる。スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期7sec以上10sec以下を含めることによって、前記地盤に建てられている構造物に被害を与え得る長周期地震であるか否かを、より正確に検出することができる。 Further , according to the present invention , the spectral intensity SSI is calculated in which the integral range [β, γ] of the spectral intensity SSI includes a range of 10 or more less than a period of 7 seconds and includes a speed response spectrum Sv having a period of 7 seconds or more and 10 seconds or less. it can. In the ground where the natural period of the ground surface is 7 sec or more and 10 sec or less, for example, in the Kanto Plain, when a long period vibration occurs, the vibration of the period 7 sec or more and 10 sec or less is large, and the velocity response spectrum Sv in the range of the period 7 sec or more and 10 sec or less is growing. By including a period of 7 to 10 seconds in the integral range [β, γ] of the spectral intensity SSI, it is possible to detect more accurately whether or not it is a long-period earthquake that can damage the structure built on the ground. can do.
また本発明によれば、報知手段は、スペクトル強度SSIを報知する。これによって利用者は、スペクトル強度SSIを知ることができ、視認による地震の評価をすることができる。 According to the invention, the notifying means notifies the spectrum intensity SSI. As a result, the user can know the spectrum intensity SSI and can evaluate the earthquake by visual recognition.
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態について説明する。各形態で先行する形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付し、重複する説明を略する場合がある。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している形態と同様とする。また実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。 Hereinafter, a plurality of embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. Portions corresponding to the matters described in the preceding forms in each embodiment are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted. When only a part of the configuration is described, the other parts of the configuration are the same as those described in the preceding section. In addition to the combination of parts specifically described in each embodiment, the embodiments may be partially combined as long as the combination is not particularly troublesome.
図1は、本実施の形態の地震評価装置1の電気的な構成を示すブロック図である。図2は、地震評価装置1を示す正面図である。図3は、地震評価装置1に含まれる感震器2を拡大して示す拡大図である。図4は、感震器2の一部を拡大して示す拡大断面図である。図5は、感震器2の一部を拡大して示す拡大斜視断面図である。図6は、震動の加速度を示すグラフである。地震評価装置1は、震動に基づいて地震の規模を評価し、速度の評価に基づいて遮断弁3、警報部4などを作動させる装置である。地震評価装置1は、たとえば30Hz以下の震動を測定し、3000Gal以下の加速度を測定可能に構成される。地震評価装置1は、筐体5、2つの感震器2、信号線6、制御装置7、操作部8、表示部9、遮断弁3および警報部4を含む。
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of the
筐体5は、直方体状の箱体に形成される。ただし筐体5は、直方体状の箱体に限定されず、内方に空間が形成されるものであればよい。検出手段である2つの感震器2には、内部感震器2Aと外部感震器2Bとが含まれる。内部感震器2Aは、筐体5の内方に配設される。他方の外部感震器2Bは、筐体5の外方に配設される。内部および外部感震器2A,2Bは、構成が同一である。したがって以下では、内部感震器2Aについて説明し、外部感震器2Bの構成については、内部感震器2Aの構成と同一の符号を付して、その説明を省略する。感震器2は、互いに直交する水平2方向であるX方向およびY方向の振動を検出可能に構成され配設される。つまり感震器は、水平2軸の振動を検出可能に構成される。
The housing | casing 5 is formed in a rectangular parallelepiped box. However, the housing | casing 5 is not limited to a rectangular parallelepiped box, What is necessary is just a space formed inward. The two
感震器2は、ブロック体10と2つのセンサS1,S2とを備える。ブロック体10は、直方体状に形成される。ブロック体10は、たとえば鉄、アルミニウムなどの金属材料または合成樹脂材料によって構成されている。2つのセンサS1,S2は、ブロック体10の互いに直交する取付面部11,12に配設される。各センサS1,S2は、一方のセンサS1がX方向の震動を検出し、他方のセンサS2がY方向の震動を検出可能に構成され、ブロック体10に配設される。2つのセンサS1,S2は、構成が同一である。したがって一方のセンサS1について説明し、他方のセンサS2については同一の符号を付してその説明を省略する。
The
センサS1は、地震動の加速度を測定する加速度センサであり、制御装置7に電気的に接続される。センサS1は、たとえば圧電型センサ、サーボ型センサ、ひずみ計型センサおよび静電容量型センサである。本実施の形態では、センサS1の一例として、静電容量型センサを示す。ただしセンサS1は、静電容量型センサに限定されず、少なくとも前述のセンサであればよく、地震動の加速度を測定する加速度センサであればよい。 The sensor S <b> 1 is an acceleration sensor that measures the acceleration of earthquake motion, and is electrically connected to the control device 7. The sensor S1 is, for example, a piezoelectric sensor, a servo sensor, a strain gauge sensor, or a capacitance sensor. In the present embodiment, a capacitive sensor is shown as an example of the sensor S1. However, the sensor S1 is not limited to the capacitive sensor, and may be at least the above-described sensor, or may be an acceleration sensor that measures the acceleration of seismic motion.
センサS1は、一対の基盤13,14、一対のガラス板15,16、一対の電極17,18、スペーサ19、取付部20および振り子21を含む。一対の基盤13,14は、導電性単結晶シリコンから成り、一表面部が互いに第1方向A1に対向して配設される。第1方向A1は、一方のセンサS1においてX方向と同義であり、他方のセンサS2においてY方向と同義である。各基盤13,14には、一表面部から、対向する基盤13,13に向かって突出する突起部22がそれぞれ形成される。一対のガラス板15,16は、板状に形成され、突起部22が挿通可能な連結孔23がそれぞれ形成される。各ガラス板15,16は、突起部22を連結孔23に挿通させ、互いに対向させて各基盤13,14の一表面部にそれぞれ配設される。
The sensor S1 includes a pair of
スペーサ19および取付部20は、導電性単結晶シリコンから成り、一対のガラス板15,16の間に介在する。スペーサ19および取付部20は、第1方向A1に垂直な第2方向A2に互いに間隔を空けて配設される。一対の電極17,18は、薄膜状に形成される。各電極17,18は、互いに対向して各ガラス板15,16にそれぞれ配設される。一対の電極17,18は、たとえばアルミニウムをガラス板15,16に蒸着させて形成される。一対の電極17,18は、突起部22に電気的かつ機械的に接続される、つまり基盤13,14に電気的に接続される。
The
振り子21は、完全弾性体であり、導電性単結晶シリコンから成る。振り子21は、第2方向A2に延びる長手状に形成され、一対の電極17,18、スペーサ19および取付部20が囲繞する空間24に配設される。振り子21は、その長手方向一端部が取付部20に一体的に連結され、他端部が遊端部となる。換言すると、振り子21は、取付部20によって片持ち支持され、前記他端部が第1方向A1に揺動可能に配設される。振り子21は、揺動しない自然状態で、一対の電極17,18に対して間隔d1,d2を空けて配設される。本実施の形態では、振り子21は、図4に示す振り子21と各電極17,18との距離d1,d2が前記自然状態で等しくなるように配設される。信号線6は、センサS1の一対の基盤13,14および振り子21と制御装置7とを電気的にそれぞれ接続する。センサS1およびセンサS2は、信号線6によって、制御装置7に電気的に並列させて接続される。静電容量型センサ以外の他の加速度センサも同様に、制御装置7に電気的に接続され、加速度センサで取得された電気信号を制御装置7に伝送可能に構成される。
The
制御装置7には、ハイパスフィルタ25、ローパスフィルタ32、アナログ/ディジタル変換器(略称:A/D変換器)31、3つのフィルタ33、加速度演算部26、速度演算部27、SI値演算部28、記憶部29および制御部30が含まれる。ハイパスフィルタ25は、信号線6を介して各感震器2A,2BのセンサS1,S2に電気的に接続される。ハイパスフィルタ25は、ローパスフィルタ32に電気的に接続される。ハイパスフィルタ25は、周波数の低い電気信号、たとえば0.01Hz以下の電気信号を遮断する機能を有する。ローパスフィルタ32は、A/D変換器31に電気的に接続される。ローパスフィルタ32は、衝撃波などに基づく周波数の高い電気信号、たとえば30Hz以上の電気信号を遮断する機能を有する。
The control device 7 includes a high-
A/D変換器31は、3つのフィルタ33に電気的に接続される。A/D変換器31は、アナログ信号をディジタル信号に変換する機能を有する。3つのフィルタ33は、第1フィルタ33a、第2フィルタ33bおよび第3フィルタ33cである。第1フィルタ33aは、加速度演算部26に電気的に接続される。第2フィルタ33bは、速度演算部27に電気的に接続される。第3フィルタ33cは、SI値演算部28に電気的に接続される。
The A /
加速度演算部26は、制御部30に電気的に接続される。加速度演算部26は、各感震器2A,2BのセンサS1,S2からハイパスフィルタ25などを介して伝送される電気信号に基づいて、震動の加速度を演算する機能を有する。本実施の形態では、加速度演算部26は、振り子21と各電極17,18間の容量C1、C2に基づく電気信号を取得する。加速度演算部26は、容量C1,C2に基づいて振り子の加速度、すなわち震動の加速度を演算する機能を有する。本実施の形態では、容量C1、C2は、各センサS1,S2の並列容量である。したがって演算される加速度は、X方向成分およびY方向成分の加速度をベクトル合成して得られる加速度に相当する。第1フィルタ33aは、A/D変換器31から加速度演算部26に伝送される信号に含まれるノイズを除去する機能を有する。
The
速度演算部27は、制御部30に電気的に接続される。速度演算部27は、各感震器2A,2BのセンサS1,S2からハイパスフィルタ25などを介して伝送される電気信号に基づいて、震動の速度を演算する機能を有する。本実施の形態では、速度演算部27は、加速度演算部26と同様に、振り子21と各電極17,18間の容量C1、C2に基づいて、加速度を演算する。速度演算部27は、この加速度を積分して速度を演算する。本実施の形態では、容量C1、C2が各センサS1,S2の並列容量である。したがって演算される速度は、X方向成分およびY方向成分の速度をベクトル合成して得られる速度に相当する。第2フィルタ33bは、A/D変換器31から速度演算部27に伝送される信号に含まれるノイズを除去する機能を有する。
The
SI値演算部28は、制御部30に電気的に接続される。SI値演算部28は、各感震器2A,2BのセンサS1,S2からハイパスフィルタ25などを介して伝送される電気信号に基づいて、SI値を演算する機能を有する。SI値は、周期が0.1sec以上2.
5sec以下の速度応答スペクトルSvのスペクトル強度SIであり、速度応答スペクトル
Svおよび周期τを用いて式(3)で演算される。
The SI
This is the spectrum intensity SI of the speed response spectrum Sv of 5 seconds or less, and is calculated by the equation (3) using the speed response spectrum Sv and the period τ.
SI値は、速度応答スペクトルSvを周期0.1sec以上周期2.5sec以下の範囲で周期τに関して積分し、この積分値を2.4で除した値である。 The SI value is a value obtained by integrating the speed response spectrum Sv with respect to the period τ in the range of the period of 0.1 sec to 2.5 sec and dividing the integrated value by 2.4.
具体的な演算方法について説明すると、SI値演算部28は、加速度演算部26と同様に、加速度を演算する。SI値演算部28は、この加速度に基づいて、周期が0.1sec
から0.1sec刻みで2.5secまでの25個の速度応答を演算する。SI値演算部28は、検出開始から現時刻までの間の各周期の速度応答の最大値を検出する。SI値演算部28は、これらの検出された各周期の速度応答の最大値の総和を2.4で除してSI値を演算する。本実施の形態では、容量C1、C2は各センサS1,S2の並列容量である。したがってSI値は、X方向成分およびY方向成分の速度応答スペクトルSvをベクトル合成して得られる速度応答スペクトルSvのSI値に相当する。第3フィルタ33bは、A/D変換器31からSI値演算部28に伝送される信号に含まれるノイズを除去する機能を有する。
A specific calculation method will be described. The SI
25 speed responses from 0.1 to 2.5 sec in increments of 0.1 sec. The SI
制御部30は、記憶部29、表示部9、遮断弁3、警報部4および操作部8に電気的に接続される。制御部30は、最大加速度警報レベルLα、最大値速度警報レベルLV、最大値SI値警報レベルLS、加速度持続警報レベルMα、速度持続警報レベルMV、SI値持続警報レベルMSおよび所定持続時間Tを記憶する。本実施の形態において、最大加速度警報レベルLα、最大値速度警報レベルLVおよび最大値SI値警報レベルLSを総称する場合、最大値警報レベルLと称し、加速度持続警報レベルMα、速度持続警報レベルMVおよびSI値持続警報レベルMSを総称する場合、持続警報レベルMと称する場合がある。
The
最大加速度警報レベルLαは、加速度持続警報レベルMαより大きく設定される。最大値速度警報レベルLVは、速度持続警報レベルMVより大きく設定される。最大値SI値警報レベルLSは、SI値持続警報レベルMSより大きく設定される。本実施の形態では、最大加速度警報レベルLαが250Gal、最大値速度警報レベルLVが30kine、最大値SI値警報レベルLSが30kine、加速度持続警報レベルMαが150Gal、速度持続警報レベルMVが25kine、SI値持続警報レベルMSが25kineおよび所定持続時間Tが120secに設定される。 The maximum acceleration warning level Lα is set higher than the acceleration continuous warning level Mα. The maximum value speed alarm level LV is set to be greater than the speed continuous alarm level MV. Maximum value SI value alarm level LS is set to be greater than SI value continuous alarm level MS. In the present embodiment, the maximum acceleration alarm level Lα is 250 Gal, the maximum value speed alarm level LV is 30 kine, the maximum value SI value alarm level LS is 30 kine, the acceleration continuous alarm level Mα is 150 Gal, the speed continuous alarm level MV is 25 kine, SI. The value duration alarm level MS is set to 25 kine and the predetermined duration T is set to 120 sec.
制御部30は、内部感震器2Aおよび外部感震器2BのセンサS1,S2からの電気信号に基づいて演算される加速度、速度およびSI値をレベル弁別する機能を有する。以下では、内部感震器2AのセンサS1,S2からの電気信号に基づいて演算される加速度、速度およびSI値を、「内部加速度」、「内部速度」および「内部SI値」とそれぞれ称し、これらを総称して、「内部演算値」と称する場合がある。また外部感震器2BのセンサS1,S2からの電気信号に基づいて演算される加速度、速度およびSI値を、「外部加速度」、「外部速度」および「外部SI値」とそれぞれ称し、これらを総称して、「外部演算値」と称する場合がある。また本実施の形態において、演算される加速度、速度およびSI値を総称して、「演算値」と称する場合がある。
The
制御部30は、具体的には、内部および外部加速度を最大加速度警報レベルLαと加速度持続警報レベルMαとでレベル弁別し、内部および外部速度を最大速度警報レベルと速度持続警報レベルMVとでレベル弁別し、内部および外部SI値を最大値SI値警報レベルLSとSI値持続警報レベルMSとでレベル弁別する機能を有する。
Specifically, the
制御部30は、以下3つの条件のうち少なくともいずれか1つを充足するか否かを判定する機能を有する。本実施の形態では、(1)内部加速度および外部加速度(以下、これらを総称する場合、「内外加速度」と称する場合がある)が加速度持続警報レベルMα以上であること、(2)内部速度および外部速度(以下、これらを総称する場合、「内外速度」と称する場合がある)が速度持続警報レベルMV以上であること、および(3)内部SI値および外部SI値(以下、これらを総称する場合、「内外SI値」と称する場合がある)がSI値持続警報レベルMS以上であることの3つの条件のうち少なくともいずれか1つを充足するか否かを判定する。
The
制御部30は、(1)〜(3)の条件のうち少なくともいずれか1つの条件を充足すると、継続時間を測定する機能を有する。制御部30は、前記条件が充足しなくなると、継続時間の測定を停止する機能を有する。制御部30は、測定される継続時間が所定持続時間T以上か否かを判定する機能を有する。以下では、測定される継続時間が所定持続時間T以上であることを条件(4)とする。
The
以下では、制御部30が継続時間を測定する測定方法について説明する。条件(1)または(2)を充足する場合は、同様の方法によって継続時間を測定する。したがって、条件(1)を充足する場合について図6を用いて説明し、条件(2)を充足する場合の測定方法については、条件(1)の場合の測定方法を参照し、その説明を省略する。制御部30は、条件(1)を充足すると、継続時間の測定を開始する(この開始時刻を時刻T0とする)。制御部30は、時刻T0から予め定められる時間間隔Δt毎に、条件(1)を充足するか否かの判定をする。制御部30は、各時間間隔Δtの間で、条件(1)が少なくとも1回充足するか否かを判定する。各時間間隔Δtの間で、条件(1)が少なくとも1回充足すると判定すると、時間間隔Δtの間、条件(1)を継続して充足すると判定する。制御部30は、時間間隔Δtの間、条件(1)を継続して充足すると判定すると、継続時間に前記時間間隔Δtを加算し、継続時間の測定を継続する。制御部30は、条件(1)を充足しないと判定すると、継続時間の測定を停止する。
Hereinafter, a measurement method in which the
次に条件(3)を充足する場合について、説明する。条件(3)を充足すると、継続時間の測定を開始する(この開始時刻を時刻T0とする)。制御部30は、条件(3)を充足する間、継続時間の測定を継続する。制御部30は、内外SI値がSI値持続警報レベルMS以下になると、継続時間の測定を停止する。
Next, a case where the condition (3) is satisfied will be described. When the condition (3) is satisfied, the measurement of the duration is started (this start time is set as time T0). The
制御部30は、さらに以下の3つの条件のうち少なくともいずれか1つを充足か否かを判定する機能を有する。本実施の形態では、(5)内外加速度が最大加速度警報レベルLα以上であること、(6)内外速度が最大速度警報レベルLV以上であること、および(7)内外SI値が最大SI値警報レベルLS以上であることの3つの条件のうち少なくともいずれか1つを充足するか否かを判定する。
The
制御部30は、記憶部29に内外加速度を記憶させる機能を有する。制御部30は、内外加速度をそれぞれ関連付けて記憶させ、内外加速度の各波形を記憶させる機能を有する。内外加速度の波形は、経過時間に対する内外加速度の変化を示す波形と同義である。記憶部29は、複数個の内外加速度の波形、たとえば10個の内外加速度の波形を記憶する機能を有する。記憶部29は、10個の波形を記憶する状態で、さらに別の波形の記憶を要求されると、最も記憶してからの時間が経過している波形を消去し、要求される前記別の波形を記憶する機能を有する。本実施の形態では、加速度の波形だけを記憶しているけれども、速度の波形およびSI値の波形を記憶させてもよい。
The
制御部30は、内部演算値および外部演算値(以下、これらを総称して「内外演算値」と称する場合がある)の最大値をそれぞれ検出し、記憶部29に記憶させる機能を有する。具体的な検出方法は、以下に説明する。制御部30は、記憶部29に記憶される内外演算値の最大値(以下、単に「最大値」と称する場合がある)と制御部30が演算部34から取得する内外演算値(以下、「取得演算値」と称する場合がある)とを比較する。演算部34は、加速度演算部26、速度演算部27およびSI値演算部28に相当する。制御部30は、取得演算値が記憶部29に記憶される最大値より大きい場合、取得演算値を最大値として記憶部29に上書きして記憶させる。制御部30は、表示部9、遮断弁3および警報部4を制御する機能を有する。制御部30は、条件(4)〜(7)のうち少なくともいずれか1つを充足すると、遮断弁3および警報部4に警報信号を出力する。
The
表示部9は、図2に示す、インジケータ35と通電ランプ36とを含む。表示部9は、利用者が視認可能な筐体5の一表面部に配設される。インジケータ35は、制御部30から内外加速度および内外SI値の最大値を取得し、これらを棒グラフによってそれぞれ表示する。図2では、内部感震器が「内部センサ」と称され、外部感震器が「外部センサ」と称されている。本実施の形態では、インジケータ35の棒グラフは、目盛に基づいて段階的に色彩を変化させて、前記加速度およびSI値の最大値を表示する。インジケータ35は、たとえば、紫、青、緑、黄、赤のグラデーションによって表示される。ただし、インジケータ35は、このようなものに限定されず、前記最大値をディジタル表示させてもよい。また棒グラフに代えて、複数の発光ダイオード(略称:LED)を一列に配設し、LEDの点灯数によって最大値を表示してもよい。たとえば、LEDが4つ点灯すると、加速度の最大値が150Gal以上200Gal未満であることを示す。通電ランプ36は、たとえばLEDによって構成され、発光することによって内部および外部感震器2A,2Bに電力が供給されていることを示す機能を有する。
The
遮断弁3は、ガス管の管路に介在し、ガスの流れを遮断するための弁である。ただし、遮断弁3は、ガスの流れを遮断するものに限定されない。たとえば油などの流体の流路に介在し、前記流体を遮断するものであればよい。遮断弁3は、制御部30から出力される警報信号に基づいて、ガス管を遮断する機能を有する。
The shut-off
警報部4は、利用者に警報する機能を有する。警報部4には、最大値警報ランプ37、持続警報ランプ38および警報器が含まれる。最大値警報ランプ37および持続警報ランプ38は、たとえば発光ダイオードで実現される。最大値警報ランプ37および持続警報ランプ38は、図2に示すように、利用者が視認可能な筐体5の一表面部に配設される。制御部30は、条件(4)を充足すると、持続警報ランプ38を発光させる機能を有する。また制御部30は、条件(5)〜(7)を充足すると、最大値警報ランプ37を発光させる機能を有する。警報器は、制御部30から出力される警報信号を取得し、音によって警報する機能を有する。
The
地震評価装置1は、商用電源に電気的に接続可能に構成される。地震評価装置1は、商用電源から電力を取得し、各構成部に電力を供給可能に構成される。地震評価装置1は、内部電源39を備える。内部電源39は、たとえばバッテリであり、地震評価装置1を駆動する電力を各構成部に供給可能に構成される。内部電源39は、商用電源からの電力供給が遮断されると、各構成部に電力を供給可能に構成される。
The
操作部8は、利用者が操作可能に構成される。操作部8は、電源スイッチ、設定手段およびリセットスイッチ40を含む。電源スイッチは、商用電源および内部電源39から地震評価装置1の各構成部への電力供給のオンおよびオフを切替えるためのスイッチである。設定手段は、制御部30に記憶される最大値警報レベルL、持続警報レベルMおよび所定持続時間Tを設定可能に構成される。本実施の形態では、最大加速度警報レベルLαおよび加速度持続警報レベルMαは、110Gal以上520Gal以下の範囲で設定可能に構成される。最大速度警報レベルLVおよび速度持続警報レベルMVは、10kine以上100kine以下の範囲で設定可能に構成される。最大SI値警報レベルLSおよびSI値持続警報レベルMSは、10kine以上100kineの範囲で設定可能に構成される。所定持続時間Tは、10sec以上300sec以下の範囲で設定可能に構成される。
The
リセットスイッチ40は、利用者が操作可能に配設され、具体的には、筐体5の一表面部に配設される。リセットスイッチ40は、これを操作することによって、記憶部29に記憶される内外演算値の最大値をリセットし、インジケータ35の表示を0Galに戻す機能を有する。インジケータ35は、リセットスイッチ40が操作されるまで、内外加速度および内外SI値の最大値の表示を継続する機能を有する。リセットスイッチ40は、最大値警報ランプ37および持続警報ランプ38を消灯させる機能を有する。最大値警報ランプ37および持続警報ランプ38は、リセットスイッチ40が操作されるまで、発光し警報を継続する機能を有する。
The
図7は、地震評価装置1の地震評価方法の手順を示すフローチャートである。図8は、震動の加速度を示すグラフである。図9は、震動の速度を示すグラフである。図10は、震動のSI値を示すグラフである。以下では、このような地震評価装置1の制御装置7の動作について説明する。まず図8〜10に示す波形の長周期地震動における制御装置7の動作について説明する。地震評価装置1の電源スイッチをオンにすると、地震評価処理が開始され、ステップa1へ移行する。前処理フィルタ工程であるステップa1では、インジケータ35の表示を0Galに戻し、記憶部29に記憶される最大値を消去する。インジケータ35の表示を0Galに戻し、記憶部29に記憶される最大値を消去すると、ステップa2へ移行する。
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the earthquake evaluation method of the
地震感知判定工程であるステップa2は、内部および外部感震器2A,2BのセンサS1,S2の容量C1,C2が変化しているか、すなわち地震を感知しているか否かを判定する。地震を感知していない場合、ステップa1へ戻る。地震を感知している場合、ステップa2からステップa3へ移行する。演算工程であるステップa3では、内部および外部感震器2A,2BのセンサS1,S2の容量C1、C2に基づいて、内外加速度、内外速度および内外SI値を演算する。内外加速度、内外速度および内外SI値を演算すると、ステップa3からステップa4へ移行する。波形記憶工程であるステップa4では、内外加速度の波形を記憶部29に記憶する。記憶すると、ステップa4からステップa5へ移行する。
Step a2, which is an earthquake detection determination step, determines whether the capacitances C1, C2 of the sensors S1, S2 of the internal and external
レベル判定工程であるステップa5では、内外演算値を最大値警報レベルLおよび持続警報レベルMでレベル弁別し、条件(1)〜(3)および(5)〜(7)のうちいずれの条件を充足するかを判定する。条件(1)〜(3)のうち少なくともいずれか1つの条件を充足する場合、ステップa5からステップa6へ移行する。 In step a5 which is a level determination step, the inside / outside operation value is discriminated by the maximum alarm level L and the continuous alarm level M, and any of the conditions (1) to (3) and (5) to (7) is set. Determine if it is satisfied. When at least one of the conditions (1) to (3) is satisfied, the process proceeds from step a5 to step a6.
以下では、条件(1)〜(3)のうち少なくともいずれかの1つの条件を充足する場合について、図8〜図10を参照して、具体的に説明する。本実施の形態では、説明を簡略化するために、内部感震器2Aおよび外部感震器2Bの波形が同一であるとして説明する。まず条件(1)を充足する場合について、図8を参照して説明する。内外加速度を加速度持続警報レベルMαでレベル弁別する。時刻T1で内外加速度が加速度持続警報レベルMα以上になると、条件(1)を充足すると判定する。次に条件(2)を充足する場合について、図9を参照して説明する。内外速度を速度持続警報レベルMVで弁別する。時刻T2で内外速度が速度持続警報レベルMV以上になると、条件(2)を充足すると判定する。最後に条件(3)を充足する場合について、図10を参照して説明する。内外SI値をSI値持続警報レベルMSで弁別する。時刻T3で内外SI値がSI値持続警報レベルMS以上になると、条件(3)を充足すると判定する。このようにして、条件(1)〜(3)のうち少なくともいずれかの1つの条件を充足すると判定すると、ステップa5からステップa6へ移行する。
Hereinafter, a case where at least one of the conditions (1) to (3) is satisfied will be specifically described with reference to FIGS. In the present embodiment, in order to simplify the description, it is assumed that the waveforms of the internal
時間測定開始工程であるステップa6では、継続時間の測定を開始する。継続時間の測定を開始すると、ステップa6からステップa7へ移行する。最大値測定工程であるステップa7では、取得演算値と記憶される内外演算値の最大値とを比較して、最大値を検出する。最大値が検出されると、検出される最大値を記憶部29に上書きして記憶させる。最大値を記憶部29に記憶させると、ステップa7からステップa8へ移行する。最大値報知工程であるステップa8では、最大値をインジケータ35によって表示させる。最大値を表示させるとステップa8から、ステップa9へ移行する。
In step a6, which is a time measurement start process, measurement of the duration time is started. When the measurement of the duration time is started, the process proceeds from step a6 to step a7. In step a7, which is a maximum value measurement process, the acquired calculation value is compared with the maximum value of the stored internal / external calculation value to detect the maximum value. When the maximum value is detected, the detected maximum value is overwritten and stored in the
継続時間判定工程であるステップa9では、条件(4)を充足するか否かを判定する。条件(4)を充足する場合、すなわち継続時間が所定持続時間T以上である場合、ステップa9からステップa10へ移行する。以下では、条件(4)を充足する場合について、図8〜図10を参照して、具体的に説明する。所定持続時間Tは、たとえば時間4Δtに設定されている。 In step a9 which is a duration determination step, it is determined whether or not the condition (4) is satisfied. When the condition (4) is satisfied, that is, when the duration is not less than the predetermined duration T, the process proceeds from step a9 to step a10. Below, the case where the condition (4) is satisfied will be specifically described with reference to FIGS. The predetermined duration T is set to time 4Δt, for example.
まず条件(1)および条件(4)を充足する場合について、図8を参照して説明する。継続時間の測定が開始され、時刻T1を越えて時刻T1+Δt以下の第1区間D1で、条件(1)を充足するか否かを判定する。図8に示すように、第1区間D1では、条件(1)を充足するので、条件(1)継続時間が時間Δtであると判定し、さらに継続時間の測定を継続する。次に時刻T1+Δtを越えて時刻T1+2Δt以下の第2区間D2で、条件(1)を充足するか否かを判定する。図8に示すように、第2区間D2では、条件(1)を充足するので、条件(1)の継続時間が時間2Δtであると判定し、さらに継続時間の測定を継続する。同様にして、時刻T+2Δtを越えて時刻T1+3Δt以下の第3区間D3および時刻T1+3Δtを越えて時刻T1+4Δt以下の第4区間D4で、条件(1)を充足するかを順次判定する。第3および第4区間D4では、図8に示すように、条件(1)を充足するので、条件(1)の継続時間が時間4Δtであると判定する。これによって条件(4)を充足すると判定し、ステップa9からステップa10へ移行する。 First, the case where the conditions (1) and (4) are satisfied will be described with reference to FIG. The measurement of the duration time is started, and it is determined whether or not the condition (1) is satisfied in the first section D1 exceeding the time T1 and not more than the time T1 + Δt. As shown in FIG. 8, in the first section D1, since the condition (1) is satisfied, it is determined that the duration of the condition (1) is the time Δt, and the measurement of the duration is further continued. Next, it is determined whether or not the condition (1) is satisfied in the second section D2 exceeding the time T1 + Δt and not exceeding the time T1 + 2Δt. As shown in FIG. 8, in the second section D2, since the condition (1) is satisfied, it is determined that the duration of the condition (1) is the time 2Δt, and the measurement of the duration is further continued. Similarly, it is sequentially determined whether the condition (1) is satisfied in the third section D3 exceeding the time T + 2Δt and below the time T1 + 3Δt and the fourth section D4 exceeding the time T1 + 3Δt and below the time T1 + 4Δt. In the third and fourth sections D4, as shown in FIG. 8, since the condition (1) is satisfied, it is determined that the duration of the condition (1) is the time 4Δt. Accordingly, it is determined that the condition (4) is satisfied, and the process proceeds from step a9 to step a10.
次に条件(2)および条件(4)を充足する場合について、図9を参照して説明する。継続時間の測定が開始され、条件(1)および条件(4)を充足する場合と同様に、時刻T2を越えて時刻T2+Δt以下の第1区間E1、時刻T2+Δtを越えて時刻T2+2Δt以下の第2区間E2で、時刻T2+2Δtを越えて時刻T2+3Δt以下の第3区間E3および時刻T+3Δtを越えて時刻T+4Δt以下の第4区間E4で、条件(2)を充足するかを順次判定する。第1区間〜第4区間E1,E2,E3,E4では、図9に示すように、条件(2)を充足するので、条件(2)の継続時間が時間4Δtであると判定する。これによって条件(4)を充足すると判定し、ステップa9からステップa10へ移行する。 Next, the case where the conditions (2) and (4) are satisfied will be described with reference to FIG. As in the case where the conditions (1) and (4) are satisfied, the first interval E1 that exceeds the time T2 and is less than or equal to the time T2 + Δt and the second that is more than the time T2 + Δt and that is less than the time T2 + 2Δt is measured. In the section E2, it is sequentially determined whether the condition (2) is satisfied in the third section E3 that exceeds the time T2 + 2Δt and is below the time T2 + 3Δt and the fourth section E4 that exceeds the time T + 3Δt and is below the time T + 4Δt. In the first section to the fourth section E1, E2, E3, E4, as shown in FIG. 9, since the condition (2) is satisfied, it is determined that the duration of the condition (2) is the time 4Δt. Accordingly, it is determined that the condition (4) is satisfied, and the process proceeds from step a9 to step a10.
最後に条件(3)および条件(4)を充足する場合について説明する。継続時間の測定が開始され、継続時間が所定持続時間4Δtを越えると、条件(4)充足すると判定し、ステップa9からステップa10へ移行する。 Finally, a case where the conditions (3) and (4) are satisfied will be described. When the measurement of the duration is started and the duration exceeds the predetermined duration 4Δt, it is determined that the condition (4) is satisfied, and the routine proceeds from step a9 to step a10.
信号伝送工程であるステップa10では、警報信号を遮断弁3および警報部4に出力する。警報信号が出力されると、ステップa10からステップa11へ移行する。警報遮断工程であるステップa11では、持続警報ランプ38を発光させる。警報器は、警報信号に基づいて作動し、音によって利用者に警報する。遮断弁3は、警報信号に基づいて作動し、ガスの流れを遮断する。このように持続警報ランプ38などが作動すると、ステップa11からステップa12へ移行する。
In step a10, which is a signal transmission process, an alarm signal is output to the
最大値測定工程であるステップa12では、ステップa7と同様に、最大値を検出し、検出される最大値を記憶部29に上書きして記憶させる。最大値を記憶部29に記憶させると、ステップa12からステップa13へ移行する。最大値報知工程であるステップa13では、ステップa8と同様に、最大値をインジケータ35によって表示させる。最大値を表示させるとステップa13から、ステップa14へ移行する。リセット判定工程であるステップa14では、リセットスイッチ40が操作されたか否かを判定する。リセットスイッチ40が操作された場合、ステップa14からステップa1へ戻る。リセットスイッチ40が操作されていない場合、ステップa14からステップa12へ移行する。
In step a12 which is the maximum value measurement process, the maximum value is detected, and the detected maximum value is overwritten and stored in the
図11は、震動の加速度を示すグラフである。図12は、震動の速度を示すグラフである。図13は、震動のSI値を示すグラフである。次に、図11〜13に示す波形の短周期地震動における制御装置7の動作について説明する。以下では、図7のフローチャートを参照しつつ、制御装置7の動作について説明する。短周期地震動における制御装置7の動作は、ステップa5とステップa11において長周期地震動における制御装置7の動作と異なり、その他のステップにおいて長周期地震動における制御装置7の動作と同様である。したがってステップa5およびステップa11について説明し、その他のステップについては、長周期地震動における制御装置7の動作を参照し、その説明を省略する。 FIG. 11 is a graph showing acceleration of vibration. FIG. 12 is a graph showing the speed of vibration. FIG. 13 is a graph showing the SI value of the vibration. Next, operation | movement of the control apparatus 7 in the short period ground motion of the waveform shown to FIGS. Below, operation | movement of the control apparatus 7 is demonstrated, referring the flowchart of FIG. The operation of the control device 7 in short-period ground motion is different from the operation of the control device 7 in long-period ground motion in steps a5 and a11, and is the same as the operation of the control device 7 in long-period ground motion in other steps. Therefore, step a5 and step a11 will be described, and for the other steps, the operation of the control device 7 in the long-period ground motion will be referred to and description thereof will be omitted.
レベル判定工程であるステップa5では、内外演算値を最大値警報レベルLおよび持続警報レベルMでレベル弁別し、条件(1)〜(3)および(5)〜(7)のうちいずれの条件を充足するかを判定する。条件(5)〜(7)のうち少なくともいずれかの1つ条件を充足する場合、ステップa5からステップa10へ移行する。なお条件(5)〜(7)のうち少なくともいずれか1つの条件を充足する場合、条件(1)〜(3)のうち少なくともいずれか1つの条件も充足する。この場合、ステップa5からステップ6に移行することなく、ステップa5からステップa10へ移行する。ただし、ステップa5からステップa10へ移行することだけに限定されず、ステップa6およびステップa10へ移行し、並列処理されてもよい。 In step a5 which is a level determination step, the inside / outside operation value is discriminated by the maximum alarm level L and the continuous alarm level M, and any of the conditions (1) to (3) and (5) to (7) is set. Determine if it is satisfied. When at least one of the conditions (5) to (7) is satisfied, the process proceeds from step a5 to step a10. In addition, when satisfying at least any one of the conditions (5) to (7), at least any one of the conditions (1) to (3) is also satisfied. In this case, the process goes from step a5 to step a10 without going from step a5 to step 6. However, it is not limited to only shifting from step a5 to step a10, it may shift to step a6 and step a10 and be processed in parallel.
以下では、条件(5)〜(7)のうち少なくともいずれかの1つの条件を充足する場合について、図11〜図13を参照して、具体的に説明する。本実施の形態では、説明を簡略化するために、内部感震器2Aおよび外部感震器2Bの波形が同一であるものとして説明する。
Hereinafter, a case where at least one of the conditions (5) to (7) is satisfied will be specifically described with reference to FIGS. 11 to 13. In the present embodiment, in order to simplify the description, it is assumed that the waveforms of the internal
まず条件(5)を充足する場合について、図11を参照して説明する。内外加速度を最大加速度警報レベルLαでレベル弁別する。時刻T4で内外加速度が最大加速度警報レベルLα以上になると、条件(5)を充足すると判定する。次に条件(6)を充足する場合について、図12を参照して説明する。内外速度を最大速度警報レベルLVで弁別する。時刻T5で内外速度が最大速度警報レベルLV以上になると、条件(6)を充足すると判定する。最後に条件(7)を充足する場合について、図13を参照して説明する。内外SI値を最大SI値警報レベルLSで弁別する。時刻T6で内外SI値が最大SI値警報レベルLS以上になると、条件(7)を充足すると判定する。このようにして、条件(5)〜(7)のうち少なくともいずれか1つの条件を充足すると判定すると、ステップa5からステップa10へ移行する。 First, a case where the condition (5) is satisfied will be described with reference to FIG. The internal / external acceleration is discriminated by the maximum acceleration alarm level Lα. When the internal / external acceleration becomes equal to or greater than the maximum acceleration warning level Lα at time T4, it is determined that the condition (5) is satisfied. Next, a case where the condition (6) is satisfied will be described with reference to FIG. The internal / external speed is discriminated by the maximum speed alarm level LV. When the internal / external speed becomes equal to or greater than the maximum speed alarm level LV at time T5, it is determined that the condition (6) is satisfied. Finally, a case where the condition (7) is satisfied will be described with reference to FIG. The internal / external SI value is discriminated by the maximum SI value alarm level LS. When the internal / external SI value becomes equal to or greater than the maximum SI value alarm level LS at time T6, it is determined that the condition (7) is satisfied. In this way, when it is determined that at least one of the conditions (5) to (7) is satisfied, the process proceeds from step a5 to step a10.
警報遮断工程であるステップa11では、最大値警報ランプ37を発光させる。警報器は、警報信号に基づいて作動し、利用者に警報する。遮断弁3は、警報信号に基づいて作動し、ガスの流れを遮断する。このように最大値警報ランプ37などが作動すると、ステップa11からステップa12へ移行する。
In step a11 which is an alarm cutoff process, the maximum
次に、内外演算値のうち少なくともいずれか一方が持続警報レベルMに満たない地震動における制御装置7の動作について説明する。内外演算値のうち少なくともいずれか一方が持続警報レベルMに満たない地震動における制御装置7の動作は、ステップa5において長周期地震動における制御装置7の動作と異なり、その他のステップにおいて長周期地震動における制御装置7の動作と同様である。したがってステップa5について説明し、その他のステップについては、長周期地震動における制御装置7の動作を参照し、その説明を省略する。 Next, the operation of the control device 7 in an earthquake motion in which at least one of the inside / outside calculated values is less than the continuous warning level M will be described. The operation of the control device 7 in the ground motion in which at least one of the inside / outside calculated values does not reach the continuous warning level M is different from the operation of the control device 7 in the long-period ground motion in Step a5, and the control in the long-period ground motion in the other steps. The operation is similar to that of the device 7. Therefore, step a5 will be described, and the other steps will be described with reference to the operation of the control device 7 in long-period ground motion.
レベル判定工程であるステップa5では、内外演算値を最大値警報レベルLおよび持続警報レベルMでレベル弁別し、条件(1)〜(3)および(5)〜(7)のうちいずれの条件を充足するかを判定する。条件(1)〜(3)および(5)〜(7)をすべて充足しない場合、ステップa5からステップa1へ戻る。 In step a5 which is a level determination step, the inside / outside operation value is discriminated by the maximum alarm level L and the continuous alarm level M, and any of the conditions (1) to (3) and (5) to (7) is set. Determine if it is satisfied. If all the conditions (1) to (3) and (5) to (7) are not satisfied, the process returns from step a5 to step a1.
具体的には、内外演算値を持続警報レベルMでレベル弁別する。内外加速度が加速度持続警報レベルMα以下であり、内外速度が速度持続警報レベルMV以下であり、内外SI値がSI値持続警報レベルMS以下であると、条件(1)〜(3)および(5)〜(7)のうちいずれの条件も充足しないと判定する。条件(1)〜(3)および(5)〜(7)の全てを充足しないと、ステップa5からステップa1へ移行する。 Specifically, the internal / external calculation value is discriminated based on the continuous alarm level M. When the internal / external acceleration is equal to or less than the acceleration continuous alarm level Mα, the internal / external speed is equal to or less than the speed continuous alarm level MV, and the internal / external SI value is equal to or less than the SI value continuous alarm level MS, the conditions (1) to (3) and (5 ) To (7), it is determined that none of the conditions is satisfied. If all of the conditions (1) to (3) and (5) to (7) are not satisfied, the process proceeds from step a5 to step a1.
最後に長周期地震動において、継続時間が所定持続時間T未満である場合の制御装置7の動作について説明する。ステップ9では、条件(4)を充足しない、すなわち継続時間が所定持続時間T未満であると判定し、ステップa9からステップa1へ戻る。
Finally, the operation of the control device 7 when the duration is less than the predetermined duration T in the long-period ground motion will be described. In
以下では、このようにして構成される地震評価装置1が奏する効果について説明する。本実施の形態の地震評価方法によれば、検出される震動に基づいて内外演算値が演算される。この内外演算値が持続警報レベルM以上であることが所定持続時間T以上継続しているか否かを判定する。したがって従来の地震評価方法で検出不可能な、内外演算値が最大値警報レベルLより小さくかつ長時間継続する震動を検出することができる。これによって内外演算値が最大値警報レベルLより小さく長時間継続する震動が発生する場合、この震動を検出し、遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。それ故、内外演算値が最大値警報レベルLより小さく、かつ長時間継続する震動の場合、これを確実に検出して、ガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。
Below, the effect which the
本実施の形態の地震評価方法によれば、さらに内外演算値が最大値警報レベルL以上であるか否かを判定する。2つのレベルで弁別できるので、従来の地震評価装置1で検出不可能な、内外演算値が最大値警報レベルLより小さくかつ長時間継続する震動、および内外演算値が最大値警報レベルLより大きい震動を検出することができる。これによって内外演算値が最大値警報レベルLより小さくかつ長時間継続する震動が発生する場合および内外演算値が最大値警報レベルLより大きい震動が発生する場合のどちらであっても、これらの震動を検出し、遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。
According to the earthquake evaluation method of the present embodiment, it is further determined whether or not the inside / outside calculated value is greater than or equal to the maximum alarm level L. Since discrimination can be made at two levels, the internal / external calculation value is smaller than the maximum value alarm level L and cannot be detected by the conventional
本実施の形態の地震評価装置1によれば、感震器2によって検出される震動に基づいて、演算部34で内外演算値を演算する。制御部30は、演算部34で演算される内外演算値をこれに対応する持続警報レベルMでレベル弁別する。制御部30は、内外演算値が持続警報レベルM以上であることが所定持続時間T以上継続しているか否かを判定する。したがって従来の地震評価装置1で検出不可能な、内外演算値が最大値警報レベルLより小さくかつ長時間継続する震動を検出することができる。これによって内外演算値が最大値警報レベルLより小さく長時間継続する震動が発生する場合、この震動を検出し、遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。それ故、内外演算値が最大値警報レベルLより小さく、かつ長時間継続する震動の場合、これを確実に検出することができ、ガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価装置1より二次的な被害を小さくすることができる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、制御部30は、さらに内外演算値を、これに対応する最大値警報レベルLでレベル弁別する。制御部30は、さらに前記演算値が最大値警報レベルL以上であるか否かを判定する。2つのレベルで弁別できるので、従来の地震評価装置1で検出不可能な、内外演算値が最大値警報レベルLより小さくかつ長時間継続する震動、および内外演算値が最大値警報レベルLより大きい震動を検出することができる。これによって内外演算値が最大値警報レベルLより小さくかつ長時間継続する震動が発生する場合および内外演算値が最大値警報レベルLより大きい震動が発生する場合のどちらであっても、これらの震動を検出し、遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、表示部9のインジケータ35は、内外加速度、および内外SI値を報知する。これによって利用者は、内外加速度、内外SI値を知ることができ、視認による地震の評価をすることができる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、内外演算値が持続警報レベルM以上で所定持続時間T以上継続する場合、警報信号を出力し遮断弁3を作動させる。これによって地震動が所定持続時間T以上継続する場合、たとえば長周期地震動が長時間継続する場合に生じる、ガス管が損傷することを防止することができる。これによって漏れたガスに引火するなどして、甚大な被害が生じることを抑制できる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、条件(1)および(2)の継続時間の測定する際、時間間隔Δt毎に、少なくとも1回、条件を充足するか否かを判定する。これによって加速度および速度のように振動する波形であっても継続時間を測定することを実現できる。これによって、内外演算値が小さく長時間継続する震動を検出を実現でき、この震動の検出に基づいて遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。これによって甚大な被害が発生することを抑制できる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、制御部30は、条件(3)の継続時間を測定する際、条件(3)を充足すると、継続時間の測定を開始する。制御部30は、条件(3)を充足する間、継続時間の測定を継続する。したがって持続時間の測定が容易であり、制御装置7の処理負担を軽減にすることができる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、インジケータ35が最大値を表示する。これによって利用者は、地震発生後、内外加速度、および内外SI値の最大値を容易に視認できる。それ故、地震発生後に、内外加速度および内外SI値の最大値を読取るために、地震評価装置1の記憶部29から情報を取出し、解析する必要がなく利便性が高い。またインジケータ35の棒グラフは、目盛に基づいて色彩が段階的に変化する。これによって利用者は、内外加速度および内外SI値の最大値さらに容易に視認できる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、条件(5)〜(7)を充足すると、最大値警報ランプ37が発光し、条件(4)を充足すると、持続警報ランプ38が発光して、警報する。したがって利用者は、条件(4)を充足して警報しているか、条件(5)〜(7)を充足して警報しているかを判断できる。これによって遮断弁3および警報部4が作動した、原因を容易に判断できる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、最大値警報レベルLおよび持続警報レベルMを設定手段によって設定できる。これによって地震評価装置1が配設される建物の特性、場所およびこれに配設されるガス管の状態などに応じて最大値警報レベルLおよび持続警報レベルMを設定できる。このようにして個々の配設状態に応じて最大値警報レベルLおよび持続警報レベルMの設定を変更できるので、より地震の規模を正確に評価できる。それ故、甚大な被害の発生を抑制できる。
According to the
本実施の形態の地震評価装置1によれば、内部電源39が設けられる。地震評価装置1は、内部電源が設けられるので、地震および停電によって商用電源からの電力供給が停止される場合であっても駆動することができる。したがって商用電源からの電源供給が停止した後に発生する地震であっても、地震の評価に基づいて遮断弁3の作動させることおよび演算値の最大値の測定を実現できる。
According to the
図14は、震動のSI値を時間毎に分割して示すグラフである。図14では、縦軸がSI値を示し、横軸が時間を示す。本実施の形態では、条件(3)を充足する間、継続時間の測定を継続することによって、継続時間を測定を実現しているけれども、必ずしもこれに限定されない。たとえば内外加速度および内外速度の場合と同様に、時間間隔Δt毎に、条件(3)を少なくとも1回充足しているか否かを判定することによって実現しても良い。具体的には、図14を参照して説明すると、時刻T7を越えて時刻T7+Δt以下の第1区間F1で、条件(3)を充足するので、条件(3)を第1区間F1の間、充足していると判定する。ここで時刻T7は、予め定められる時刻である。これによって条件(3)の継続時間が時間Δtであると判定し、継続時間の測定を継続する。同様に時刻T7+Δtを越えて時刻T7+2Δt以下の第2区間F2、時刻T7+2Δtを越えて時刻T7+3Δt以下の第3区間F3および時刻T7+3Δtを越えて時刻T7+4Δt以下の第4区間F4で、条件(3)を充足するので、条件(3)を第2区間〜第4区間F2,F3,F4の間、充足していると判定する。条件(3)の継続時間が時間4Δtであると判定し、継続時間の測定を継続する。時刻T7+4Δtを越えて時刻T7+5Δt以下の第5区間F5で、条件(3)を充足しないと判定する。これによって制御部30は、継続時間の測定を停止し、継続時間が時間4Δtであると判定する。このようにして条件(3)の継続時間を測定してもよい。
FIG. 14 is a graph showing the SI value of the vibration divided for each time. In FIG. 14, the vertical axis represents the SI value, and the horizontal axis represents time. In the present embodiment, the measurement of the duration is realized by continuing the measurement of the duration while the condition (3) is satisfied. However, the present invention is not necessarily limited to this. For example, as in the case of internal / external acceleration and internal / external speed, it may be realized by determining whether or not the condition (3) is satisfied at least once for each time interval Δt. Specifically, with reference to FIG. 14, the condition (3) is satisfied in the first section F1 in the first section F1 that exceeds the time T7 and is equal to or less than the time T7 + Δt. It is determined that it is satisfied. Here, time T7 is a predetermined time. Thereby, it is determined that the duration of the condition (3) is the time Δt, and the measurement of the duration is continued. Similarly, the condition (3) is satisfied in the second section F2 exceeding the time T7 + Δt and not exceeding the time T7 + 2Δt, the third section F3 exceeding the time T7 + 2Δt and not exceeding the time T7 + 3Δt, and the fourth section F4 exceeding the time T7 + 3Δt and not exceeding the time T7 + 4Δt. Since it is satisfied, it is determined that the condition (3) is satisfied between the second section to the fourth section F2, F3, F4. It is determined that the duration of condition (3) is time 4Δt, and the measurement of the duration is continued. It is determined that the condition (3) is not satisfied in the fifth section F5 exceeding the time T7 + 4Δt and not exceeding the time T7 + 5Δt. As a result, the
本実施の形態では、連続した区間で条件を充足する場合、継続時間の測定を継続し、少なくとも1つの区間で条件を充足しない場合、継続時間の測定を停止しているけれどもこのような測定方法に限定されない。たとえば所定持続時間Tを時間間隔Δtで複数の区間に分割する。これら複数の区間のうち予め定められる割合以上の区間において、条件を充足する場合、条件が充足する継続時間が所定持続時間T以上であると判定してもよい。これによって、偶発的に複数の区間のうち一部が条件(1)〜(3)を充足しない場合であっても、地震の規模を評価できる。したがって、偶発的な現象についても考慮され、より正確に地震の規模を評価でき、甚大な被害の発生を抑制できる。 In this embodiment, when the condition is satisfied in a continuous section, the measurement of the duration is continued, and when the condition is not satisfied in at least one section, the measurement of the duration is stopped, but such a measurement method It is not limited to. For example, the predetermined duration T is divided into a plurality of sections at a time interval Δt. When a condition is satisfied in a predetermined ratio or more of the plurality of sections, the duration for which the condition is satisfied may be determined to be equal to or longer than the predetermined duration T. Thereby, even if a part of a plurality of sections accidentally does not satisfy the conditions (1) to (3), the magnitude of the earthquake can be evaluated. Therefore, accidental phenomena can be taken into consideration, the scale of the earthquake can be evaluated more accurately, and the occurrence of severe damage can be suppressed.
本実施の形態では、演算部34に加速度演算部26、速度演算部27およびSI値演算部28を含んでいるけれども、これら全てを含むものに限定されない。演算部34に加速度演算部26、速度演算部27およびSI値演算部28のうち少なくともいずれか1つを含み、加速度、速度およびSI値のうち少なくとも1つを演算できればよい。これによって、演算部34の演算処理による負担を軽減しつつ、かつ震動が小さく長時間継続する地震を検出することができる。
In the present embodiment, although the
本実施の形態では、演算値を全て演算し、これら演算値に基づいて地震を評価しているけれども、必ずしもこのような構成に限定されない。演算値のうち少なくともいずれか1つを選択して演算させるものであってもよい。具体的には、操作部8の設定手段および制御部30に以下のような機能を追加する。設定手段は、制御部30に電気的に接続され、利用者の操作に基づいて、加速度、速度およびSI値のうちいずれを演算させるかを設定する機能をさらに有する。速度、速度およびSI値のうち設定される値を設定演算値と称する場合がある。制御部30は、設定手段で設定される設定演算値を演算させる。これによって設定演算値以外の演算値が演算されず、制御装置7の演算処理の負担を軽減することができる。
In the present embodiment, all the calculated values are calculated and the earthquake is evaluated based on these calculated values, but the present invention is not necessarily limited to such a configuration. It is also possible to select and calculate at least one of the calculated values. Specifically, the following functions are added to the setting means of the
また本実施の形態では、内部および外部感震器2A,2Bの2つの感震器2を含んでいるけれども、必ずしも2つの感震器2を含むことに限定されない。感震器2は、1つであってもよく、また3つ以上であってもよい。また感震器2は、水平2軸のものに限定されず、X方向およびY方向に垂直な方向であるZ方向を含む、3軸の震動を検出可能なものであってもよい。またセンサS1,S2は、静電容量型センサに限定されず、震動を検出し、加速度を演算可能なものであればよい。たとえばピエゾ素子を用いて加速度を演算する装置、または超音波を用いて震動によって変位する物体の加速度を検出する装置であってもよい。
Moreover, in this Embodiment, although the two
図15は、実施の第2の形態の地震評価装置1Aの電気的な構成を示すブロック図である。図16は、地震評価装置1Aを示す正面図である。図17は、構造物の一自由度減衰系モデル60を示す図である。実施の第2の形態の地震評価装置1Aは、実施の第1の形態の地震評価装置1と構成が類似している。したがって実施の第2の形態の地震評価装置1Aについて、実施の第1の形態の地震評価装置と異なる構成ついてだけ説明し、同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。地震評価装置1Aは、筐体5、2つの感震器2、信号線6、制御装置7A、操作部8、表示部9A、遮断弁3および警報部4を含む。
FIG. 15 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the earthquake evaluation apparatus 1A according to the second embodiment. FIG. 16 is a front view showing the earthquake evaluation apparatus 1A. FIG. 17 is a diagram showing a one-degree-of-freedom
制御装置7Aは、ハイパスフィルタ25、ローパスフィルタ32、A/D変換器31、2つのフィルタ33A、加速度演算部26、SSI値演算部50、記憶部29および制御部30Aが含まれる。2つのフィルタ33Aは、第1フィルタ33aと第4フィルタ33dである。第4フィルタ33dは、A/D変換器31およびSSI値演算部50に電気的に接続される。
The
SSI値演算部50は、制御部30に電気的に接続される。SSI値演算部50は、各感震器2A,2BのセンサS1,S2からハイパスフィルタ25などを介して伝送される電気信号に基づいて、SSI値を演算する機能を有する。SSI値は、周期β以上周期γ以下の速度応答スペクトルSvのスペクトル強度SSIであり、速度応答スペクトルSvおよび周期τを用いて式(4)で演算される。
The SSI
SSI値は、速度応答スペクトルSvを周期β以上周期γ以下の範囲で周期τに関して積分し、この積分値をγ−βで除した値である。本実施の形態では、周期βが0.1secで
あり、周期γが10.0secである。ただし周期βおよびγは、前記値に限定されず、周
期βが0<β<γ、周期γが2.5<γを充足すればよい。
The SSI value is a value obtained by integrating the speed response spectrum Sv with respect to the period τ in the range of the period β to the period γ, and dividing the integrated value by γ−β. In the present embodiment, the period β is 0.1 sec and the period γ is 10.0 sec. However, the periods β and γ are not limited to the above values, and it is sufficient that the period β satisfies 0 <β <γ and the period γ satisfies 2.5 <γ.
具体的な演算方法について説明すると、SSI値演算部50は、加速度演算部26と同様に、振り子21と各電極17,18間の容量C1、C2に基づいて、加速度を演算する。SSI値演算部50は、この加速度に基づいて、周期βから周期γまでΔτsec刻みで
速度応答を検出する。
A specific calculation method will be described. The SSI
地表面部65に建てられた構造物の一方向の速度応答の演算方法について、構造物を図17に示す一自由度減衰系モデル60と仮定して演算した場合の演算方法を説明する。ただし速度応答の演算方法は、このような演算方法に限定されない。一自由度減衰系モデル60は、質量Mの平板61がばね定数K/2の2つのばね部材62,63によって支持されている。平板61は、水平方向に変位可能に構成され、ばね部材62,63は、平板61に水平方向の弾発力を付勢可能に配設されている。また平板61には、減衰係数Cのダッシュポット64が設けられている。ダッシュポット64は、いわゆるダンパであり、平板61の水平方向の変位を減衰するように設けられている。
The calculation method of the one-way velocity response calculation method for the structure built on the
ある時刻tにおける、地震動に伴う地表面部65の水平方向の絶対変位x(以下、「地震入力x」と称する)、平板61の水平方向の絶対変位y(以下、「変位応答y」と称する)、地表面部65に対する平板61の水平方向の相対変位z(以下、「相対変位z」と称する)とは、式(5)の関係を有する。
The horizontal absolute displacement x (hereinafter referred to as “earthquake input x”) of the
相対変位zは、変位応答yと地震入力xとの差で表される。
1自由度減衰系モデル60の運動方程式は、式(6)で表される。
The relative displacement z is represented by the difference between the displacement response y and the earthquake input x.
The equation of motion of the one-degree-of-freedom damping
式(6)では、質量Mと変位応答yの2回微分した値d2y/dt2との積の項、ダンピング係数Cと地震入力xおよび変位応答yをそれぞれ微分した値dy/dt,dx/dtの差(dy/dt−dx/dt)との積の項、ならびにばね定数Kと地震入力xおよび変位応答yの差(y−x)との積の項を加算した値が0になる。 In the equation (6), the product term of the mass M and the value d 2 y / dt 2 differentiated twice of the displacement response y, the value dy / dt obtained by differentiating the damping coefficient C, the earthquake input x and the displacement response y, respectively. The value obtained by adding the product term with the difference of dx / dt (dy / dt−dx / dt) and the product term of the spring constant K with the difference between the earthquake input x and the displacement response y (y−x) is 0. become.
式(5)を式(6)に代入すると、地震入力の2回微分した値である入力加速度d2x/dt2と相対変位zを2回微分した値である加速度応答d2z/dt2、および1回微分した値である速度応答dz/dtと関係式(7)が得られる。 Substituting equation (5) into equation (6), the acceleration response d 2 z / dt, which is the value obtained by differentiating the input acceleration d 2 x / dt 2 and the relative displacement z twice, which is the value obtained by differentiating the earthquake input twice. 2 and a speed response dz / dt which is a value obtained by differentiating once and a relational expression (7) are obtained.
式(7)をラプラス変換し、入力加速度d2x/dt2のラプラス変換s2Xと速度応答dz/dtのラプラス変換sZとの関係式は、ラプラス演算子s、固有周波数ωおよび減衰定数hを用いて、式(8)で与えられる。 Expression (7) is subjected to Laplace transform, and a relational expression between Laplace transform s 2 X of input acceleration d 2 x / dt 2 and Laplace transform sZ of speed response dz / dt is expressed by Laplace operator s, natural frequency ω, and damping constant. Using h, it is given by equation (8).
式(8)は、入力加速度d2x/dt2のラプラス変換s2Xに対する速度応答dz/dtのラプラス変換sZは、ラプラス演算子sと−1との積を、固有周波数ωの二乗値、減衰定数hと固有周波数ωとラプラス演算子sとの積、およびラプラス演算子sの二乗値の加算されたもので除した式で表される。また固有周波数ωは、ω=√(K/M)で表され、減衰定数hは、h=C/(ωM)で表される。また固有周波数ωは、固有周期τを用いて、ω=2π/τで表される。このようにして求められた速度応答dz/dtのラプラス変換sZをラプラス逆変換することによって、速度応答dz/dtが演算される。速度応答スペクトルSvは、減衰定数hおよび固有周期τを変数とする速度応答dz/dtの関数であり、スペクトル強度SSIは、固有周期τを積分変数として、速度応答スペクトルSvを積分して演算される。第1の実施の形態の地震評価装置1についても同様の演算方法によって、速度応答スペクトルSvが演算される。
Equation (8) is the Laplace transform sZ of the speed response dz / dt to the Laplace transform s 2 X of the input acceleration d 2 x / dt 2 is the product of the Laplace operator s and −1, and the square value of the natural frequency ω. , The product of the damping constant h, the natural frequency ω, and the Laplace operator s, and the equation divided by the sum of the square values of the Laplace operator s. The natural frequency ω is represented by ω = √ (K / M), and the attenuation constant h is represented by h = C / (ωM). The natural frequency ω is represented by ω = 2π / τ using the natural period τ. The speed response dz / dt is calculated by inversely transforming the Laplace transform sZ of the speed response dz / dt thus determined. The speed response spectrum Sv is a function of the speed response dz / dt with the attenuation constant h and the natural period τ as variables, and the spectrum intensity SSI is calculated by integrating the speed response spectrum Sv with the natural period τ as an integration variable. The The velocity response spectrum Sv is calculated by the same calculation method for the
減衰定数hは、操作手段8の設定手段によって0以上1以下に設定可能な値であり、本実施の形態では、0以上1/20以下に設定されている。長周期地震動において、被害が大きいと想定される構造物は、超高層ビルである。従来の技術の地震評価装置では、減衰定数hは、1/5程度であるけれども、超高層ビルは、建設されている地盤の影響が小さく、その減衰定数hが小さくなり、0以上1/20以下になる。減衰定数hが小さいほど、長時間震動が継続し、構造物に与える被害が大きい。それ故、構造物に与える得る地震動を正確に検出するために、減衰定数hを本来の構造物の値に近似することが必要である。減衰定数hが1/5に設定された状態で使用すると、長周期地震動が過小評価され、構造物に与える得る地震動にもかかわらず、検出できない場合が生じる。 The attenuation constant h is a value that can be set to 0 or more and 1 or less by the setting means of the operation means 8, and is set to 0 or more and 1/20 or less in the present embodiment. A structure that is expected to be damaged by long-period ground motion is a skyscraper. In the conventional earthquake evaluation apparatus, although the attenuation constant h is about 1/5, the high-rise building is less affected by the ground under construction, and its attenuation constant h is reduced to 0 or more and 1/20. It becomes the following. The smaller the damping constant h, the longer the vibration continues and the greater the damage to the structure. Therefore, in order to accurately detect the seismic motion that can be applied to the structure, it is necessary to approximate the attenuation constant h to the value of the original structure. When used in a state where the damping constant h is set to 1/5, long-period ground motion is underestimated and may not be detected in spite of seismic motion that can be given to the structure.
スペクトル強度SSIを演算するために、たとえば周期0.1secから0.1sec刻みで10.0secまでの100個の速度応答を演算する。SI値演算部28は、検出開始から現時刻までの間の各周期の速度応答の最大値を検出する。最大値の検出方法は、たとえば制御部30Aに含まれるRAMなど記録媒体に演算される速度応答を記憶させる。記憶される速度応答と順に演算される速度応答とを比較し、より大きい値を記憶させ、より小さい値を消去する。これによって速度応答の最大値を検出する。SI値演算部28は、これらの検出された各周期の速度応答の最大値の総和をγ−β、すなわち9.9で除してSSI値を演算する。本実施の形態では、容量C1、C2は各センサS1,S2の並列容量である。したがってSSI値は、X方向成分およびY方向成分の速度応答スペクトルSvをベクトル合成して得られる速度応答スペクトルSvのSSI値に相当する。第4フィルタ33dは、A/D変換器31からSSI値演算部50に伝送される信号に含まれるノイズを除去する機能を有する。本実施の形態では、加速度演算部26とSSI値演算部50とを含んで演算部34Aと称する場合がある。演算部34Aは、演算手段に相当する。
In order to calculate the spectrum intensity SSI, for example, 100 speed responses from a period of 0.1 sec to 10.0 sec in increments of 0.1 sec are calculated. The SI
弁別手段および判定手段である制御部30Aは、記憶部29、表示部9、遮断弁3、警報部4および操作部8に電気的に接続される。制御部30Aは、最大加速度警報レベルLα、最大値SSI値警報レベルLIを記憶する。最大値SSI値警報レベルLIが第1警報レベルに相当し、最大加速度警報レベルLαが第2警報レベルに相当する。本実施の形態では、最大加速度警報レベルLαが200Gal、最大値SSI値警報レベルLIが30kineに設定される。ただしこれらの値に限定されない。本実施の形態において、最大加速度警報レベルLαおよび最大値SSI値警報レベルLIを総称する場合、最大値警報レベルLと称する場合がある。
The
制御部30Aは、内部感震器2Aおよび外部感震器2BのセンサS1,S2からの電気信号に基づいて演算される加速度、SSI値をレベル弁別する機能を有する。本実施の形態において、以下では内部感震器2AのセンサS1,S2からの電気信号に基づいて演算されるSSI値を、「内部SSI値」と称し、外部感震器2BのセンサS1,S2からの電気信号に基づいて演算されるSSI値を、「外部SSI値」と称する場合がある。制御部30Aは、具体的には、内部および外部加速度を最大加速度警報レベルLαでレベル弁別し、内部および外部SSI値を最大値SSI値警報レベルLIでレベル弁別する機能を有する。
The
制御部30Aは、以下の2つの条件のうち少なくともいずれか1つを充足か否かを判定する機能を有する。本実施の形態では、(8)内外加速度が最大加速度警報レベルLα以上であること、および(9)内部および外部SSI値(以下、「内外SSI値」と称する場合がある)が最大値SSI値警報レベルLI以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方を充足するか否かを判定する。
The
制御部30Aは、実施の第1の形態の制御部30Aと同様に、記憶部29に内外加速度の波形を記憶させる機能、内外加速度および内外SSI値の最大値を検出し記憶させる機能および表示部9、遮断弁3および警報部4を制御する機能を有する。制御部30Aは、条件(8)または(9)を充足すると、遮断弁3および警報部4に警報信号を出力する。制御部30Aは条件(8)または(9)を充足すると、条件に対応する最大値警報ランプ37を発光させる機能を有する。警報器は、制御部30Aから出力される警報信号を取得し、音によって警報する機能を有する。
Similar to the
報知手段である表示部9Aは、図16に示す、インジケータ35Aと通電ランプ36とを含む。表示部9Aは、利用者が視認可能な筐体5の一表面部に配設される。インジケータ35Aは、制御部30Aから内外加速度および内外SSI値の最大値を取得し、これらを実施の第1の形態のインジケータ35Aと同様に棒グラフによってそれぞれ表示する。
The
操作部8の設定手段は、制御部30Aに記憶される最大加速度警報レベルLα、最大値SSI値警報レベルLIを設定可能に構成される。本実施の形態では、最大加速度警報レベルLαは、110Gal以上520Gal以下の範囲で設定可能に構成される。最大値SSI値警報レベルLIは、10kine以上100kineの範囲で設定可能に構成される。
The setting means of the
図18は、地震評価装置1Aの地震評価方法の手順を示すフローチャートである。図19は、震動の加速度を示すグラフである。図20は、震動のSSI値を示すグラフである。以下では、図19および図20に示す波形の長周期地振動における地震評価装置1Aの制御装置7Aの動作について説明する。地震評価装置1の電源スイッチをオンにすると、地震評価処理が開始され、ステップb1へ移行する。前処理フィルタ工程であるステップb1では、インジケータ35Aの表示を0Galに戻し、記憶部29に記憶される最大値を消去する。インジケータ35Aの表示を0Galに戻し、記憶部29に記憶される最大値を消去すると、ステップb1からステップb2へ移行する。
FIG. 18 is a flowchart showing the procedure of the earthquake evaluation method of the earthquake evaluation apparatus 1A. FIG. 19 is a graph showing acceleration of vibration. FIG. 20 is a graph showing the SSI value of vibration. Below, operation | movement of 7 A of control apparatuses of the earthquake evaluation apparatus 1A in the long period ground vibration of the waveform shown to FIG. 19 and FIG. 20 is demonstrated. When the power switch of the
地震感知判定工程であるステップb2は、内部および外部感震器2A,2BのセンサS1,S2の容量C1,C2が変化しているか、すなわち地震を感知しているか否かを判定する。地震を感知していない場合、ステップb1へ戻る。地震を感知している場合、ステップb2からステップb3へ移行する。地震感知判定工程は、検出工程に相当する。演算工程であるステップb3では、内部および外部感震器2A,2BのセンサS1,S2の容量C1、C2に基づいて、内外加速度および内外SSI値を演算する。内外加速度および内外SSI値を演算すると、ステップb3からステップb4へ移行する。波形記憶工程であるステップb4では、内外加速度の波形を記憶部29に記憶する。記憶すると、ステップb4からステップb5へ移行する。
Step b2, which is an earthquake detection determination step, determines whether the capacitances C1, C2 of the sensors S1, S2 of the internal and
レベル判定工程であるステップb5では、内外加速度および内外SSI値を最大加速度警報レベルLおよび最大値SSI値警報レベルLIでそれぞれレベル弁別し、条件(8)および(9)のうち少なくともいずれか1つの条件を充足するかを判定する。条件(8)および(9)のうち少なくともいずれかの1つの条件を充足する場合、ステップb5からステップb6へ移行する。レベル判定工程は、弁別工程と判別工程とに相当する。 In step b5 which is a level determination step, the internal / external acceleration and the internal / external SSI value are level-discriminated by the maximum acceleration alarm level L and the maximum value SSI value alarm level LI, respectively, and at least one of the conditions (8) and (9) Determine whether the condition is met. When at least one of the conditions (8) and (9) is satisfied, the process proceeds from step b5 to step b6. The level determination process corresponds to a discrimination process and a determination process.
以下では、条件(8)および(9)のうち少なくともいずれかの1つの条件を充足する場合について、図18〜図19を参照して、具体的に説明する。本実施の形態では、説明を簡略化するために、内部感震器2Aおよび外部感震器2Bの波形が同一であるものとして説明する。
Hereinafter, a case where at least one of the conditions (8) and (9) is satisfied will be described in detail with reference to FIGS. In the present embodiment, in order to simplify the description, it is assumed that the waveforms of the internal
まず条件(8)を充足する場合について、図18を参照して説明する。内外加速度を最大加速度警報レベルLαでレベル弁別する。時刻T8で内外加速度が最大加速度警報レベルLα以上になると、条件(8)を充足すると判定する。次に条件(9)を充足する場合について、図19を参照して説明する。内外SSI値を最大値SSI値警報レベルLIで弁別する。時刻T9で内外SSI値が最大値SSI値警報レベルLI以上になると、条件(9)を充足すると判定する。このようにして、条件(8)および(9)のうち少なくともいずれか1つの条件を充足すると判定すると、ステップb5からステップb6へ移行する。 First, a case where the condition (8) is satisfied will be described with reference to FIG. The internal / external acceleration is discriminated by the maximum acceleration alarm level Lα. When the internal / external acceleration becomes equal to or greater than the maximum acceleration warning level Lα at time T8, it is determined that the condition (8) is satisfied. Next, a case where the condition (9) is satisfied will be described with reference to FIG. The inside / outside SSI value is discriminated by the maximum value SSI value alarm level LI. When the internal / external SSI value becomes equal to or greater than the maximum value SSI value alarm level LI at time T9, it is determined that the condition (9) is satisfied. In this way, when it is determined that at least one of the conditions (8) and (9) is satisfied, the process proceeds from step b5 to step b6.
信号伝送工程であるステップb6では、警報信号を遮断弁3および警報部4に出力する。警報信号が出力されると、ステップb6からステップb7へ移行する。警報遮断工程であるステップb7では、最大値警報ランプ37を発光させる。警報器は、警報信号に基づいて作動し、利用者に警報する。遮断弁3は、警報信号に基づいて作動し、ガスの流れを遮断する。このように最大値警報ランプ37などが作動すると、ステップb8へ移行する。
In step b6, which is a signal transmission process, an alarm signal is output to the
最大値測定工程であるステップb8では、取得演算値と記憶される内外演算値の最大値とを比較して、最大値を検出する。最大値が検出されると、検出される最大値を記憶部29に上書きして記憶させる。最大値を記憶部29に記憶させると、ステップb8からステップb9へ移行する。最大値報知工程であるステップb9では、最大値をインジケータ35Aによって表示させる。最大値を表示させるとステップb9から、ステップb10へ移行する。リセット判定工程であるステップb10では、リセットスイッチ40が操作されたか否かを判定する。リセットスイッチ40が操作された場合、ステップb10からステップb1へ戻る。リセットスイッチ40が操作されていない場合、ステップb10からステップb8へ移行する。
In step b8, which is the maximum value measurement step, the acquired calculation value is compared with the maximum value of the stored internal / external calculation value to detect the maximum value. When the maximum value is detected, the detected maximum value is overwritten and stored in the
次に、内外加速度のうち少なくともいずれか一方が最大加速度警報レベルLαに満たず、かつ内外SSI値のうち少なくともいずれか一方が最大値SSI値警報レベルLIに満たない地震動における制御装置7の動作について説明する。このような地震動における制御装置7の動作は、ステップb5において、図18および19に示す波形の地震動における制御装置7の動作と異なり、その他のステップにおいて前記地震動における制御装置7の動作と同様である。したがってステップb5について説明し、その他のステップについては、図18および19に示す波形の地震動における制御装置7の動作を参照し、その説明を省略する。 Next, the operation of the control device 7 in an earthquake motion in which at least one of the internal and external accelerations does not satisfy the maximum acceleration warning level Lα and at least one of the internal and external SSI values does not satisfy the maximum value SSI value alarm level LI. explain. The operation of the control device 7 in such a ground motion is different from the operation of the control device 7 in the ground motion having the waveform shown in FIGS. 18 and 19 in step b5, and is the same as the operation of the control device 7 in the ground motion in other steps. . Therefore, step b5 will be described, and the other steps will be described with reference to the operation of the control device 7 in the ground motion of the waveform shown in FIGS.
レベル判定工程であるステップb5では、内外加速度および内外SSI値を最大加速度警報レベルLおよび最大値SSI値警報レベルLIでそれぞれレベル弁別し、条件(8)および(9)のうち少なくともいずれか1つの条件を充足するかを判定する。条件(8)および(9)をすべて充足しない場合、ステップb5からステップb1へ戻る。 In step b5 which is a level determination step, the internal / external acceleration and the internal / external SSI value are level-discriminated by the maximum acceleration alarm level L and the maximum value SSI value alarm level LI, respectively, and at least one of the conditions (8) and (9) Determine whether the condition is met. If all the conditions (8) and (9) are not satisfied, the process returns from step b5 to step b1.
具体的には、内外加速度が最大加速度警報レベルLα以下であり、内外SSI値が最大値SSI値警報レベルLI以下であると、条件(8)および(9)の条件も充足しないと判定する。条件(8)および(9)を充足しないと、ステップb5からステップb1へ移行する。 Specifically, when the internal / external acceleration is equal to or less than the maximum acceleration alarm level Lα and the internal / external SSI value is equal to or less than the maximum value SSI value alarm level LI, it is determined that the conditions (8) and (9) are not satisfied. If the conditions (8) and (9) are not satisfied, the process proceeds from step b5 to step b1.
以下では、このようにして構成される地震評価装置1Aが奏する効果について説明する。本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、演算工程では、検出工程で検出される震動に基づいて、周期β以上周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算し、この速度応答スペクトルSvに基づいて、内外SSI値を演算する。レベル判定工程では、内外SSI値を最大値SSI値警報レベルLIでレベル弁別する。周期γは、2.5secを越える値である。したがって従来の地震評価方法で検出不可能な、長周期地震動を検出することができる。これによって長周期地震動の場合、この震動を検出し、遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。それ故、長周期地震動の場合、これを確実に検出して、ガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。
Below, the effect which 1 A of earthquake evaluation apparatuses comprised in this way show | plays is demonstrated. According to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, in the calculation step, the speed response spectrum Sv of the period β to the period γ is calculated based on the vibration detected in the detection process, and based on the speed response spectrum Sv. The inside / outside SSI value is calculated. In the level determination step, the internal / external SSI value is discriminated by the maximum value SSI value alarm level LI. The period γ is a value exceeding 2.5 seconds. Therefore, it is possible to detect long-period ground motion that cannot be detected by conventional earthquake evaluation methods. Thereby, in the case of long-period ground motion, this ground motion can be detected and the shut-off
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、超高層ビルに被害を与え得る地震動であるか否かを、より正確に検出することができる。減衰定数hが小さくなればなるほど、建築物の揺れが収まらない。特に長周期地震動の場合、ゆっくりと大きく、かつ長い間震動するので、減衰定数hが小さくなればなるほど、建築物に与える影響は大きくなる。超高層ビルは、減衰定数hが1/5以上である低層ビルなどと異なり、地表面部の影響が少ないので、減衰定数hが1/20以下になる。減衰定数hを本来の超高層ビルの減衰定数により近似することによって、超高層ビルに被害を与え得る長周期地震動であるか否かを、より正確に検出することができる。これによってガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価装置より二次的な被害を小さくすることができる。 Moreover, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, it is possible to more accurately detect whether or not the earthquake motion can cause damage to the skyscraper. The smaller the damping constant h, the less the building shakes. In particular, in the case of long-period ground motion, since it vibrates slowly and for a long time, the smaller the damping constant h, the greater the effect on the building. Unlike a high-rise building with an attenuation constant h of 1/5 or more, the skyscraper has less influence of the ground surface portion, so the attenuation constant h is 1/20 or less. By approximating the attenuation constant h by the attenuation constant of the original skyscraper, it is possible to more accurately detect whether or not it is a long-period ground motion that can damage the skyscraper. As a result, the flow of gas or the like can be interrupted at an early stage, so that secondary damage can be reduced as compared with the conventional earthquake evaluation apparatus.
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、レベル弁別工程では、さらに演算工程で演算される内外加速度を最大加速度警報レベルLαで弁別する。レベル弁別工程では、内外SSI値が最大値SSI値警報レベルLI以上であること、および(2)内外加速度が最大加速度警報レベルLα以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する。したがって内外SSI値が最大値SSI値警報レベルより小さく、内外加速度が最大加速度警報レベルLαより大きい震動を検出することができる。本実施の地震評価方法では、内外加速度および内外SSI値の双方の観点から甚大な被害を及ぼす震動を確実に検出し、遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。これによってガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。
Further, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, in the level discrimination step, the internal / external acceleration calculated in the calculation step is further discriminated based on the maximum acceleration alarm level Lα. In the level discrimination process, at least one of the two conditions that the inside / outside SSI value is equal to or greater than the maximum value SSI value alarm level LI and (2) the inside / outside acceleration is equal to or greater than the maximum acceleration alarm level Lα is set. It is determined whether or not it is satisfied. Therefore, it is possible to detect a vibration in which the inside / outside SSI value is smaller than the maximum value SSI value alarm level and the inside / outside acceleration is greater than the maximum acceleration alarm level Lα. In the seismic evaluation method of the present embodiment, it is possible to reliably detect vibrations that cause enormous damage from the viewpoints of both internal and external accelerations and internal and external SSI values, and to operate the shut-off
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、SSI値演算部50は、感震器2によって検出される震動に基づいて、周期β以上周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算し、この速度応答スペクトルSvに基づいて、内外SSI値を演算する。制御部30Aは、内外SSI値を最大値SSI値警報レベルLIでレベル弁別する。周期γは、2.5secを越える値である。したがって従来の地震評価装置で検出不可能な、長周期地震動を検出することができる。これによって長周期地震動の場合、この震動を検出し、遮断弁3および警報部4などを作動させることができる。それ故、長周期地震動の場合、これを確実に検出することができ、ガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価装置より二次的な被害を小さくすることができる。
Moreover, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the SSI
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、制御部30Aは、さらに加速度演算部26で演算される内外加速度を最大加速度弁別レベルLαでレベル弁別する。制御部30Aは、内外SSI値が最大値SSI値警報レベルLI以上であること、および(2)内外加速度が最大加速度警報レベルLα以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する。したがって内外SSI値が最大値SSI値警報レベルLIより小さく内外加速度が最大加速度警報レベルLαより大きい震動を検出することができる。地震評価装置では、内外加速度および内外SSI値の双方の観点から甚大な被害を及ぼす震動を確実に検出し、遮断弁および警報器などを作動させることができる。これによってガスなどの流れを早期に遮断することができるので、従来の地震評価方法より二次的な被害を小さくすることができる。
Further, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、表示部9は、内外SSI値を報知する。これによって利用者は、内外SSI値を知ることができ、視認による地震の評価をできる。
Moreover, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、周期0.1sec以上周期10.0sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvに基づいて、内外SSI値を演算し、地震動を評価している。したがって周期2.5secより大きい範囲の速度応答スペクトルSvを評価対象にすることができ、長周期地震動を、従来の地震評価装置より正確に検出できる。東南海地震および南海地震は、長周期地震動であると予測されている。このような長周期地震動によって固有周期が周期2.5secより大きく設計される高さ60m以上のビルである超高層ビルが共振する。それ故、長周期地震動を評価可能な本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、長周期地震動が発生する場合、遮断弁3および警報部4を作動させ、従来の地震評価装置よりガスなどの流れを早期に遮断することができる。したがって従来の地震評価装置より二次的な被害を小さくすることができる。
Further, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the seismic motion is evaluated by calculating the internal and external SSI values based on the speed response spectrum Sv in the range of the period of 0.1 sec or more and 10.0 sec or less. Therefore, the velocity response spectrum Sv in the range larger than the period 2.5 sec can be set as the evaluation object, and the long-period ground motion can be detected more accurately than the conventional earthquake evaluation apparatus. The Tonankai and Nankai earthquakes are predicted to be long-period ground motion. Due to such long-period ground motion, a skyscraper, which is a building with a height of 60 m or more and whose natural period is designed to be greater than 2.5 seconds, resonates. Therefore, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment that can evaluate long-period ground motion, when long-period ground motion occurs, the shut-off
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、周期γが2.5secより大きい値であるけれども、周期γは、10.0sec以上であることが好ましい。速度応答スペクトルSvにおいて周期10.0sec以上の範囲が大きな長周期地震動が発生する可能性が低く、前記範囲であれば、長周期地震動を正確に評価することが可能である。 Further, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, although the period γ is a value larger than 2.5 seconds, the period γ is preferably 10.0 seconds or more. In the speed response spectrum Sv, a long period ground motion with a period of 10.0 sec or more is unlikely to occur, and if it is within the above range, it is possible to accurately evaluate the long period ground motion.
本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、インジケータ35Aが最大値を表示する。これによって利用者は、地震発生後、内外加速度、および内外SSI値の最大値を容易に視認できる。それ故、地震発生後に、内外加速度および内外SSI値の最大値を読取るために、地震評価装置1の記憶部29から情報を取出し、解析する必要がなく利便性が高い。またインジケータ35Aの棒グラフは、目盛に基づいて色彩が段階的に変化する。これによって利用者は、内外加速度および内外SSI値の最大値さらに容易に視認できる。
According to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the
本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、最大加速度警報レベルLαおよび最大値SSI値警報レベルLIを設定手段によって設定できる。これによって地震評価装置1が配設される建物の特性、場所およびこれに配設されるガス管の状態などに応じて最大加速度警報レベルLαおよび最大値SSI値警報レベルLIを設定できる。このようにして個々の配設状態に応じて最大値警報レベルLおよび持続警報レベルMの設定を変更できるので、より地震の規模を正確に評価できる。それ故、甚大な被害の発生を抑制できる。
According to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the maximum acceleration alarm level Lα and the maximum value SSI value alarm level LI can be set by the setting means. Accordingly, the maximum acceleration alarm level Lα and the maximum value SSI value alarm level LI can be set according to the characteristics of the building where the
本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、内部電源39が設けられる。地震評価装置1Aは、内部電源39が設けられるので、地震および停電によって商用電源からの電力供給が停止される場合であっても駆動することができる。したがって商用電源からの電源供給が停止した後に発生する地震であっても、地震の評価に基づいて遮断弁3および警報部4の作動させることおよび演算値の最大値の測定を実現できる。
According to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the
本実施の形態では、周期βが0.1secに設定され、周期γが10.0secに設定されるけれども、必ずしもこの値に設定されるものに限定されない。たとえば、操作手段8の設定手段によって、周期βおよび周期γを設定可能に構成されてもよい。これによって地震評価装置1が配設される建物の特性、場所およびこれに配設されるガス管の状態などに応じて、評価の対象に含める速度応答スペクトルSvの周期の範囲を設定できる。たとえば、建物の固有周期が周期5.0secである場合、周期5.0sec付近までの範囲の速度応答スペクトルSvを評価できればよい。したがって個々の建物の状態などに応じて周期βおよび周期γの設定を変更できるので、個々の建物の状態などに応じて地震の規模を正確に評価できるとともに、SSI値演算部50の処理負担を軽減することができる。
In the present embodiment, the period β is set to 0.1 sec and the period γ is set to 10.0 sec, but the present invention is not necessarily limited to this value. For example, the period β and the period γ may be set by the setting unit of the
またSSI値演算部50が演算する速度応答の個数を設定可能、つまりΔτsecを設定可能に構成してもよい。これによってSSI値演算部50の演算能力に合わせてΔτsecを設定すると、演算すべき速度応答の個数を調整することができる。これによってSSI値演算部50の処理負担を調整することができる。それ故、感震器2で検出される震動に基づいて、前記震動を瞬時に評価させて遮断弁3および警報部4を動作させることができ、震動に対して迅速に対処させることができる。
Further, the number of speed responses calculated by the SSI
また本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、加速度およびSSI値の双方の観点から地震の規模を評価するので、短周期および長周期地震動のどちらも検出することができる。したがって地震の規模を地震の被害に則してより正確に検出することができる。 Further, according to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, since the magnitude of the earthquake is evaluated from the viewpoint of both acceleration and SSI value, it is possible to detect both short period and long period ground motions. Therefore, the magnitude of the earthquake can be detected more accurately according to the damage of the earthquake.
図21は、濃尾平野における各周期の速度応答スペクトルSvの大きさを示す図である。図21(a)は、周期5secの速度応答スペクトルSv、図21(b)は、周期7secの速度応答スペクトルSv、図21(c)は、周期10secの速度応答スペクトルSvを示している。図22は、大阪平野における各周期の速度応答スペクトルSvの大きさを示す図である。図22(a)は、周期5secの速度応答スペクトルSv、図22(b)は、周期7secの速度応答スペクトルSv、図22(c)は、周期10secの速度応答スペクトルSvを示している。図23は、関東平野における各周期の速度応答スペクトルSvの大きさを示す図である。図23(a)は、周期5secの速度応答スペクトルSv、図23(b)は、周期7secの速度応答スペクトルSv、図23(c)は、周期10secの速度応答スペクトルSvを示している。図21〜23は、長周期地震動、具体的には2005年9月15日の紀伊半島沖地震において、各地で計測され演算された速度応答スペクトルSvを示す。図21〜23では、速度応答スペクトルSvの大きさが同一の場所を線で結んでいる。各線の速度応答スペクトルSvの大きさは、一番小さい値で2kineであり、2kine毎に図面に示している。 FIG. 21 is a diagram illustrating the magnitude of the velocity response spectrum Sv of each period in the Nobi Plain. FIG. 21A shows a speed response spectrum Sv with a period of 5 seconds, FIG. 21B shows a speed response spectrum Sv with a period of 7 seconds, and FIG. 21C shows a speed response spectrum Sv with a period of 10 seconds. FIG. 22 is a diagram showing the magnitude of the velocity response spectrum Sv of each period in the Osaka plain. 22A shows a speed response spectrum Sv with a period of 5 seconds, FIG. 22B shows a speed response spectrum Sv with a period of 7 seconds, and FIG. 22C shows a speed response spectrum Sv with a period of 10 seconds. FIG. 23 is a diagram illustrating the magnitude of the velocity response spectrum Sv of each period in the Kanto Plain. FIG. 23A shows a speed response spectrum Sv with a period of 5 seconds, FIG. 23B shows a speed response spectrum Sv with a period of 7 seconds, and FIG. 23C shows a speed response spectrum Sv with a period of 10 seconds. FIGS. 21 to 23 show velocity response spectra Sv measured and calculated in various places in the long-period ground motion, specifically, the Kii Peninsula-oki earthquake on September 15, 2005. 21 to 23, the places where the magnitude of the speed response spectrum Sv is the same are connected by a line. The speed response spectrum Sv of each line has the smallest value of 2 kine and is shown in the drawing for every 2 kine.
図21(a)〜(c)で示されるように、濃尾平野では、特に周期5secの速度応答スペクトルSvの大きく、最大14kineになる。濃尾平野では、周期5secより大きくなるにつれて、速度応答スペクトルSvが小さくなり、周期10secの速度応答スペクトルSvの最大値は4kineとなる。また図22(a)〜(c)で示されるように、大阪平野で周期5secの速度応答スペクトルSvの最大値が16kineになり、周期7secの速度応答スペクトルSvの最大値が14kineになる。周期10secの速度応答スペクトルSvの最大値は、4kine程度となり、周期7secを超える周期の速度応答スペクトルSvが小さくなる。さらに図23(a)〜(c)で示されるように、関東平野で周期5secの速度応答スペクトルSvの最大値が6kineになり、周期7secの速度応答スペクトルSvの最大値が10kineになる。周期10secの速度応答スペクトルSvの最大値は、千葉県で16kineになり、周期7sec未満の周期の速度応答スペクトルSvが小さくなる。
As shown in FIGS. 21A to 21C, in the Nobi Plain, the velocity response spectrum Sv with a period of 5 sec is particularly large and the maximum is 14 kine. In the Nobi Plain, the speed response spectrum Sv becomes smaller as the period becomes longer than 5 seconds, and the maximum value of the speed response spectrum Sv in the
このように地盤によって、各周期の速度応答スペクトルSvの大きさが異なる。スペクトル強度SSIは、各周期の速度応答スペクトルSvの平均値であり、同じ地盤、同じ地震動であっても、周期βおよびγの設定される値によって、スペクトル強度SSI値が変動する。速度応答スペクトルSvが大きくなる周期が積分範囲[β,γ]に含まれない場合、スペクトル強度SSI値が小さくなり地震動が過小評価される。速度応答スペクトルSvが大きい周期とは、たとえば濃尾平野では周期5sec、大阪平野では周期5sec以上7sec以下、関東平野では周期7sec以上10sec以下である。このように地震動が過小評価される場合、構造物に被害を与え得る地震動であるにもかかわらず、地震評価装置1Aが作動せず、二次的な被害が大きくなるおそれがある。このような事態を避けるために各地盤で最も顕著に現れる周期の速度応答スペクトルSvを考慮して、周期βおよびγを設定し、スペクトル強度SSI値を演算する。これによって各地盤に建設される構造物に与え得る被害をより正確に評価できる。 Thus, the magnitude of the speed response spectrum Sv of each cycle differs depending on the ground. The spectrum intensity SSI is an average value of the velocity response spectrum Sv in each period, and the spectrum intensity SSI value varies depending on the values set for the periods β and γ even in the same ground and the same ground motion. When the period in which the speed response spectrum Sv becomes large is not included in the integration range [β, γ], the spectrum intensity SSI value becomes small and the earthquake motion is underestimated. The period with a large velocity response spectrum Sv is, for example, a period of 5 seconds in the Nobi Plain, a period of 5 to 7 seconds in the Osaka Plain, and a period of 7 to 10 seconds in the Kanto Plain. When the ground motion is underestimated in this way, the seismic evaluation device 1A does not operate despite the fact that the ground motion may damage the structure, and secondary damage may increase. In order to avoid such a situation, considering the speed response spectrum Sv of the period that appears most prominently on each place, the periods β and γ are set, and the spectrum intensity SSI value is calculated. This makes it possible to more accurately evaluate the damage that can be caused to structures built on each board.
このような観点から、濃尾平野のような周期5secの速度応答スペクトルSvが大きい、つまり周期5secの揺れが大きい地盤では、スペクトル強度SSI値の積分区間[β,γ]に周期5secが含まれるように設定する。また大阪平野のような周期5sec以上7sec以下の速度応答スペクトルSvが大きい、つまり周期5sec以上7sec以下の揺れが大きい地盤では、スペクトル強度SSI値の積分区間[β,γ]に周期5sec以上7sec以下の範囲が含まれるように設定する。さらに関東平野のような周期7sec以上10sec以下の速度応答スペクトルSvが大きい、つまり周期7sec以上10sec以下の揺れが大きい地盤では、スペクトル強度SSI値の積分区間[β,γ]に周期7sec以上10sec以下の範囲が含まれるように設定する。これによって長周期地震動が発生しても、各平野に建設される構造物、特に超高層ビルにおいて、二次的な被害を小さくできる。また超高層ビルの固有周期は、建設される地盤において、大きい速度応答スペクトルSvが顕著に現れる周期以下、たとえば濃尾平野および大阪平野では5sec以下、関東平野では7sec以下になるように設計されている。この点からも周期βおよびγを各平野毎に前記値に設定することが好ましい。 From this point of view, in the ground where the velocity response spectrum Sv with a period of 5 sec is large, such as the Nobi Plain, that is, the ground has a large fluctuation with a period of 5 sec, the integration interval [β, γ] of the spectrum intensity SSI value includes a period of 5 sec. Set as follows. On the ground where the velocity response spectrum Sv with a period of 5 to 7 seconds is large, such as the Osaka plain, that is, with large fluctuations with a period of 5 to 7 seconds, the period of 5 to 7 seconds in the integral interval [β, γ] of the spectrum intensity SSI value. Set to include the range. Furthermore, on the ground where the velocity response spectrum Sv with a period of 7 sec to 10 sec is large as in the Kanto Plain, that is, with large fluctuations with a period of 7 sec to 10 sec, the period 7 to 10 sec in the integration interval [β, γ] of the spectrum intensity SSI value. Set to include the range. As a result, even if long-period ground motion occurs, secondary damage can be reduced in structures constructed in each plain, especially in high-rise buildings. The natural period of the skyscraper is designed to be less than the period in which a large velocity response spectrum Sv appears prominently in the ground to be constructed, for example, 5 seconds or less in the Nobi Plain and Osaka Plain, and 7 seconds or less in the Kanto Plain. Yes. From this point also, it is preferable to set the periods β and γ to the above values for each plain.
このように構造物が建設される地盤によって、周期βおよびγの設定値を切換えることによって、必ずしも周期γを10sec以上に設定する必要がない。 Thus, it is not always necessary to set the period γ to 10 seconds or more by switching the set values of the periods β and γ depending on the ground on which the structure is constructed.
このようにして周期βおよびγが設定される地震評価装置1Aが奏する効果について説明する。本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5secが含まれ、周期5secの速度応答スペクトルSvが含まれるスペクトル強度SSIを演算できる。地表面部の固有周期が5secの地盤、たとえば濃尾平野では、長周期地震動が発生した際、周期5secおよびその付近の震動が大きく、周期5secおよびその付近の速度応答スペクトルSvが大きくなる。スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5secを含めることによって、前記地盤に建てられている構造物に被害を与え得る長周期地震であるか否かを、より正確に検出することができる。
The effect produced by the earthquake evaluation apparatus 1A in which the cycles β and γ are set in this way will be described. According to the seismic evaluation apparatus 1A of the present embodiment, it is possible to calculate a spectrum intensity SSI in which the integral range [β, γ] of the spectrum intensity SSI includes a period of 5 seconds and includes a speed response spectrum Sv having a period of 5 seconds. In the ground where the natural period of the ground surface portion is 5 sec, for example, the Nobi Plain, when a long-period ground motion occurs, the vibration in the
本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5sec以上7sec以下の範囲が含まれ、周期5sec以上7sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが含まれるスペクトル強度SSIを演算できる。地表面部の固有周期が5sec以上7sec以下の地盤、たとえば大阪平野では、長周期地震動が発生した際、周期5sec以上7sec以下の震動が大きく、周期5sec以上7sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが大きくなる。スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期5sec以上7sec以下の範囲を含めることによって、前記地盤に建てられている構造物に被害を与え得る長周期地震であるか否かを、より正確に検出することができる。
According to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the integral range [β, γ] of the spectrum intensity SSI includes a range of 5 sec to 7 sec and includes a speed response spectrum Sv of a range of 5 sec to 7 sec. The calculated spectral intensity SSI can be calculated. In the ground where the natural period of the ground surface is 5 sec or more and 7 sec or less, for example, in the Osaka plain, when a long-period earthquake motion occurs, the vibration of the
本実施の形態の地震評価装置1Aによれば、スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期7sec未満10以上の範囲が含まれ、周期7sec以上10sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが含まれるスペクトル強度SSIを演算できる。地表面部の固有周期が7sec以上10sec以下の地盤、たとえば関東平野では、長周期地震動が発生した際、周期7sec以上10sec以下の震動が大きく、周期7sec以上10sec以下の範囲の速度応答スペクトルSvが大きくなる。スペクトル強度SSIの積分範囲[β,γ]に周期7sec以上10sec以下を含めることによって、前記地盤に建てられている構造物に被害を与え得る長周期地震であるか否かを、より正確に検出することができる。 According to the earthquake evaluation apparatus 1A of the present embodiment, the integral range [β, γ] of the spectrum intensity SSI includes a range of less than 7 seconds and 10 or more, and includes a velocity response spectrum Sv in a range of 7 to 10 seconds. The calculated spectral intensity SSI can be calculated. In the ground where the natural period of the ground surface is 7 sec or more and 10 sec or less, for example, in the Kanto Plain, when long-period ground motion occurs, the vibration of period 7 sec or more and 10 sec or less is large, and the velocity response spectrum Sv in the range of period 7 sec or more and 10 sec or less is growing. By including a period of 7 to 10 seconds in the integral range [β, γ] of the spectrum intensity SSI, it is possible to more accurately detect whether or not it is a long-period earthquake that can damage the structure built on the ground. can do.
図24は、加速度が700Gal以上の地震における速度応答スペクトルSv71,72を示すグラフである。図25は、加速度が200Gal以上300Gal未満の地震における速度応答スペクトルSv73〜75を示すグラフである。図26は、予測される南海地震および東南海地震の模擬波に基づいて、演算される速度応答スペクトルSv76〜78を示すグラフである。図27は、2005年9月15日に発生した紀伊半島沖地震における各地の速度応答スペクトルSv79〜83を示すグラフである。図24〜図27は、縦軸が速度応答スペクトルSv(kine)、横軸が周期(sec)である。表1には、複数の地震に番号を付し、これらの地震の震度と、相関変形角と、加速度(Gal)と、最大速度(kine)、SI値(kine)と、周期βおよびγならびに減衰定数hを変えて演算されたスペクトル強度SSI値(kine)とが示されている。各地震の計測地点を表1の()内に示す。 FIG. 24 is a graph showing velocity response spectra Sv71 and 72 in an earthquake with an acceleration of 700 Gal or more. FIG. 25 is a graph showing velocity response spectra Sv73 to Sv73 in an earthquake whose acceleration is 200 Gal or more and less than 300 Gal. FIG. 26 is a graph showing velocity response spectra Sv76 to 78 calculated based on simulated Nankai and Tonankai earthquakes. FIG. 27 is a graph showing velocity response spectra Sv79 to 83 at various locations in the Kii Peninsula-oki earthquake that occurred on September 15, 2005. 24 to 27, the vertical axis represents the speed response spectrum Sv (kine), and the horizontal axis represents the period (sec). Table 1 numbers several earthquakes, the seismic intensity of these earthquakes, correlation deformation angles, acceleration (Gal), maximum velocity (kine), SI value (kine), periods β and γ, and The spectrum intensity SSI value (kine) calculated by changing the attenuation constant h is shown. The measurement points for each earthquake are shown in parentheses in Table 1.
表1のNo.1および2の地震の速度応答スペクトルSv71,72は、図24に示され、No.3〜5の地震の速度応答スペクトルSv73〜75は、図25に示され、No.6〜8の地震の速度応答スペクトルSv76〜78は、図26に示され、No.9〜13の地震の速度応答スペクトルSv79〜83は、図27に示される。図24に示されるように、No.1の兵庫県南部地震およびNo.2の鳥取県西部地震は、その加速度が700Gal以上であり、各地震の速度応答スペクトルSv71,72は、周期1secおよび周期2secでそれぞれ最大となる。また図25に示されるように、No.3の宮城県北部地震、No.4の茨城県南部地震およびNo.5の芸予地震は、その加速度が200Gal以上300Gal未満であり、各地震の速度応答スペクトルSv73〜75は、周期1sec未満でそれぞれ最大となる。これらの地震は、速度応答スペクトルSvの長周期成分が小さいので、SI値とSSI値に大きな差がない。特にNo.3〜5の地震は、速度応答スペクトルSv73〜75の長周期成分が小さいので、加速度200Gal以上と大きい場合であっても、超高層ビルに与える被害は小さい、またはないに等しい。このような地震でガスなどの流れを遮断する必要がない。つまり、このような地震を検出してガスなどの流れを早期に遮断することは、望ましくない。従来の技術の地震評価装置では、このような地震も検出し、不必要にガスなどの流れを遮断してしまう。
No. in Table 1 The speed response spectra Sv71 and 72 of
さらに図26に示されるように、No.6および7の南海地震は、その加速度が70Gal以下であり、各地震の速度応答スペクトルSv76,77は、周期5secでそれぞれ最大となり、No.8の東南海地震は、加速度が140Gal以下であり、各地震の速度応答スペクトルSv78は、周期7secでそれぞれ最大となる。これらNo.6〜8の地震は、速度応答スペクトルSv76〜78の長周期成分が大きく、SI値に対してスペクトル強度SSI値が1.5倍以上になる。減衰定数hを1/20または1/50で演算すると、No.1および2の地震と略同じになる。つまりNo.6〜8の地震では、超高層ビルがNo.1および2の地震と同じ程度の被害が生じると考えられる。従来の技術の地震評価装置では、No.6〜8の地震を検出せず、ガスなどの流れの早期の遮断が行われない。これによって二次的な被害が大きくなり、甚大な被害が発生する恐れがある。本実施の形態の地震評価装置1Aでは、スペクトル強度SSI値に基づいて地震を検出し、ガスなどの流れの早期の遮断を行う。したがってNo.6〜8の地震を検出し、ガスなどの流れの早期の遮断を行い、二次的な被害を小さくすることができる。また減衰定数hを1/5、1/20および1/50としてそれぞれ演算されたスペクトル強度SSI値を比較すると、長周期震動では、減衰定数hを1/5で演算した場合、過小評価されていることがわかる。
Further, as shown in FIG. The acceleration of the
図27に示されるように、No.9〜13の紀伊半島沖地震は、各地点での速度応答スペクトルSv79〜83が周期4sec以上6sec以下でそれぞれ最大となる。南海および東南海地震は、紀伊半島沖を震源とする地震と予測されていることから、この地震と同様の長周期地震動であると推定される。No.9〜13の地震も、加速度が小さいにもかかわらず、スペクトル強度SSI値が大きい。さらにスペクトル強度SSI値がSI値より大きく、SI値および加速度で地震の規模を評価すると、スペクトル強度SSI値で評価する場合に比べて、小さいと評価される。このように長周期地震動は、従来の技術の地震評価装置において被害が小さい地震動と過小評価され、検出されない。 As shown in FIG. In the 9-13 off the Kii Peninsula offshore earthquake, the velocity response spectrum Sv79-83 at each point becomes maximum when the period is 4 sec or more and 6 sec or less. The Nankai and Tonankai earthquakes are predicted to be earthquakes with an epicenter off the Kii Peninsula, and it is estimated that this is a long-period ground motion similar to this earthquake. No. 9-13 earthquakes also have high spectral intensity SSI values despite low acceleration. Further, when the spectrum intensity SSI value is larger than the SI value and the magnitude of the earthquake is evaluated by the SI value and the acceleration, it is evaluated to be smaller than the case of evaluating by the spectrum intensity SSI value. As described above, the long-period ground motion is underestimated as the ground motion having a small damage in the conventional earthquake evaluation apparatus, and is not detected.
さらに表1に示される層間変形角は、各階の高さに対する各階に生じる水平方向の層間変位の割合であり、観測される階の高さをL、前記階の水平方向の層間変位をδとすると、層間変形角は、δ/Lで表される。層間変形角は、1/200以下であることが好ましく、1/120以上になると、構造物、特に超高層ビルにおいて損傷しているおそれがある。No.6〜8の地震では、層間変形角が1/72以上1/300以下になると予測されており、超高層ビルなどの構造物に亀裂などが生じているおそれがある。このような状態では、ガス管などの配管に亀裂が生じているおそれがあり、配管に供給されるガスを遮断しなければ、二次的な被害が大きくなる。本実施の地震評価装置1Aでは、No.6〜8の地震を検出し、ガスなどの流れを早期に遮断でき、二次的な被害を小さくできる。 Further, the interlayer deformation angle shown in Table 1 is the ratio of the horizontal interlayer displacement occurring at each floor to the height of each floor, where L is the observed floor height and δ is the horizontal interlayer displacement of the floor. Then, the interlayer deformation angle is represented by δ / L. The interlayer deformation angle is preferably 1/200 or less, and if it is 1/120 or more, there is a possibility that the structure, particularly a skyscraper, is damaged. No. In 6-8 earthquakes, the interlaminar deformation angle is predicted to be 1/72 or more and 1/300 or less, and there is a possibility that a structure such as a skyscraper is cracked. In such a state, there is a possibility that a pipe such as a gas pipe may be cracked. If the gas supplied to the pipe is not cut off, secondary damage will increase. In the earthquake evaluation apparatus 1A of this implementation, No. 6-8 earthquakes can be detected, the flow of gas etc. can be cut off early, and secondary damage can be reduced.
実施の第1の形態では、演算値には、加速度、速度およびSI値を含むけれども、SI値に変えてSSI値を含んでもよい。具体的には、SI値演算部28に替えてSSI値演算部50を設ける。内外SSI値に対応する最大値警報レベルLである最大値SSI値警報レベルLIおよび内外SSI値に対応する持続警報レベルMであるSSI値持続警報レベルMIを制御部30Aに記憶させる。最大値SSI値警報レベルLIは、たとえば30kineに設定され、SSI値持続警報レベルMIは、25kineに設定される。最大値SSI値警報レベルLIおよびSSI値持続警報レベルMIは、設定手段によって可変可能に構成される。制御部30Aは、内外SSI値が最大値SSI値警報レベルLI以上である場合、条件(5)〜(7)を充足する場合と同様の動作をする。また制御部30Aは、内外SSI値がSSI値持続警報レベルMI以上である場合、条件(1)〜(3)を充足する場合と同様の動作をする。内外SSI値に基づいて地震動を評価することによって、従来のSI値では評価対象から除かれている、長周期地震動をより正確に検出できる。これによって従来の地震評価装置では、評価対象から除かれている長周期地震動が発生する場合であっても、甚大な被害が発生することを抑制できる。
In the first embodiment, the calculation value includes acceleration, speed, and SI value, but may include an SSI value instead of the SI value. Specifically, an SSI
長周期震動が長時間継続する、たとえば内外SSI値がSSI値持続警報レベルMI以上の状態が長時間継続すると、地震動に基づく建物が大きく変動し、建物の内部に備えられる配管などが破断する可能性がある。実施の第1の形態に内外SSI値を評価対象に含めることによって、このような長周期地震動が長時間継続しているか否かを評価することができる。またこの評価に基づいて、遮断弁3および警報部4を作動させることによって、長周期地震動が発生する場合であっても、甚大な被害が発生することを抑制できる。
If long-period vibration continues for a long time, for example, if the internal / external SSI value is higher than the SSI value continuous alarm level MI for a long time, the building based on the ground motion may fluctuate greatly, and the piping provided inside the building may break. There is sex. By including the internal / external SSI value in the evaluation target in the first embodiment, it is possible to evaluate whether or not such long-period ground motion continues for a long time. Further, by operating the shut-off
演算値にSSI値が含まれる。SSI値は、予め定められる周期β以上予め定められる周期γ以下の速度応答スペクトルSvのスペクトル強度である。周期γが2.5secより
大きいので、従来のSI値で評価対象から除かれている長周期地震動を検出できる。これによって長周期地震動が長時間継続する場合、前記検出に基づいて遮断弁および警報器を作動させることができ、超高層ビルに配設されるガス管などが損傷することを防止できる。これによって、従来の地震評価装置より二次的な被害を小さくすることができる。
The calculated value includes the SSI value. The SSI value is the spectrum intensity of the speed response spectrum Sv that is equal to or greater than the predetermined period β and equal to or less than the predetermined period γ. Since the period γ is greater than 2.5 seconds, it is possible to detect long-period ground motions that are excluded from the evaluation target with the conventional SI value. Accordingly, when long-period ground motion continues for a long time, the shut-off valve and the alarm device can be operated based on the detection, and damage to gas pipes and the like disposed in the skyscraper can be prevented. As a result, the secondary damage can be reduced as compared with the conventional earthquake evaluation apparatus.
実施の第2の形態では、2つの感震器2を含んでいるけれども、実施の第1の形態と同様に、2つに限定されない。1つであってもよく、3つ以上であっても良い。1つであれば、構成が容易になり、3つ以上であれば、誤動作を確実に検出することができる。
Although the second embodiment includes two
実施の第1および第2の形態において、加速度、速度、SI値およびSSI値の最大値の測定は、レベル弁別工程の後に行われているけれども、必ずしもこのような順序に限定されない。たとえば振動感知工程後に、最大値の測定および報知を開始してもよい。 In the first and second embodiments, the maximum values of acceleration, velocity, SI value, and SSI value are measured after the level discrimination process, but are not necessarily limited to such an order. For example, measurement and notification of the maximum value may be started after the vibration sensing step.
1A 地震評価装置
2,2A,2B 感震器
9A 表示部
30A 制御部
34A 演算部
1A
Claims (6)
検出工程で検出される震動に基づいて、予め定められる周期β以上予め定められる周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算する演算工程であって、前記速度応答スペクトルSvおよび速度応答スペクルSvの変数である周期τに基づいて、スペクトル強度SSIを
演算工程で演算されるスペクトル強度SSIを、スペクトル強度SSIを評価するための予め定められる第1警報レベルでレベル弁別する弁別工程とを含み、
周期βは、0secを越え、周期γ未満の値であり、
周期γは、2.5secを越える値であり、
前記速度応答スペクトルは、予め定められる減衰定数hに基づいて演算され、
減衰定数hは、0以上1/20以下であり、
演算工程は、検出工程で検出される震動に基づいて、さらに震動の加速度を演算し、
弁別工程は、さらに前記加速度を、前記加速度を評価するための予め定められる第2警報レベルでレベル弁別し、
(1)前記スペクトル強度SSIが第1警報レベル以上であること、および(2)前記加速度が第2警報レベル以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する判定工程をさらに含むことを特徴とする地震評価方法。 A detection process for detecting vibrations;
A calculation step of calculating a speed response spectrum Sv having a predetermined period β or more and a predetermined period γ or less based on the vibration detected in the detection step, wherein the speed response spectrum Sv and the speed response speckle Sv are variables. Based on a period τ, the spectral intensity SSI is
A discrimination step of discriminating the spectrum intensity SSI calculated in the calculation step at a predetermined first alarm level for evaluating the spectrum intensity SSI,
The period β is a value exceeding 0 sec and less than the period γ,
The period γ is a value exceeding 2.5 seconds,
The velocity response spectrum is calculated based on a predetermined attenuation constant h,
The attenuation constant h is 0 or more and 1/20 or less,
The calculation process further calculates the acceleration of the vibration based on the vibration detected in the detection process,
The discrimination step further discriminates the acceleration at a predetermined second alarm level for evaluating the acceleration,
Whether (1) the spectrum intensity SSI is greater than or equal to the first alarm level, and (2) at least one of the two conditions that the acceleration is greater than or equal to the second alarm level is satisfied. The earthquake evaluation method characterized by further including the determination process which determines .
検出手段が検出する震動に基づいて、予め定められる周期β以上予め定められる周期γ以下の速度応答スペクトルSvを演算する演算手段であって、前記速度応答スペクトルSvおよび速度応答スペクルSvの変数である周期τに基づいて、スペクトル強度SSIを
演算手段で演算されるスペクトル強度SSIを、予め定められる第1警報レベルでレベル弁別する弁別手段とを含み、
周期βは、0secを越え、周期γ未満の値であり、
周期γは、2.5secを越える値であり、
前記速度応答スペクトルは、予め定められる減衰定数hに基づいて演算され、
減衰定数hは、0以上1/20以下であり、
演算手段は、検出手段で検出される震動に基づいて、さらに震動の加速度を演算し、
弁別手段は、さらに前記加速度を、予め定められる第2警報レベルでレベル弁別し、
(1)前記スペクトル強度SSIが第1警報レベル以上であること、および(2)前記加速度が第2警報レベル以上であることの2つの条件のうち少なくともいずれか一方の条件を充足するか否かを判定する判定手段をさらに含むことを特徴とする地震評価装置。 Detection means for detecting vibrations;
Computation means for computing a speed response spectrum Sv of a predetermined period β or more and a predetermined period γ or less based on the vibration detected by the detection means, and is a variable of the speed response spectrum Sv and the speed response speckle Sv. Based on the period τ, the spectral intensity SSI is
Discriminating means for discriminating the spectral intensity SSI calculated by the calculating means at a predetermined first alarm level;
The period β is a value exceeding 0 sec and less than the period γ,
The period γ is a value exceeding 2.5 seconds,
The velocity response spectrum is calculated based on a predetermined attenuation constant h,
The attenuation constant h is 0 or more and 1/20 or less,
The calculation means further calculates the acceleration of the vibration based on the vibration detected by the detection means,
The discriminating means further discriminates the acceleration at a predetermined second alarm level,
Whether (1) the spectrum intensity SSI is greater than or equal to the first alarm level, and (2) at least one of the two conditions that the acceleration is greater than or equal to the second alarm level is satisfied. A seismic evaluation apparatus further comprising determination means for determining
周期γは、5sec以上であることを特徴とする請求項2に記載の地震評価装置。The earthquake evaluation apparatus according to claim 2, wherein the period γ is 5 seconds or more.
周期γは、7sec以上であることを特徴とする請求項2に記載の地震評価装置。The earthquake evaluation apparatus according to claim 2, wherein the period γ is 7 seconds or more.
周期γは、10sec以上であることを特徴とする請求項2に記載の地震評価装置。The earthquake evaluation apparatus according to claim 2, wherein the period γ is 10 seconds or more.
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