JP4504767B2

JP4504767B2 - 地震危険度評価システムおよび建築物選定方法

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Publication number: JP4504767B2
Application number: JP2004261335A
Authority: JP
Inventors: 新吾西村
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2004-09-08
Filing date: 2004-09-08
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-09-08
Also published as: JP2006078272A

Description

本発明は、任意地域またはその中の特定地点における地震危険度の評価システムと、かかる地震危険度評価に基づいて建築物を選定する方法に係り、特に、信頼性の高い地震危険度評価を行うことができ、所望地点の位置情報を精度よく反映した地震危険度評価結果を提供でき、地震危険度評価に応じた適宜の構造形式の建築物を選定できる地震危険度評価システムおよび建築物の選定方法に関する。

近時、住宅やオフィスビルなどの建築物を購入しようとする際の決定要素の一つとして、その建築物が十分な耐震性能を備えているか否かということはもとより、そもそも建築物が立地する地域が地震危険地域か否かということが極めて重要な要素となってきている。兵庫県南部地震以降、国家規模での地震観測網の整備が行われており、近い将来に発生する確立が高いとされている東海地震や東南海地震、南海地震などに対する地震対策も国や地域をあげて進められているのが現状である。かかる状況下において、所望の地域または所望の場所に住宅やオフィスビルなどを建設したり、あるいは所望地域の住宅などを購入しようとする際に、その地域の地震危険度を認識することは極めて重要であるとともに、地震危険度を知りたいという需要も多いと考えられる。そもそも、地域ごとに異なる地震規模（これも地震危険度に含むとして）に応じた耐震性能を備えた建築物が建設されるため、地震危険度が直接その建設コストに反映されるとともに、地震保険などにおいても地震危険度に応じてその負担額が相違する。

特定地域の地震危険度を評価する場合、任意の震源における地震の発生を仮定し、地盤中の地震波の伝播状況（距離減衰など）を勘案して特定地点の地表面での地震動を同定し、液状化などの可能性も含めてその危険度評価が行われる。ここで、地震の発生を仮定するとは、過去の地震記録や各種調査に基づいて特定された活断層から断層モデルを作成し、断層のずれの角度や方向性、ずれの速度やずれ量などから任意の震源における地震を仮定するものである。

特許文献１では、任意地点における目標地震リスクを設定し、設計対象となる建築物の各部位の損傷度や耐震性能、コストに関する制約条件を解析した後で、目標地震リスクを満足する範囲内でのコスト最小となる設計仕様を算定する耐震設計処理装置および方法が開示されている。従来の耐震設計手法では、建築基準法等によって規定され、地域ごとに地震危険度の程度（設定地震動の規模）を異にした設計手法の下で耐震設計が行われている。しかし、かかる地震規模の地域差は現実のそれとは異なって極めて概略的なものであることから、特定地域ないし特定地点の地震危険性が設計に十分反映されているとは言えなかった。特許文献１に開示の発明は、かかる課題を解決すべく考案されたものである。ここで、目標地震リスクとは、再現期間数百年の地震動に対する地震リスクを数％となるように設定してなるリスクのことである。この地震リスクの算定は、建物の基礎や構造、設備機器などの損傷度の程度に応じた被害額で分類し、該被害額とそれぞれの生起確率から地震時の期待損失を算定し、該期待損失（修復費用）の建設コストに対する割合を数％と設定するものである。かかる装置および方法では、その中の地震危険度解析において、歴史地震データや活断層データなどから地震発生モデルを設定し、地震発生予定地点から建物の建設地点までの距離減衰などを計算して地震ハザード曲線やハザードマップが出力される。
特開２００３−１５５７７６号公報

特許文献１に開示の耐震設計処理装置および方法によれば、想定地震に対する対象地域の建築物の設計を最適なコストで行うことが可能となる。想定する地震の規模や再現期間から目標とする地震リスクを算定し、該地震リスクを満足する耐震性能を備えた建築物を設計することから、その性能および要する建設コストに合理性を持たせることができる。

しかし、地震の震源情報を前提とした設計手法であることと、そもそも震源情報は実際に発生するであろう地震を仮定したものに過ぎず、その震源位置や地震の発生メカニズムには多分に不確定要因が内在していることなどから、計算結果の信頼性が高いとは言い難い。さらに、想定する震源情報量が多くなることによって計算量も膨大となり、その評価も煩雑となることで明確性に欠けた計算結果となってしまう。需要者自身で決定した、または需要者の納得した地震リスクと該地震リスクに応じた耐震性能を備えた建築物を需要者に提供せんとする設計手法とするためには、需要者が理解し易い設計手法に基づいて建築物が設計および建設され、提供される必要がある。

本発明の地震危険度評価システムおよび建築物選定方法は、上記する問題に鑑みてなされたものであり、震源情報に依存しない地震危険度評価方法を採用することで不確定な要素を排除して信頼性が高く、需要者にも理解し易い地震危険度評価システムを提供することを目的とする。また、実際に地震危険度評価結果を得たい対象特定地域の位置情報を精度よく反映した地震危険度評価システムを提供することを目的とする。さらに、上記する信頼性の高い地震危険度評価結果に応じて設計された複数の構造形式の建築物の中から適宜の建築物を需要者が選定できる建築物選定方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、請求項１に記載の発明による地震危険度評価システムは、任意地域の表層地盤特性に基づいて地震危険度を算定し、該任意地域内の特定地点における地震危険度を評価する地震危険度評価システムであって、地震危険度評価を行う任意地域を設定する地域設定手段と、地域ごとの表層地盤特性を格納した地盤特性記憶手段と、前記地盤特性記憶手段に基づいて前記任意地域内の地盤増幅率を算定する地盤増幅率算定手段と、前記地盤増幅率算定手段によって算定された地盤増幅率ごとに前記任意地域を区分けして地震危険度マップを作成する地域区分け手段と、からなることを特徴とする。

上記する地震危険度評価システムは、ＣＰＵやメモリからなるコンピューターとマウス、キーボード、ディスプレイなどからなる一連のハードウエアを使用し、該コンピューターにて各種手段からなるシステムの実行が行われるものである。

まず、地震危険度を評価したい地域をキーボードで打ち込んで設定し、その地域の緯度および経度の範囲を設定することで地域の絞込みを行うのが地域設定手段である。ここで、後述する地震危険度マップは、経度および緯度情報データに基づいて作成、表示される構成であり、したがって対象地域の設定においても経度および緯度情報データとして入力する必要がある。例えば、矩形範囲を画定する左上と右下それぞれの経度および緯度のデータを入力することにより対象範囲の設定を行うことができる。入力時のデータとしては、北緯および東経ごとに、「〇度〇分〇秒〇／１０秒」などの入力データ形態を採ることができる。さらに、設定した対象地域は、さらに複数のエリアにメッシュ分割することができる。これは、後述する地盤増幅率ごとに色分け表示される地震危険度マップの作成に対応するものである。上記する対象範囲の経度および緯度情報データの入力に加えて、該対象地域のメッシュン分割数を任意に入力設定することもできる。この入力データ形態としては、メッシュ分割数を直接入力する形態や、経度、緯度それぞれの分割数を〇秒単位とする入力形態など適宜の形態を選定できる。なお、公知の変換ソフトを使用することもできる。例えば、登記簿上の住所情報を入力することにより、その住所情報に対応する経
度および緯度情報データに自動変換させ、変換後のデータをコンピューターが読み込む構成とするものである。

次に、コンピューター内に記憶された地盤特性記憶手段に基づいて、上記地域内の地盤増幅率の算定を行うのが地盤増幅率算定手段である。地盤特性記憶手段には、例えば、全国各地の表層地盤の地盤特性データが収容されている。ここで、「表層地盤」とは、工学的基盤の上にある地盤のことをいう。この工学的基盤とは、地震動のＳ波速度が４００ｍ／ｓｅｃ程度以上であって相当程度の厚さのある地層と定義できる。建築物が建設されるほとんどの地盤は沖積層や埋め立て地盤などからなる比較的軟弱な表層地盤であるため、地表面の地震時応答はかかる表層地盤の地盤特性（振動特性）の影響を強く受けることとなる。したがって、同じ地震であっても、表層地盤の地盤特性が異なれば、地表面で現れる地震動の規模も異なってくる。すなわち、基盤（工学的基盤）から入射してきた地震動が地表面へ上昇伝播する際に、地震の規模は表層地盤の地盤特性によって増幅していく。地震動の成分は、それぞれの固有周期と一致する固有周期を備えた地盤内で共振現象によってその成分が増幅され、地表面に伝達されることとなる。この基盤での地震規模に対する地表面での地震規模の割合を地盤増幅率という。本発明による地震危険度評価システムは、不確定要素を多分に含む震源情報や該震源からの地震動の伝播などを排除して、地表面の地震動規模に大きな影響を与える地盤増幅率を地震危険度の指標とするものである。したがって、その評価結果はその地盤固有の特性のみに依存するものであることから結果の信頼性も高く、さらには評価システムが明確で理解し易い。したがって、耐震工学などに疎い一般の建築物購入者にとってもその評価結果を十分納得していただいた上で、建物購入地としての妥当性の可否を判断していただくことができる。

地盤特性記憶手段に記憶されるデータとしては、表層地盤の層構成や各層の層厚、地盤条件（地盤の硬軟や、地盤が砂質か礫質か粘性地盤かなど）、Ｎ値、単位体積重量、地下水位、せん断弾性波速度、ポアソン比や減衰定数などの動的特性などがある。また、地盤内増幅率算定方法によっては、後述するように、微地形区分による地形分類や標高、主要河川からの距離などから地盤特性データが構成される場合もある。すなわち、地盤増幅率算定手段で適用される算定方法によって必要とされるデータは相違するため、算定方法に応じたデータが該記憶手段に格納されることとなる。

地域設定手段によって対象地域の絞込みを行うことにより、その地域の地盤特性データも連動して絞り込まれ、絞り込まれた地盤特性データは地盤増幅率算定手段に送られる。この地盤特性データは地盤増幅率算定手段へ自動的に送られる場合もあるし、マウスやキーボードにて地盤増幅率算定手段を呼び出した後に地盤特性データの取り込みを行うこともできる。

地盤増幅率算定手段における増幅率の算定方法は種々の方法があるため、複数の算定方法の中から任意に選択する構成とすることもできるし、予め設定された特定の算定方法に従って算定が実行される構成とすることもできる。

増幅率の算定結果に基づいて、集計データリストを作成し、該集計データリストに基づいて増幅率ごとに対象地域が区分けされた地震危険度マップを作成し、ディスプレイ上に該マップを表示するのが地域区分け手段である。例えば、地盤増幅率を１．０〜１．５の範囲、１．５〜２．０の範囲、２．０〜２．５の範囲、２．５〜３．０の範囲、３．０以上の範囲などに区分けし、増幅率の算定結果に基づいて各範囲ごとに色分けされた危険度マップを表示することができる。なお、地震危険度マップの表示形態としては、格子状のメッシュにて対象地域を区分けし、地盤増幅率ごとにメッシュ内を色分けした表示形態などが考えられる。

後述するように、対象地域内にある特定地点の地震危険度マップへの詳細な落とし込みをするまでもなく、表示された地震危険度マップ上で特定地点のおおよその特定が可能な場合は、請求項１に記載の地震危険度評価システムによって単数ないし複数の特定地点の地震危険度を確認することができる。

また、請求項２に記載の発明による地震危険度評価システムは、任意地域の表層地盤特性に基づいて地震危険度を算定し、該任意地域内の特定地点における地震危険度を評価する地震危険度評価システムであって、地震危険度評価を行う任意地域を設定する地域設定手段と、地域ごとの表層地盤特性を格納した地盤特性記憶手段と、前記地盤特性記憶手段に基づいて前記任意地域内の地盤増幅率を算定する地盤増幅率算定手段と、前記地盤増幅率算定手段によって算定された地盤増幅率ごとに前記任意地域を区分けして地震危険度マップを作成する地域区分け手段と、前記任意地域内の特定地点ごとの経度および緯度データからなる地理情報データを格納した地理情報格納手段と、前記地理情報格納手段から取り出した前記特定地点を前記地震危険度マップ上にプロットする地震危険度表示手段と、からなることを特徴とする。

地域設定手段、地盤特性記憶手段、地盤増幅率算定手段、地域区分け手段に関しては上記説明と同様である。地域区分け手段に続いて、上記する対象地域内において、建築物が建設される特定地点または建築物が立地している特定地点の特定を行う。コンピューター内に収容され、特定地点の地理情報データが格納された地理情報格納手段から特定地点の地理情報を取り出し、上記する地震危険度マップ内に落とし込んで上記する地震危険度マップ上に特定地点がプロットされる（地震危険度表示手段）。ここで、特定地点の地理情報データは、その地点の経度および緯度データから構成される。地理情報の格納は、直接キーボードから経度および緯度を入力する方法のほかに、後述するように、住所情報を入力することによって該住所情報データが、それに対応した経度および緯度情報データに変換されることによって格納する方法などがある。請求項２に記載の地震危険度評価システムによれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、特定地点が具体的に特定された地震危険度マップ上にて、該特定地点の地震危険度を確認することが可能となる。

また、請求項３に記載の発明による地震危険度評価システムにおいて、前記地理情報格納手段は、入力された住所情報データを経度および緯度情報データに変換することで作成される地理情報データを格納する手段であって、変換された前記地理情報データが前記特定地点を特定できる精度まで変換された場合は該地理情報データの格納が完了し、変換された前記地理情報データが前記特定地点を特定できる精度まで変換されていない場合は特定できる精度まで変換した後に地理情報データの格納が完了することを特徴とする。

ここで、「住所情報データ」とは、例えば、「〇〇県××市△△町５丁目３番地」のような登記簿上のデータであり、かかる住所情報データを入力すると、該住所情報に対応した経度および緯度データに変換するものである。なお、かかる変換作業は、公知の変換ソフトを使用することができる。

この住所情報の変換において、変換精度をランク分けできるようにしておき、どの程度まで変換できたかを視認可能な構成としておくのがよい。例えば、都道府県レベルの広い範囲でしか変換できなかった場合をランク１とし、以下順に、市区町村レベルまで変換できた場合をランク２、町レベルをランク３、丁レベルをランク４、街区レベルをランク５、番地号レベルまで変換できた場合をランク６のようにランク分けするものである。このランク表示は、住所変換と同時にどのランク（精度）まで変換できたかを表示することができ、例えば、任意のランク精度を設定しておくことで（ランク４以上までの精度で変換できた場合を可とするなど）、設定精度を満足していれば地理情報データの格納が完了することとする。ここで、設定するランク精度とは、対象地域内の特定地点を特定できる経
度および緯度情報データ精度のことである。地域や場所により、丁レベルで特定地点を同定することもできれば、番地号レベルまで特定しないとその場所が同定できない場合もあるため、対象地域や特定地点ごとにその変換精度を設定する必要があることによるものである。したがって、例えば登記簿上の住所情報データを入力する際に、該住所情報データに応じた変換精度の設定を行うことが好ましい。変換後の精度を確認し、設定精度を満足していない結果となった場合は、例えば特定地点の経度および緯度情報データを直接手入力することによって地理情報データの格納を完了させることができる。

なお、別途、公知の地図用ソフトを使用して特定地点をマップ表示しておき、上記する地震危険度マップと重ね合わせることによって地震危険度マップ上に特定地点を表示することもできる。このように地震危険度評価を行いたい特定地点を精度よく地震危険度マップ上にプロットすることにより、信頼性の高い地震危険度評価結果を需要者に提供することが可能となる。

また、上記発明による地震危険度評価システムは、危険基準値を超える地盤増幅率からなる危険領域と、該危険領域周りの一定領域とから危険可能領域を構成し、該危険可能領域を前記地震危険度マップ上に表示することを特徴とする。

地域ごとの地盤特性、特に地層の層構成や成層状態は縦断面的に多様に変化しており、地盤特性記憶手段内に格納されている地盤特性データは、所定の間隔を置いて実施される既存のボーリングデータ等に基づいて設定されたものである。したがって、かかる地盤特性データは実際の成層状態等を詳細に反映したものとは言い難いため、せっかく特定地点を精度よく地震危険度マップ上に落とし込んだとしても、該地震危険度マップ自体がその特定地点の地震危険度を十分に評価していないという問題も生じ得る。特に、特定地点が地震危険度マップ上で色分けの境界付近にある場合などは実際の判断が困難なものとなる。

そこで、例えば、地盤増幅率が２．０を危険基準値と設定し、この危険基準値を超える地域を危険領域とし、さらにこの危険領域の周りに一定領域の広がりをもった範囲を危険可能領域とする。この危険可能領域を示すラインを地震危険度マップ上に表示することで、該地震危険度マップの誤差、すなわち、地盤特性データの位置誤差を吸収した安全側の評価を行うことが可能となる。例えば、表示される地震危険度マップが所定幅のメッシュで区切られて表示される場合は、危険領域を示すメッシュ範囲に、その外側の２メッシュ分を加えて危険可能領域とし、加えた２メッシュの外郭を太いラインで表示することによって特定地点と危険可能領域との位置関係を判断し易くできる。さらに、地理情報格納手段内に格納された住所の中で、危険可能領域内に含まれる結果となった住所データを表形式で表示する構成とすることもできる。この場合は、将来的に特定地域や特定地点に建築物を建設しようとする人が地震危険度を確認することに加えて、既にある特定地域内に居住等する人がその居住地域（居住地点）の地震危険度を改めて確認することができ、かかる地震危険度評価結果に基づいて住居の耐震補強を行うなどのインセンティブがはたらき易くなる。

さらに、請求項４に記載の発明による建築物選定方法は、前記地震危険度評価システムに基づいて前記特定地点の地震危険度を評価し、該地震危険度に応じた耐震性能を有する複数の構造形式の建築物の中から任意の建築物を選定できることを特徴とする。

従来のように、広い地域区分に基づいて地震規模が規定されていた建築基準法などによる設計ではなく、その地域特有の地震危険度に基づいた耐震設計による建築物を需要者に提供することは、需要者のコンセンサスを得易く、建築物の建設も最適な建設コストで行うことができる。ある地震危険度に応じた建築物を設計する場合は、建築物の剛性（剛構
造）で地震に抵抗する構造や、免震装置や制震装置などを備えた柔構造で地震に抵抗する構造、その両者を備えた構造など多様であり、したがって建築物を提供する側も複数の構造形式の建築物を提供することが可能となる。上記する建築物選定方法によれば、需要者は、その特定地点で必要となる耐震性能（最適な建設コストのもとで建設され得る）を備えた複数の構造形式の建築物の中から、所望の構造形式で所望デザインの建築物を購入することが可能となる。

以上の説明から理解できるように、本発明の地震危険度評価システムによれば、信頼性の高い特定地域の地震危険度評価を行うことができる。また、耐震設計等に疎い一般人にも理解し易い、明確な地震危険度評価結果を提供することができる。また、地震危険度評価を得たい特定地点の位置を精度よく地震危険度マップに反映することができるとともに、地震危険度評価結果の平面的な誤差を考慮した安全側の評価結果を提供することができる。さらに、特定地点の地震危険度を十分に反映した耐震設計に基づく建築物を需要者に提供することができるため、最適な建設コストのもとで建築物購入者のコンセンサスも得られ易い。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の地震危険度評価システムを実行するためのコンピューターシステムを示した構成図であり、図２は、本発明の地震危険度評価システムのフローチャート図である。図３は地盤特性記憶手段において記憶される表層地盤の地盤特性データの一実施形態を示した図である。図４は、地震動が表層地盤内で地盤内増幅しながら地表に伝達される状況を示した模式図である。図５は、地域区分け手段によって作成された集計データリストの一実施形態を示した図であり、図６ａは、地域区分け手段によって作成された地震危険度マップの一実施形態を示した平面図であり、図６ｂは、図６ａ中の一部を拡大した平面図である。図７は、地理情報格納手段の実施形態を示すフローチャート図であり、図８は、図７ｂの地理情報格納手段において、変換精度のランク表示や変換の可否を表示した図である。図９は、地震危険度マップにおいて、対象となる特定地点をプロットするとともに危険可能領域をライン表示した実施形態を示す平面図である。

図１に示すように、コンピューター１は、ＣＰＵ１１と、必要な情報を記憶するメモリ１２とからなり、マウス１３やキーボード１４、ディスプレイ１５などをコンピューター１と適宜接続してハードウエアが構成される。必要な情報は、キーボード１４を打ち込むことにより、またはディスプレイ１５上にてマウス１３等を介して入力することによりコンピューター１内に入力される。

図２は、地震危険度評価システム２をフローチャートで示したものであり、その中で、図２ａは、地域設定手段２１、地盤特性記憶手段２２、地盤増幅率算定手段２３、地域区分け手段２４から構成される。例えば、メモリ１２内には、日本全国の地理情報データが経度および緯度情報データとして格納されており、地域設定手段２１にて地震危険度評価を行いたい地域の経度および緯度の範囲を入力することによって対象地域の絞込みを行う。なお、上記する地理情報データの格納は、例えば、経度および緯度情報データからなる全国または都道府県単位の地図マップソフトなどをコンピューター１にインストールすることによって行うこともできる。

日本全国（または都道府県単位、区市町村単位など）各地の表層地盤の地盤特性データは、予めメモリ１２内に収容しておくこともできるし、フロッピー(登録商標)ディスクやＣＤ等に記憶された地盤特性データをコンピューター１に読み込むこともできる。この地盤特性データは上記する各地域単位で設定されている。このように、地盤特性データをコンピュータ
ー１内に格納する手段が地盤特性記憶手段２２である。

上記する地盤特性記憶手段２２は、地域設定手段２１によって対象地域の絞込みを行うと同時に連動して該対象地域に対応した地盤特性データが地盤増幅率算定手段２３に送られる構成とするのが好ましい。また、対象地域の絞込みと同時に任意の地盤特性データファイルが作成され、地盤増幅率算定手段２３に移行した際に該地盤特性データファイルから所望の特定地点の地盤特性データを選択することもできる。図３では、地理情報データを入力して対象地域の絞込みを行い、該対象地域内のメッシュ分割数を設定することによって表示される、各メッシュごとの表層地盤の地盤特性データの一実施形態を示している。なお、図３で示した地盤特性データは、後述する地盤増幅率算定手段２３における算定方法が松岡、翠川式の場合に対応したものである。

図４は、任意の震源から発生した地震波５（Ｓ波など）が工学的基盤４内を伝播し、特定地域内の表層地盤３（多層構成）内を地表に向かって上昇伝播しながら地盤内増幅することで、地震規模が増幅されて地震波６が形成される状況を示している。実際には、複数の周期成分を内包する地震波５が、それぞれ固有の固有周期をもった地層内を通過する際に、該固有周期と一致する地震波成分が共振現象によってその成分を増幅させることで地盤内増幅が励起される。地表面上に立設した建築物は、建築物ごとに固有の固有周期をもっており、該固有周期と増幅された地震波６の卓越周期成分が一致する場合にその建築物は大きく振動することとなる。したがって、同一地震波であっても地盤特性によってその増幅の程度は大きく異なり、さらに建築物の固有周期ごとに同一地震波に対する振動の程度は大きく異なることとなる。

地盤増幅率算定手段２３には、以下に示すような種々の増幅率算定方法が内包されていて、ディスプレイ１５上で任意の算定方法を選択できる構成とすることもできるし、予め任意の算定方法のみが内包された構成とすることもできる。

地盤増幅率の算定方法としては、建設省告示第１４５７号第７に記載の算定方法がある。その一つは、多層地盤からなる表層地盤に含まれる各地層の層厚やせん断波速度などの地盤特性データをもとに、かかる地盤特性データを等価な一層地盤に置き換え、地盤の非線形性を考慮しながら収束計算を行って地盤内増幅率を算定する方法である。他の一つは、表層地盤を大きく第一種地盤、第二種地盤、第三種地盤に分類し、各地盤種別ごとに地盤内増幅率を簡便な式で与える方法である。例えば、第二種地盤に関する式として下式を与えることができる。

ここで、Ｇｓは地盤内増幅率を、Ｔは地盤の固有周期をそれぞれ示している。

工学的基盤における応答スペクトルを、各固有周期帯域ごとの上記増幅率で割り増した加速度応答スペクトルを算定することにより、建築物の固有周期がどの周期帯域にあるかで建築物の応答振動を同定することが可能となる。

また、その他の地盤内増幅率の算定方法として、松岡、翠川による算定式がある（参考文献：松岡昌志、翠川三郎（１９９４）、国土数値情報とサイスミックマイクロゾーニング、第２２回地盤震動シンポジウム、日本建築学会や、ＭａｓａｓｈｉＭａｔｓｕｏｋａａｎｄＳａｂｕｒｏｈＭｉｄｏｒｉｋａｗａ（１９９４），ＧＩＳ−ＢＡＳＥＤ
ＳＥＩＳＭＩＣＨＡＺＡＲＤＭＡＰＰＩＮＧＵＳＩＮＧＴＨＥＤＩＧＩＴＡＬＬＡＮＤＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ，第９回日本地震工学シンポジウム、１９９４など）。

松岡、翠川によれば、表層地盤の増幅率評価に際し、微地形区分ごとに平均Ｓ波速度を式２によって算定することができる。

ここで、ＡＶＳは地表から地下３０ｍまでの推定平均Ｓ波速度（ｍ／ｓｅｃ）、ａ，ｂ，ｃ，σは表１からなる係数、Ｈは標高（ｍ）、Ｄは主要河川からの距離（ｍ）である。

ところで、それぞれの微地形区分における標高のデータに係る係数ｂと主要河川までの最短距離に係わる係数ｃは実測値データをもとに決定した関数によるものであるが、対応する標高には有効範囲が存在する。そこで、松岡、翠川は標高の範囲および主要河川までの最短距離の範囲を決定し、範囲から外れる標高値については表２に示すような下限および上限の値を用い、主要河川からの最短距離の範囲については表３に示すような下限および上限の値を用いることとしている。

松岡、翠川は、第三紀ないしそれ以前の丘陵地（上記するＡＶＳが６００ｍ／ｓｅｃ程度）を基準とした表層地盤の速度増幅度について式３にて算定することを提案している。

ここで、ＡＲＶは地表から地下３０ｍまでの速度増幅度（地盤内増幅率）である。なお、式３は平均Ｓ波速度が６００（ｍ／ｓｅｃ）を基準としているため、工学的基盤でのＳ波速度を４００（ｍ／ｓｅｃ）相当で評価する場合には、式３によって算定された速度増幅度を１．３１で除した値を地盤内増幅率として用いることとなる。

例えば上記する地盤内増幅率算定式に基づいて対象地盤内の増幅率を算定した後、その増幅率に基づいて集計データリストが作成される。図５は、集計データリストの一実施形態を示したものである。この集計データリストに基づいて増幅率ごとに対象地域が区分けされた地震危険度マップが作成される（地域区分け手段）。図６ａは、例えば、地域設定手段で愛知県全域を指定した場合の地震危険度マップ７ａを示したものであり、さらに対象地域を絞り込むことによって図６ｂに示すようなより詳細な対象地域の地震危険度マップ７ｂがディスプレイ１５上に表示される。

図６ｂを確認することで、該マップ上で地震危険度評価結果の欲しい特定地点を特定できる場合は、この段階で地震危険度評価システム２Ａは終了できる。

一方、地震危険度評価システム２Ａでは特定地点を特定できない場合や、特定地点を詳細に地震危険度マップ上にプロットした上でさらに地震危険度評価を行いたい場合には、図２ｂに示すように、地域区分け手段２４の後に地理情報格納手段２５から特定地点の地理情報を取り込んで地震危険度マップ上にプロットする地震危険度表示手段２６までをシステムの構成要素とする地震危険度評価システム２Ｂによるものとする。

地理情報格納手段２５は、図７ａのフローチャートに示されており、例えば公知の変換ソフトを使用して実行されるものである。例えば、「〇〇県××市△△町５丁目３番地」のような登記簿上のデータを住所入力２５１することによって、その住所に対応した経度および緯度情報データへの変換２５２を行い、地理情報データの格納２５３が行われる。ここで、特定地点の経度および緯度情報データが既に分かっている場合には上記変換作業を行うまでもなく、経度および緯度情報データを直接入力することによって地理情報データの格納を完了できる。

一方、住所情報データの変換作業において、所定精度まで変換が行われなかった場合に、予め設定しておいた変換精度までデータ変換のやり直しを行った後に地理情報データの格納を行うこともでき、その場合のフローチャートが図７ｂに示されている。すなわち、経度および緯度情報データへの変換２５２を行い、予め設定しておいた所定精度まで変換できた場合は地理情報データの格納２５３が完了するが、所定精度まで変換できなかった場合はデータ変換のやり直し２５４を経て地理情報データの格納２５３が完了する。ここで、変換レベルは、都道府県レベルの広い範囲でしか変換できなかった場合をランク１とし、以下順に、市区町村レベルまで変換できた場合をランク２、町レベルをランク３、丁レベルをランク４、街区レベルをランク５、番地号レベルまで変換できた場合をランク６のようにランク分けすることができる。ランク精度は、対象地域内の特定地点を特定できる経度および緯度情報データ精度を設定しておくのがよい。特定地点は、場所により、ランク４（丁レベル）までで特定できる場合やランク６（番地号レベル）までの精度が要求される場合など多様である。したがって、対象地域ごとに必要となる変換時のランク精度を設定する必要がある。図８は、変換時にディスプレイ１５上に表示される変換精度のランク表示や変換の可否等を示した図である。図８は、複数の特定地点を一気にデータ変換する場合を示したものであり、変換精度が４以上の場合は変換を可とするように設定した場合を示している。ここで、変換精度が３となって変換が不可となったものは、直接手入力等によって経度および緯度情報データの入力が行われる（データ変換のやり直し２５４）。

地理情報格納手段２５にて格納された特定地点の地理情報データを取り出し、地震危険度マップ上にプロットする（地震危険度表示手段２６）。図９には、例えば、地理情報格納手段２５に３点（Ｘ点、Ｙ点、Ｚ点）の地理情報データを格納し、該３点の位置を地震危険度マップ上にプロットした場合を示している。図９では、Ｘ点が地盤内増幅率が２．０以上の地震危険度の高い地域内に含まれることを、Ｚ点が地盤内増幅率が１．０〜１．５の地震危険度の低い地域内に含まれることを、Ｙ点が一応は地盤内増幅率が１．０〜１．５の範囲内に含まれるものの、地盤内増幅率が１．５〜２．０ないし２．０〜２．５の地震危険度の高い地域に近接していることをそれぞれ示している。なお、一般に、地盤内増幅率が２．０以上の地域は地震危険度が高い地域と判断することができる。

そこで、上記Ｙ点のように、地震危険度マップ上では地震危険度の低い地域に含まれるものの、地震危険度の高い地域に極めて近接したバッファーゾーンにある地域は地震危険度の高い地域に準じた地域と判断するのが好ましい。地盤特性記憶手段２２に格納されている表層地盤特性は多分に平面的な誤差を備えているため、かかる誤差を勘案する必要があるからである。そこで、地盤増幅率が２．０を危険基準値と設定し、この危険基準値を超える地域を危険領域とし、さらにこの危険領域の周りに一定領域の広がりをもった範囲を危険可能領域とする。例えば、図９に示すように、表示される地震危険度マップが所定幅のメッシュで区切られて表示される場合は、危険領域を示すメッシュ範囲に、その外側の２メッシュ分を加えて危険可能領域とし、加えた２メッシュの外郭を太いラインで表示することによって特定地点と危険可能領域との位置関係を判断し易くできる。図９においては、Ｙ点も危険領域（危険可能領域）に包含されるものとし、所要の耐震性能を備えた建築物の建設地点と判断されることとなる。

以上のような地震危険度評価システム２に基づいて、特定地点の地震危険度を認定した後、該特定地点に建設される建築物の耐震設計が行われる。かかる耐震設計時には、各種機関によって設定され、または各種設計指針等に掲載されている代表地震波形を用いることができ、さらに地震危険度評価システム２にて算定された地盤内増幅率なども勘案されて所望規模の建築物に対する耐震設計が実施される。ここで、耐震設計は複数の構造形式にわたって実施されることで、所望の耐震性能を備えた複数の構造形式の建築物が設計されることとなる。かかる構造形式としては、壁式の剛構造建築物や、柱構造に免震装置や制震装置などを備えた柔構造建築物などが考えられる。ハウスメーカーは、かかる各種の構造形式の建築物を設計しておくことで、建築物購入者は複数の構造形式の建築物の中から所望の構造形式や所望のデザインの建築物を購入することが可能となる。なお、特定地域ないし特定地点での建築物を建設ないし購入しようとする需要者に対して即座に複数の建築物を提供できるように、設定された地震波と地盤内増幅率ごとに、規模に応じた複数の構造形式の建築物を予め設計しておくのが好ましい。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

コンピューターシステムの構成図。（ａ）は、図１のコンピューターで実行される本発明の地震危険度評価システムの一実施形態のフローチャート図。（ｂ）は、図１のコンピューターで実行される本発明の地震危険度評価システムの他の実施形態のフローチャート図。地盤特性記憶手段において記憶される表層地盤の地盤特性データの一実施形態を示した図。地震動が地盤増幅した状況を示した模式図。地域区分け手段によって作成された集計データリストの一実施形態を示した図。地域区分け手段によって作成された地震危険度マップの一実施形態を示した平面図。図６（ａ）を拡大した平面図。（ａ）は、理情報格納手段の一実施形態を示すフローチャート図。（ｂ）は、理情報格納手段の一実施形態を示すフローチャート図。地理情報格納手段の他の実施形態において、変換精度のランク表示や変換の可否を示した図。地震危険度マップにおいて危険可能領域をライン表示した実施形態を示した平面図。

符号の説明

１…コンピューター、２，２Ａ，２Ｂ…地震危険度評価システム、３…表層地盤、４…工学的基盤、５…Ｓ波、６…増幅されたＳ波、７ａ，７ｂ…地震危険度マップ、８…危険可能領域を示す線、２１…地域設定手段、２２…地盤特性記憶手段、２３…地盤増幅率算定手段、２４…地域区分け手段、２５…地理情報格納手段、２６…地震危険度表示手段

Claims

任意地域の表層地盤特性に基づいて地震危険度を算定し、該任意地域内の特定地点における地震危険度を評価する地震危険度評価システムであって、
地震危険度評価を行う任意地域を設定する地域設定手段と、地域ごとの表層地盤特性を格納した地盤特性記憶手段と、前記地盤特性記憶手段に基づいて前記任意地域内の地盤増幅率を算定する地盤増幅率算定手段と、前記地盤増幅率算定手段によって算定された地盤増幅率ごとに前記任意地域を区分けして地震危険度マップを作成する地域区分け手段とを備え、
危険基準値を超える地盤増幅率からなる危険領域と、該危険領域周りの一定領域とから危険可能領域を構成し、前記算定された地盤増幅率の表示がされたままの状態で前記地震危険度マップ上に前記危険可能領域を外郭ラインとして表示することを特徴とする、地震危険度評価システム。
任意地域の表層地盤特性に基づいて地震危険度を算定し、該任意地域内の特定地点における地震危険度を評価する地震危険度評価システムであって、
地震危険度評価を行う任意地域を設定する地域設定手段と、地域ごとの表層地盤特性を格納した地盤特性記憶手段と、前記地盤特性記憶手段に基づいて前記任意地域内の地盤増幅率を算定する地盤増幅率算定手段と、前記地盤増幅率算定手段によって算定された地盤増幅率ごとに前記任意地域を区分けして地震危険度マップを作成する地域区分け手段と、前記任意地域内の特定地点ごとの経度および緯度データからなる地理情報データを格納した地理情報格納手段と、前記地理情報格納手段から取り出した前記特定地点を前記地震危険度マップ上にプロットする地震危険度表示手段とを備え、
危険基準値を超える地盤増幅率からなる危険領域と、該危険領域周りの一定領域とから危険可能領域を構成し、前記算定された地盤増幅率の表示がされたままの状態で前記地震危険度マップ上に前記危険可能領域を外郭ラインとして表示することを特徴とする、地震危険度評価システム。
請求項２に記載の地震危険度評価システムにおいて、
前記地理情報格納手段は、入力された住所情報データを経度および緯度情報データに変換することで作成される地理情報データを格納する手段であって、変換された前記地理情報データが前記特定地点を特定できる精度まで変換された場合は該地理情報データの格納が完了し、変換された前記地理情報データが前記特定地点を特定できる精度まで変換されていない場合は特定できる精度まで変換した後に地理情報データの格納が完了することを特徴とする、地震危険度評価システム。
請求項１から３のいずれかに記載の地震危険度評価システムに基づいて前記特定地点の地震危険度を評価し、該地震危険度に応じた耐震性能を有する複数の構造形式の建築物の中から任意の前記建築物を選定できるようにしたことを特徴とする、建築物選定方法。