JP5705431B2 - 建物、及び耐震要素選択方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物、及び耐震要素選択方法に係り、特に、自身に設けられている耐震要素を診断可能な建物、及び建物において耐震診断を行う耐震要素を選択するための耐震要素選択方法に関する。

特許文献１には、建造物の柱や壁などの所定構造要素に、構造要素に生じる変形の程度を検出して記録できる検出手段を取り付けておき、この検出手段にて地震の際に構造要素に実際に生ずる変形の程度を記録し、これにより得られる実変形データと地震の規模についてのデータとから所定の計算基準で建造物の耐震性を診断することが提案されている。

特許第３３８８０２０号

地震を受けた際の建物は、どの部分が壊れるか限定できないため、大地震後等、個々の耐震要素自体の安全性について、全ての壁などを破壊して検査をしながらの耐震診断が必要となり、作業が非常に煩雑となる。

さらに、特許文献１に記載の技術では、以下の問題がある。
（１） 実際の地震の際に、地震の規模と、構造要素の変形の程度（実変形データ）とから建物の耐震性能を診断する仕組みであり、建物に設けられた耐震要素自体の安全性を判断するものでは無い。

（２） 変形データ等を集中管理期間にオンラインネットで送り、気象庁などから送られてくる地震の規模についてのデータと合わせて所定の計算基準で処理することで耐震性診断を行っており、繰り返し起こる地震（余震等）に対して、リアルタイムで建物の耐震性能を判断することができず、また、地震の規模についてのデータが気象庁などから送られて来ないと建物の耐震性を診断することが出来ない。

（３） 地震の最中に収集した実変形データに基づき耐震性診断を行うものであり、地震後における耐震要素の劣化の影響を評価することが出来ない。即ち、耐震要素の劣化の程度が全く分からないため、建物が次の地震に耐えられるか否か、改修が必要か否か等を判断することができない。

本発明は上記事実を考慮し、耐震診断を容易に行うことができる建物、及び耐震診断を容易にするために、耐震診断を行う耐震要素を選択するための耐震要素選択方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、複数の耐震要素を備えた建物であって、複数の耐震要素の内で地震時に最も崩壊し易い耐震要素が診断の基準となる基準耐震要素とされ、基準となった前記基準耐震要素に前記基準耐震要素の状態を診断可能な診断手段が設けられており、前記診断手段による診断結果に基いて、計測した歪みの値≧予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値、かつ計測した前記基準耐震要素の歪みの値−予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値＞予め設定した歪みの値であると判断した場合に警告を発する警告手段を有する。

次に、請求項１に記載の建物の作用を説明する。
請求項１に記載の建物では、複数の耐震要素の内で地震時に最も崩壊し易い耐震要素が診断の基準となる基準耐震要素とされており、診断の基準となる基準耐震要素に診断手段が設けられているため、診断の基準となる基準耐震要素の状態を任意に診断することができる。したがって、診断装置によって地震後の基準耐震要素が診断されることで、地震による基準耐震要素の損傷状態や劣化具合等が把握できる。なお、診断装置により、地震前の通常の状態においても基準耐震要素の診断は行われる。

例えば、地震を受けることで最初に崩壊する耐震要素（または、地震を受けることで耐震性能が最も低下する耐震要素等であっても良い。）を予めコンピュータシミュレーションで予測し、最初に崩壊する耐震要素を基準となる基準耐震要素として選択しておくことで、診断は、最初に崩壊する基準耐震要素のみとなり、壁紙等の表面材を剥がして、建物の全ての耐震要素を診断する場合に比較して診断箇所を大幅に減らすことができ、診断作業は大幅に簡略化できる。診断するのは、最初に崩壊する基準耐震要素であるため、診断の結果、問題が無ければ、その他の耐震要素は、診断せずとも全て問題ないと判断できるので、建物の耐震診断が容易に行える。

なお、基準耐震要素は、コンピュータシミュレーションで予測して決定するものに限らず、例えば、耐震要素の剛性を低下させる脆弱部（耐震要素の中で、地震による外力が入力した際に、最初に崩壊する剛性の低い部分）を予め設定した耐震要素を基準耐震要素とすることもできる。

また、基準耐震要素は、建物の中で最初に崩壊する耐震要素が好ましいが、必ずしも建物の中で最初に崩壊する耐震要素で無くても良く、２番目以降に崩壊する耐震要素であっても良い。例えば、２番目に崩壊する耐震要素を基準耐震要素としても、診断精度が若干低下することも考えられるが、建物の耐震診断は十分可能である。
また、基準耐震要素は、建物に１個設ければ良いが、２個以上設けても良い。
ここで、警告手段は、診断手段による診断結果に基いて、計測した歪みの値≧予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値、かつ計測した基準耐震要素の歪みの値−予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値＞予め設定した歪みの値であると判断した場合に警告を発する。
例えば、地震によって耐震要素が大きく変形した場合には、基準耐震要素の耐震性能が大幅に低下していたり、または失われている可能性があり、耐震性に懸念がある。このような場合、請求項１に記載の建物では、次の地震（余震等）が来る前に警告手段で警告を発することができるので、次の地震が来る前に建物から居住者を退避させることができ、居住者の安全を確保することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の建物において、２階建て以上に構成され、前記基準耐震要素が少なくとも何れかの階に設けられている。

次に、請求項２に記載の建物の作用を説明する。
例えば、２階建以上に構成された建物では、地震時に、上階よりも１階の方が大きな力を受ける。このため、地震を受けた後では、１階の耐震要素の方が上階の耐震要素よりも耐震性能が低くなる傾向にある。

このような１階の耐震要素の方が上階の耐震要素よりも耐震性能が低くなる傾向の建物の場合には、診断装置の設けられた基準耐震要素を１階に設けることが、耐震性能の診断をする上で好ましい形態となる。
なお、診断装置の設けられた基準耐震要素は、１階に限らず、他の階に設ける場合もある。例えば、設計上の崩壊予定部位（耐震性能が最も低くなる階）が、２階に設定された建物の場合には、２階に基準耐震要素設ける。即ち、耐震性能が低くなる階に基準耐震要素を設けることが好ましい。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の建物において、前記基準耐震要素は降伏ヒンジを備え、前記診断手段は、前記降伏ヒンジに取り付けられている。

次に、請求項３に記載の建物の作用を説明する。
降伏ヒンジは外力によって変形し易いため、基準耐震要素に降伏ヒンジを設け、基準耐震要素の中で最も変形し易い部分である降伏ヒンジに診断手段を設けることが、基準耐震要素の状態を把握する上で好ましい形態となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の建物において、前記診断手段は、前記基準耐震要素の歪みを計測可能な塑性変形測定装置を備えている。

次に、請求項４に記載の建物の作用を説明する。
歪みを計測可能な塑性変形測定装置を基準耐震要素に設けることで、基準耐震要素の歪み（変形）の程度を正確に把握することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物において、前記診断手段による診断結果に基いて、前記基準耐震要素の診断結果を通知する通知手段を有する。

次に、請求項５に記載の建物の作用を説明する。
通知手段は、診断手段による診断結果に基いて基準耐震要素の診断結果を通知する。このため、通知手段からの診断結果の通知によって、建物の居住者等は、基準耐震要素の状態を把握することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の建物において、前記通知手段は、前記診断手段による診断結果に基いて、前記基準耐震要素の変形が弾性域であるか塑性域であるかを区別して通知する。

次に、請求項６に記載の建物の作用を説明する。
通知手段は、診断手段による診断結果に基いて、基準耐震要素の変形が弾性域であるか塑性域であるかを区別して通知する。
したがって、通知手段からの診断結果の通知によって、建物の居住者等は、基準耐震要素が弾性変形しているか塑性変形しているかを把握することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物において、前記基準耐震要素は複数設けられている。
次に、請求項８に記載の建物の作用を説明する。
基準耐震要素を複数設けることで、複数の基準耐震要素を診断することができ、１つの基準診断要素を診断するよりも、より精密、かつ正確な耐震診断を行うことが可能となる。

請求項８に記載の耐震要素選択方法は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物において、前記建物の重心の位置及び剛心の位置少なくとも一方と前記複数の耐震要素の位置との相対的な位置関係に基いて、前記基準耐震要素を選択する。

次に、請求項８に記載の耐震要素選択方法の作用を説明する。
請求項８に記載の耐震要素選択方法は、建物の重心の位置及び剛心の位置少なくとも一方と複数の耐震要素の位置との相対的な位置関係に基いて、診断の基準となる基準耐震要素が予測され、これが基準耐震要素として選択される。

例えば、地震により建物が捩じれ変形する場合（上から見て）を考えると、建物の中で最も変形する部位を予測するには、建物の重心または剛心の位置を考慮する必要がある。
重心の位置または剛心の位置から近い部分と、重心の位置または剛心の位置から遠い部分とを比較すると、重心の位置または剛心の位置から遠い部分の方が、重心の位置または剛心の位置から近い部分よりも地震時の変形が大きい傾向にある、即ち、建物は、重心または剛心を中心として捩じれる傾向にあるからである。

したがって、このような場合には、地震を受けることで最初に崩壊する基準耐震要素は、重心の位置または剛心の位置から最も遠い位置に配置されているものであると予想されるので、これを選択すれば良いことになる。
このように、建物の重心の位置及び剛心の位置少なくとも一方と複数の耐震要素の位置との相対的な位置関係に基いて基準耐震要素を選択することで、基準耐震要素の選択作業が容易になる。

建物の重心の位置は、建物の構成部材（柱、壁、床、天井、屋根、梁、桟、窓等）の重量及び位置から算出されるので、これら構成部材の重量及び位置から建物の重量バランスも分かる。したがって、地震による建物の変形を予測する際に、建物の重量バランスを考慮しても良い。

請求項９に記載の耐震要素選択方法は、請求項７に記載の建物において、前記建物の重心の位置及び剛心の位置少なくとも一方と前記複数の耐震要素の位置との相対的な位置関係に基いて、複数の前記基準耐震要素に対して地震によって崩壊し易い順番を決定する。
次に、請求項９に記載の耐震要素選択方法の作用を説明する。
請求項９に記載の耐震要素選択方法は、建物の重心の位置及び剛心の位置少なくとも一方と複数の耐震要素の位置との相対的な位置関係に基いて、複数の基準耐震要素に対して地震によって崩壊し易い順番が予想され、その順番が決定される。
建物の耐震診断に際して複数の基準耐震要素を用いる場合、崩壊し易い上位何個かの耐震要素を基準耐震要素とし、かつ崩壊し易い順番を決めることで、基準耐震要素を１つに限定した場合に比較して、より精密、かつ正確な耐震診断を行うことが可能となる。

以上説明したように、本発明の建物では、地震を受けることで耐震性能が最も低下する耐震要素の状態を診断することで、壁紙等の表面材を剥がして、建物の全ての耐震要素を診断する必要が無く、建物の耐震性を容易に診断することができる。

また、本発明の耐震要素選択方法では、建物の耐震性を容易に診断可能とするための診断すべき耐震要素を容易に選択することができる。これにより、建物の耐震性を容易に診断することができるようになる。

［第１の実施形態］
以下、図１〜図６を用いて、本発明の建物の第１の実施形態について説明する。
図１、及び図２に示すように、本実施形態の建物１０は、鉄骨軸組み工法による２階建の住宅であり、１階、及び２階の複数箇所に、耐力要素としての耐力壁１２が設けられている。なお、図２の建物１０の平面図において、符合Ｇは建物１０の重心を示し、符合Ｈは建物１０の剛心を示している。

次に、本実施形態の耐力壁１２の構造を説明する。
図３〜図５に示すように、本実施形態の耐力壁１２は、一定の間隔（本実施形態では中心間距離５００ｍｍ）を隔てて配置された３本の管柱（角型鋼管：７５ｍｍ×７５ｍｍ×４．５ｍｍ）１４と、管柱１４同士を連結し、上下方向にジグザグ形状で延びるラチス１６を含んで構成されている。

本実施形態のラチス１６は、鋼の丸棒（本実施形態ではφ２２ｍｍ）を曲げ加工して形成されており、管柱１４の軸方向に沿って延びる複数の直線部１６Ａと、直線部１６Ａの端部に連続し直線部１６Ａに対して傾斜する複数の傾斜部１６Ｂとを有する。

また、両側の２本の管柱１４には、側面に鋼板（本実施形態では、６０ｍｍ×７５ｍｍ×１９ｍｍ）１８が溶接されているが、中央の管柱１４の側面には鋼板１８は溶接されていない。
また、管柱１４の長手方向両端部には、梁（図示せず）と接続するためのフランジ（鋼板：２００ｍｍ×１００ｍｍ×１６ｍｍ）２０が溶接されている。
ラチス１６は、両側の管柱１４に対しては、鋼板１８に溶接されており、中央の管柱１４に対しては、側面に直接溶接されている。

本実施形態では、ラチス１６の直線部１６Ａと傾斜部１６Ｂとの接続部分が、所謂降伏ヒンジ２２とされている。
降伏ヒンジ２２は粘り強い構造とし、かつ曲げ変形等でエネルギーを吸収させる構造とすることが、後述する歪みゲージ２６による歪みの測定上好ましい形態となる。

ここで、本実施形態の建物１０には、複数の耐力壁１２が設けられているが、新築設計時にコンピュータを用いて地震時に建物１０がどのように変形するかを事前に調べるために建物１０のコンピュータシミュレーションが行われ、設計時において、複数の中から地震時に最も崩壊し易い耐力壁１２（本発明の基準耐震要素）が選択されている。
なお、ここでの崩壊とは、耐力壁としての機能が失われる程度に損傷（変形）していることを意味する。

さらに、設計時には、地震時に最も崩壊し易い耐力壁１２の中で最も変形しやすい降伏ヒンジ２２（一例として、図１の矢印Ａで示す部分の降伏ヒンジ２２）が選択され、該降伏ヒンジ２２に後述する診断装置２４の歪みゲージ２６（図３では図示せず。図６参照。）が取り付けられている。歪みゲージ２６によって、降伏ヒンジ２２の歪みが計測可能となっている。

次に、図６にしたがって診断装置２４を説明する。
診断装置２４は、歪みゲージ２６、ストレインアンプ２８、及びパーソナルコンピュータ（ＰＣ）３０等を含んで構成されている。

ＰＣ３０は、ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６、及び入出力ポート３８を備えている。これらがアドレスバス、データバス、及び制御バス等のバス４０を介して互いに接続されている。入出力ポート３８には、各種の入出力機器として、ディスプレイ４２、ハードディスク（ＨＤ）４４、及び各種ディスク４５からの情報の読み出しを行うディスクドライブ４６等が各々接続されている。なお、入出力ポート３８には、マウス４７、キーボード４９等も接続可能である。

入出力ポート３８には、ストレインアンプ２８を介して歪みゲージ２６が接続されており、また、警告を行うための警告装置４８が接続されている。

ディスプレイ４２は、地震発生の日時、測定日時、どの耐力壁１２の降伏ヒンジ２２がどのような状態となっているか等の各種情報を、グラフィック（画像、図形）、数字、記号、文字等を用いて表示することが出来る。ディスプレイ４２は、建物１０の中に少なくとも１つは必要であり、複数の部屋、または部屋毎に設置しても良い。

また、警告装置４８は、本実施形態では赤色の光を発する警告ランプを用いているが、サイレン、スピーカー、ブザー等の音を発するものを更に加えても良い。

診断装置２４は、歪みゲージ２６の取り付けられている耐力壁１２を識別するための識別情報、歪みゲージ２６の取り付けられている降伏ヒンジ２２を識別するための情報、歪みゲージ２６で計測した歪みの大きさ等の各種情報を関連付けて記憶することができる。
また、診断装置２４には、耐力壁１２の単価、修繕に必要な日数等の各種情報も合わせて記憶することができる。

さらに、本実施形態の診断装置２４には、降伏ヒンジ２２が歪んでいない（変形していない）、または歪んでいても弾性限度内にあることが分かる歪み量の値、即ち、弾性限度としての歪み量の上限値が予め記憶されており、本実施形態では、予め設定しておいた該上限値と、実際に降伏ヒンジ２２の歪みを計測した際の歪みの値とを比較し、計測した歪みの値が予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値以下の場合には降伏ヒンジ２２が歪んでいない、または歪んでいても歪みは小さく、ラチス１６の降伏ヒンジ２２が弾性限度内にあると判断し、計測した歪みの値が予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値を超えた場合には塑性変形していると判断する。

次に、建物１０の設計段階から、完成後の診断までの流れを説明する。
（１） 設計段階で、上下階の耐力壁１２のバランスを考慮し、万が一、大地震等で建物１０が崩壊する場合の崩壊する階を決める。本実施形態では、耐力壁１２の数を、２階を１階よりも多く設定し、１階が先に崩壊するように決めている（なお、場合によっては、耐力壁１２の数を、２階と１階とで同数とする、１階を２階よりも多く設定し、２階が先に崩壊するように設定しても良い。）。

（２） その際、建物１０の中で最初に崩壊する部分が耐力壁１２に限定できるように、接合部等、耐力壁１２そのもの以外の部分を耐力壁１２に対して十分に強く構成する。

（３） コンピュータシミュレーションにより、建物１０の重心Ｇの位置、及び剛心Ｈの位置に基いて（図２参照。なお、耐力壁１２の配置は一例であり、これに限定されない。）、地震時に建物１０の中で最初に崩壊する耐力壁１２を予測し、これを基準耐震要素として特定する。
本実施形態では、地震を受けた際に１階が先に崩壊するように決めているので、最初に崩壊する耐力壁１２を１階の中から特定して診断装置２４に記憶する。

（４） 耐力壁１２は、崩壊する部分を局部的に限定できるように、降伏ヒンジ２２を持った構造とする。なお、面材を用いた耐力壁では、崩壊する部分を局部的に限定することが困難である。

（５） 耐力壁１２の中で、最初に崩壊する（塑性変形する）降伏ヒンジ２２を選択し、選択した降伏ヒンジ２２に歪みゲージ２６を貼り付ける。歪みゲージ２６をストレインアンプ２８を介して診断装置２４に接続し、歪みゲージ２６と耐力壁１２とを対応させて診断装置２４に記憶させる。
また、診断装置２４には、降伏ヒンジ２２の弾性限度に対応した歪みの値（上限値）を予め記憶させておく。降伏ヒンジ２２の歪みと弾性限度の関係は、予め実験により求めておく。

（６） 次に、診断装置２４の作用を説明する。
建物１０は、診断装置２４によって降伏ヒンジ２２の歪みが常時監視されている。
地震により建物１０が揺れると、降伏ヒンジ２２の歪み量が変動するので、予め設定した時間内（例えば、数秒）に、歪みが予め設定した変動幅（値）以上に変動した事を診断装置２４が判断すると、診断装置２４は、地震が生じていると判断する。
なお、診断装置２４に接続した加速度計を建物１０に取り付け、建物１０の加速度が予め設定した歪みの値を超えた際に、地震であると判断することもできる。地震が発生したことを判断した診断装置２４は、地震発生日時等を記憶することができる。

地震後、診断装置２４は、各降伏ヒンジ２２の歪みの値と、予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値との比較を行い、例えば、以下のａ，ｂ，ｃのような判断を行う。

ａ．「計測した歪みの値＜予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値」となる場合には、降伏ヒンジ２２が弾性限度内にある（塑性変形していない）と判断する。

ｂ．「計測した歪みの値≧予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値」かつ「計測した歪みの値−予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値≦予め設定した歪みの値」の時は、降伏ヒンジ２２は、変形はしているものの、塑性変形量は小さく、耐震改修する必要は無いと判断する。

ｃ．「計測した歪みの値≧予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値、かつ「計測した歪みの値−予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値＞予め設定した歪みの値」の時は、降伏ヒンジ２２は大きく塑性変形しており、耐震改修する必要が有ると判断する。

ここで、診断装置２４により、上記３つの判断の何れかが下され、例えばａの場合はディスプレイ４２に「改修は不要です（安全です）」と表示し、ｂの場合は「改修は不要です（変形していますが安全です）」、ｃの場合は「改修が必要です（費用は○○です。修繕日数は○○です）」と表示することができる。
歪み量と安全性の関係は、事前に耐力壁１２の架構実験などにより評価しておく。
なお、ディスプレイ４２には、これら以外のメッセージを表示しても良い。

また、ｃの場合、大地震後の余震によって建物１０が耐えられない場合も想定されるので、緊急事態であることを知らしめる様に警告装置４８にて警告（例えば、赤色の光の点滅）を発し、建物１０の中にいる居住者等に対し、建物１０からの緊急の避難を促すこともできる。なお、ディスプレイ４２に「建物から退避してください」等の表示をしても良い。

このように、地震を受けることで耐震性能が最も低下する耐力壁１２の状態を診断装置２４で常時監視しているので、地震を受けることで耐震性能が最も低下する耐力壁１２に問題が無ければ、その他の耐力壁１２は診断せずとも全て問題ないと判断できる。
したがって、壁紙等の表面材を剥がして全ての耐力壁を診断して建物の耐震性能を診断する場合に比較して診断箇所は大幅に少なくなり、建物の診断は極めて容易になる。

また、このように診断装置２４で常時監視することで、建物１０の劣化（経時変化）を診断することもできる。
なお、各降伏ヒンジ２２の歪みの値と、予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値との比較は、地震を感知した後には即座に実行する必要があるが、通常時においては、所定の間隔（例えば、数時間毎、数日毎等）で実行しても良い。

本実施形態では、２階の耐力壁１２の数を１階の耐力壁１２の数よりも多く設定しているので、２階の耐力壁１２の足元（２階の床）の変形による影響等の診断上問題となる不確定要素を減らすことができる。

なお、本実施形態の診断装置２４は、インターネット回線等の通信手段に接続することもできる。例えば、降伏ヒンジ２２が塑性変形した場合等、建築業者に修理を促すように、診断結果をインターネット回線等の通信回線５０を介して建築業者のコンピュータ５２に送信しても良い（図６参照）。これにより、建築業者では、建物１０の地震による被害状況を迅速かつ確実に得ることができ、資材や人員の確保に迅速に対応することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符合を付し、その説明は省略する。
本実施形態の建物１０では、第１の実施形態と同様に設計時にコンピュータを用いて地震時のシミュレーションが行われるが、その際、複数の耐力壁１２の中で、地震時に崩壊し易い順番が付けられ、最も早く崩壊する１番目の耐力壁１２から崩壊する順番に上位何番目かまでの耐力壁１２を予測し、基準耐力要素として特定され記憶される。なお、特定された耐力壁１２について、耐力壁内の最も破壊しやすい降伏ヒンジ２２に対して歪みゲージ２６が取り付けられる。
したがって、診断装置２４には、図７に示すように複数の歪みゲージ２６が接続されることになる。

次に、本実施形態の建物１０の設計段階から、完成後の診断までを説明する。
（１） 上下階の耐震要素（耐力壁１２）のバランスを考慮し、建物１０が崩壊する階を決める。本実施形態では、耐力壁１２の数を、２階を１階よりも多く設定する（なお、場合によっては、耐力壁１２の数を、２階と１階とで同数とする、１階を２階よりも多く設定しても良い。）。

（２） 建物１０において、地震で崩壊する（塑性変形する）部分を、耐力壁１２に限定できるように、接合部等を耐力壁１２に対して十分に強く構成する。

（３） コンピュータシミュレーションにより、建物１０の重心Ｇの位置、及び剛心Ｈの位置に基いて、地震時に、建物１０の中で、複数の耐力壁１２に対して崩壊し易い順番を付け、予め設定した上位何個かの耐力壁１２を診断装置２４に記憶する。

（４） 耐力壁１２は、崩壊する部分を局部的に限定できるように、降伏ヒンジ２２を持ったものとする。

（５） 前記（３）にて特定した耐力壁１２の中で、最初に壊れる（塑性変形する）降伏ヒンジ２２に歪みゲージ２６を貼り付け、各歪みゲージ２６を診断装置２４に接続する。そして、歪みゲージ２６と耐力壁１２とを対応させて診断装置２４に記憶させる。
また、診断装置２４には、降伏ヒンジ２２の弾性限度に対応した歪みの値、即ち上限値を記憶させておく。

（６） 次に、地震が起きた際の診断装置２４の作用を説明する。
先ず、第１の実施形態と同様に診断装置２４によって、降伏ヒンジ２２の歪みの値を常時監視させ、地震後においては、各降伏ヒンジ２２の歪みの値と、予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値との比較を行い、降伏ヒンジ２２が弾性変形しているか、塑性変形しているかの判断を予め記憶しておいた複数の耐力壁１２に対して行う。

診断装置２４により上記の判断が耐力壁毎にされ、例えば、塑性変形している耐力壁１２がある場合には、何れの耐力壁１２が塑性変形しているかがディスプレイ４２を見て分かるように、ディスプレイ４２に耐力壁１２の番号、位置情報等と共に診断結果を表示する。表示内容としては、例えば「１番から○番までの耐力壁は改修必要」、「○番の耐力壁は改修必要」等を上げることができるが、これら以外のメッセージを表示しても良い。

また、崩壊した耐力壁１２が複数の場合には、大地震後の余震によって建物１０が耐えられない場合も想定されるので、予め設定した崩壊個数の上限値を超える数の耐力壁１２が崩壊したと判断された場合には、緊急事態であることを知らしめる様に警告装置４８にて警告を発し、建物１０の中にいる居住者等に対し、建物１０からの緊急の避難を促すこともできる。

［その他の実施形態］
上記実施形態では、耐震要素の一例として耐力壁を説明したが、耐震要素は、降伏ヒンジ等の、地震時に崩壊（塑性変形）する箇所が特定できる部位が備えられていれば耐力壁以外の従来周知の構成のものであっても良い。

上記実施形態では、耐力壁１２の中で地震時に崩壊する箇所が特定できるように、耐力壁１２の内部に降伏ヒンジ２２を設ける構成としたが、地震時に崩壊する箇所が特定できれば、必ずしも降伏ヒンジ２２は必要なく、降伏ヒンジ２２に代えて他の構成を採用しても良い。
例えば、耐震要素を構成している部材の一部を細くしたり、薄くする等して該部材の一部の剛性を低く設定し、剛性を低くした部分を塑性変形し易いように構成しても良い。

なお、上記実施形態では、警告する際、警告装置４８で赤色の光を点滅させたが、塑性変形の大きさに応じて光の色を変えても良い。例えば、大地震後の余震に建物１０が耐えられない場合には赤色の光を点滅させ、かつサイレンで警戒状況を発信して、すぐに部屋からの避難を促し、大地震後の余震に建物１０が耐えられるようであれば、黄色の光を点滅させる等、耐力壁（耐震要素）１２の状態に応じて警告レベルを複数に設定しても良い。

また、地震により停電も予想されるので、診断装置２４にバックアップ用の電源（バッテリー等）を設けても良い。

上記実施形態では、耐力壁１２の診断（歪みの測定）に、塑性変形測定装置としての歪みゲージ２６を用いたが、歪み（変形）が測定できるものであれば歪みゲージ２６以外のセンサーを用いても良い。

また、上記実施形態では、耐力壁１２の歪みのみを計測していたが、診断装置２４の機能を利用して、耐力壁１２以外の部分の歪みを計測することもできる。例えば、図８に示すように、非耐力壁５４に歪みゲージ２６を取り付け、非耐力壁５４の歪みも同時に計測しても良い。これにより、耐力壁１２のみならず、非耐力壁５４の変形（損傷）の程度も把握することができる。
なお、歪みゲージ２６は、柱、梁等の他の構成部材に取り付け、柱、梁等の他の構成部材の歪みを計測しても良く、これら構成部材の歪みを計測したデータを建築業者のコンピュータ５２に送信しても良い。

上記第１の実施形態では、１階の耐力壁１２の矢印Ａで示す部分に歪みゲージ２６を取り付けられ、歪みゲージ２６の取り付けられた耐力壁１２が基準耐震要素とされていたが、基準耐震要素としての耐力壁１２は１階に設定することに限定されず、建物１０が２階建以上の場合、２階以上の何れかの階に設定されていれば良い。
例えば、図１に示すような２階建の場合、地震時に最も崩壊し易い耐力壁１２（基準耐震要素）を２階のものとなるように建物１０の設計を行い、地震時に最も崩壊し易い２階の耐力壁１２（矢印Ｂ部分）に歪みゲージ２６を取り付けるようにしても良い。

耐力壁の位置を示す第１の実施形態に係る建物の正面図である。 耐力壁の位置、重心の位置、及び剛心に位置を示す建物の概略を示す平面図である。 耐力壁の正面図である。 図３に示す耐力壁の４−４線断面図である。 図３に示す耐力壁の５−５線断面図である。 第１の実施形態に係る診断装置の概略構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る診断装置の概略構成を示すブロック図である。 その他の実施形態に係る建物の概略構成を示す正面図である。

１０ 建物
１２ 耐力壁（耐震要素）
２２ 降伏ヒンジ
２４ 診断装置
２６ 歪みゲージ（塑性変形測定装置）
４２ ディスプレイ
４８ 警告装置
Ｇ 重心
Ｈ 剛心

Claims (9)

1. 複数の耐震要素を備えた建物であって、
   複数の耐震要素の内で地震時に最も崩壊し易い耐震要素が診断の基準となる基準耐震要素とされ、基準となった前記基準耐震要素に前記基準耐震要素の状態を診断可能な診断手段が設けられており、
   前記診断手段による診断結果に基いて、計測した歪みの値≧予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値、かつ計測した前記基準耐震要素の歪みの値−予め記憶した弾性限度に対応した歪みの値＞予め設定した歪みの値であると判断した場合に警告を発する警告手段を有する建物。
2. ２階建て以上に構成され、前記基準耐震要素が少なくとも何れかの階に設けられている、請求項１に記載の建物。
3. 前記基準耐震要素は降伏ヒンジを備え、
   前記診断手段は、前記降伏ヒンジに取り付けられている、請求項１または請求項２に記載の建物。
4. 前記診断手段は、前記基準耐震要素の歪みを計測可能な塑性変形測定装置を備えている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の建物。
5. 前記診断手段による診断結果に基いて、前記基準耐震要素の診断結果を通知する通知手段を有する、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の建物。
6. 前記通知手段は、前記診断手段による診断結果に基いて、前記基準耐震要素の変形が弾性域であるか塑性域であるかを区別して通知する、請求項５に記載の建物。
7. 前記基準耐震要素は複数設けられている請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物。
8. 請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の建物において、前記建物の重心の位置及び剛心の位置少なくとも一方と前記複数の耐震要素の位置との相対的な位置関係に基いて、前記基準耐震要素を選択する、耐震要素選択方法。
9. 請求項７に記載の建物において、前記建物の重心の位置及び剛心の位置少なくとも一方と前記複数の耐震要素の位置との相対的な位置関係に基いて、複数の前記基準耐震要素に対して地震によって崩壊し易い順番を決定する、耐震要素選択方法。

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