JP5838561B2 - 地震被害判定システム、地震被害判定システムを備えた構造物、及び地震被害判定プログラム - Google Patents
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Description
しかしながら、この方法では、被害が発生し得る柱梁接合部など、建物の非常に多くの箇所にセンサーを設置しておく必要があり、コスト増を招く。
ところが、一般に、構造物110の近傍の地盤Gと、地震動が入力される構造物110の下部110aとでは、揺れ方に差がある。そのため、上記特許文献1の方法だと、構造物110の下部110aの振動を直接計測せずにその近傍の地盤Gの振動を計測している分だけ、上記応答計算による応答値の算出精度が悪くなり得て、その結果、被害の判定精度も悪くなる虞があった。
地震の発生直後に該地震による構造物の被害を判定する地震被害判定システムであって、
該地震被害判定システムは、前記構造物に設置され、
前記地震被害判定システムは、
前記構造物の下部に設置された地震計と、
前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルが、予め記録された記録部と、
前記地震計によって計測された地震波を、前記構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算部と、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を表示する表示部と、を有し、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記記録部には、前記構造解析モデルとして、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルと、前記建物の各階層を複数の質点又は複数の要素でモデル化した詳細モデルと、が予め記録されており、
前記応答計算部は、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出し、
算出された前記応答値に対応する前記損傷レベルが所定の閾値レベル以上の場合には、前記応答計算部は、更に前記詳細モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする。
該地震被害判定システムは、前記構造物に設置され、
前記地震被害判定システムは、
前記構造物の最下階のフロア面、地下ピットのフロア面、又は外壁面に一体的に固定され、当該構造物の下部の振動を直に計測可能な地震計と、
前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルが、予め記録された記録部と、
前記地震計によって計測された地震波を、前記構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算部と、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を表示する表示部と、を有し、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記構造解析モデルは、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルであり、
前記応答計算部は、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする。
請求項3に示す発明は、請求項1又は2に記載の地震被害判定システムであって、
前記判定部は、前記判定結果として、前記簡易モデルに基づき算出された前記応答値に対応する前記損傷レベルを、前記表示部に表示することを特徴とする。
上記請求項3に示す発明によれば、簡易モデルに基づく損傷レベルを表示部に表示するので、建物の使用者や所有者などの現地の非専門家は、地震直後に、建物の損傷レベルを知ることができる。よって、これを、避難などの即時対応すべきことへの判断材料として有効に利用することができる。
前記地震計は、前記構造物の下部のみに設置されることを特徴とする。
上記請求項4に示す発明によれば、応答計算に供する地震波計測用の地震計は、構造物の下部のみに設置されるので、地震計等のセンサー数を少なくできて、コスト低減を図れる。
上記請求項5に示す発明によれば、前述の請求項1乃至4と同様の作用効果を奏する地震被害判定システムを備えた構造物を提供可能となる。
前記構造物の下部に設置された地震計により計測された地震波を、前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算ステップと、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定部の判定結果を表示する表示ステップと、を前記コンピュータに実行させるプログラムであり、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記構造解析モデルとして、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルと、前記建物の各階層を複数の質点又は複数の要素でモデル化した詳細モデルと、が予め用意されており、
前記応答計算ステップでは、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出し、
算出された前記応答値に対応する前記損傷レベルが所定の閾値レベル以上の場合には、前記応答計算ステップでは、更に前記詳細モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする。
上記請求項6に示す発明によれば、前述の請求項1と同様の作用効果を奏することができる。
また、請求項7に示す発明は、構造物に設置されたコンピュータに、地震の発生直後に、該地震による前記構造物の被害を判定するように動作させるプログラムであって、
前記構造物の最下階のフロア面、地下ピットのフロア面、又は外壁面に一体的に固定され、当該構造物の下部の振動を直に計測可能な地震計により計測された地震波を、前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算ステップと、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定部の判定結果を表示する表示ステップと、を前記コンピュータに実行させるプログラムであり、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記構造解析モデルとして、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルが予め用意されており、
前記応答計算ステップでは、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする。
図1は、本実施形態の地震被害判定システム20の説明図である。
地震被害判定システム20は、判定対象の建物10(構造物に相当)の下部10aに設置される地震計22と、地震計22と通信可能に接続されたコンピュータ30と、を有する。そして、地震直後に、コンピュータ30は、当該地震時に地震計22が計測した地震波の計測データを、この建物10用の構造解析モデルに入力して応答計算を実行し、当該応答計算により算出された応答値に基づいて建物10の損傷レベルを判定して表示する。
先ずコンピュータ30には、予め、判定対象の建物10を模擬した構造解析モデルが格納されている。この例では、図2に示すように、建物10の各階層を一つの質点に集約して置き換えたモデルが格納されており、これら各質点が、構造解析モデルの各構成要素をなしている。
簡易モデルの一例としては、建物10の各階層をそれぞれ1つの質点に集約して各構成要素としたものが挙げられる。この場合、各質点の重量は、建物10の床を中心とした1層分を一つの質点に集約して算出される。すなわち、その階層のすべての梁、床スラブの重量、及びその階層の上下に位置する柱の重量の半分、さらに床積載荷重を合算したものとなる。
すなわち、ここで言う簡易モデルとは、建物10の階層の数以下の質点から構成され、各質点が1ないし2程度の自由度を有するようなモデルを指す。
詳細モデルの一例としては、図6Aに示すように、建物10の柱と梁との各接合部(柱梁接合部)を中心とした部分を1つの質点に集約して各構成要素としたもの(3次元質点モデル)が挙げられる。この場合、各質点の重量は、隣接する質点との間にある全ての梁、床スラブ、及び柱の各重量のそれぞれ半分、更に当該床面にかかる床積載荷重を合算して算出される。
また、これと同時並行して、地震計22は、前述のコンピュータ30に地震が発生したことを示す通知データを送信する。これにより、図7のステップS10において地震発生の検知待ち状態のコンピュータ30のCPU32は、地震の発生を検知する。
なお、かかるステップS20〜ステップS70の処理は、おおまかに二つに区分される。すなわち、建物10の地震被害を即時に判定する「即時判定処理」と、時間をかけて同被害を詳細に評価する「詳細評価処理」とに区分される。なお、詳細には後述するが、後者の詳細評価処理の実施/非実施は、即時判定処理の判定結果に応じて決まり(S50)、つまり実施しない場合もある。以下、詳説する。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、かかる実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で以下に示すような変形が可能である。
20 地震被害判定システム、22 地震計、24 データ記録装置、
30 コンピュータ、32 CPU(演算処理部)、34 モニタ(表示部)、
36 ハードディスク装置(記録部)、38 キーボードやマウス(入力操作部)、
39 通信インターフェース、
40 通信ネットワーク、50 通信端末、
G 地盤
Claims (7)
- 地震の発生直後に該地震による構造物の被害を判定する地震被害判定システムであって、
該地震被害判定システムは、前記構造物に設置され、
前記地震被害判定システムは、
前記構造物の下部に設置された地震計と、
前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルが、予め記録された記録部と、
前記地震計によって計測された地震波を、前記構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算部と、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を表示する表示部と、を有し、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記記録部には、前記構造解析モデルとして、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルと、前記建物の各階層を複数の質点又は複数の要素でモデル化した詳細モデルと、が予め記録されており、
前記応答計算部は、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出し、
算出された前記応答値に対応する前記損傷レベルが所定の閾値レベル以上の場合には、前記応答計算部は、更に前記詳細モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする地震被害判定システム。 - 地震の発生直後に該地震による構造物の被害を判定する地震被害判定システムであって、
該地震被害判定システムは、前記構造物に設置され、
前記地震被害判定システムは、
前記構造物の最下階のフロア面、地下ピットのフロア面、又は外壁面に一体的に固定され、当該構造物の下部の振動を直に計測可能な地震計と、
前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルが、予め記録された記録部と、
前記地震計によって計測された地震波を、前記構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算部と、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定部と、
前記判定部の判定結果を表示する表示部と、を有し、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記構造解析モデルは、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルであり、
前記応答計算部は、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする地震被害判定システム。 - 請求項1又は2に記載の地震被害判定システムであって、
前記判定部は、前記判定結果として、前記簡易モデルに基づき算出された前記応答値に対応する前記損傷レベルを、前記表示部に表示することを特徴とする地震被害判定システム。 - 請求項1乃至3の何れかに記載の地震被害判定システムであって、
前記地震計は、前記構造物の下部のみに設置されることを特徴とする地震被害判定システム。 - 請求項1乃至4の何れかに記載の地震被害判定システムを備えた構造物。
- 構造物に設置されたコンピュータに、地震の発生直後に、該地震による前記構造物の被害を判定するように動作させるプログラムであって、
前記構造物の下部に設置された地震計により計測された地震波を、前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算ステップと、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定部の判定結果を表示する表示ステップと、を前記コンピュータに実行させるプログラムであり、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記構造解析モデルとして、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルと、前記建物の各階層を複数の質点又は複数の要素でモデル化した詳細モデルと、が予め用意されており、
前記応答計算ステップでは、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出し、
算出された前記応答値に対応する前記損傷レベルが所定の閾値レベル以上の場合には、前記応答計算ステップでは、更に前記詳細モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする地震被害判定プログラム。 - 構造物に設置されたコンピュータに、地震の発生直後に、該地震による前記構造物の被害を判定するように動作させるプログラムであって、
前記構造物の最下階のフロア面、地下ピットのフロア面、又は外壁面に一体的に固定され、当該構造物の下部の振動を直に計測可能な地震計により計測された地震波を、前記構造物の各部分に対応した構成要素を備えた構造解析モデルにおける前記構造体の下部に相当する位置に入力して応答計算を行うことにより、前記地震波に対する前記構造解析モデルの前記構成要素の応答値を算出する応答計算ステップと、
前記構成要素に対応する前記構造物の前記部分の損傷レベルを、前記応答値に基づいて判定する判定ステップと、
前記判定部の判定結果を表示する表示ステップと、を前記コンピュータに実行させるプログラムであり、
前記構造物は、複数の階層を有した建物であり、
前記構造解析モデルとして、前記建物を前記階層の数以下の数の質点でモデル化した簡易モデルが予め用意されており、
前記応答計算ステップでは、前記簡易モデルに基づいて前記構成要素の応答値を算出することを特徴とする地震被害判定プログラム。
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