JP6235376B2 - 建物の損傷評価システム及び損傷評価方法 - Google Patents
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Description
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態の建物の損傷評価システム(以下、単に「損傷評価システム」という。)や、これを用いた損傷評価方法について、図1−図4に基づいて説明する。
REmax−UL−KS関係は、各要素の最大経験変形角REmaxと振動レベルULと残存剛性KSの関係である。最大経験変形角REmaxは、各要素に生じた最大の水平変形角である。振動レベルULは、最大経験変形角REmaxを経験した後に当該要素に生じる水平変形角である。残存剛性KSは、振動レベルULだけ変形したときの当該要素の水平割線剛性である。
(逆解析手段)
逆解析手段107は、結果から原因を解析する逆解析(システム同定)の手法を用いて、加速度情報と設計情報に基づいて、建物200の各層201,202の水平剛性を同定し、更に、建物200の各次振動数、振動モード形及び減衰定数を同定する手段である。
(層剛性推定手段)
層剛性推定手段108は、設計情報記憶手段104と要素情報記憶手段105に記憶している情報に基づいて、各層201,202での最大経験変形角REmaxと振動レベルULと層剛性ΣKSの関係であるREmax−UL−ΣKS関係を定義する
具体的には、設計情報記憶手段104に記憶している情報、即ち各層201,202に配置された構造要素、非構造要素の種類及び数の情報と、要素情報記憶手段105に記憶している情報、即ち各要素のREmax−UL−KS関係の情報とに基づいて、各層201,202の構造要素と非構造要素の残存剛性KSの総和である層剛性ΣKSを算出し、各層201,202での最大経験変形角REmaxと振動レベルULと層剛性ΣKSの関係であるREmax−UL−ΣKS関係を定義する
(振動レベル推定手段)
振動レベル推定手段109は、建物200の各層201,202で計測される加速度情報に基づいて、各層201,202の振動レベルULを推定する手段である。
(最大変形角推定手段)
最大変形角推定手段110は、建物200の各層201,202について、振動レベル推定手段109で推定した振動レベルULと、逆解析手段107で同定した同定剛性と、層剛性推定手段108で定義したREmax−UL−ΣKS関係とに基づいて、最大経験変形角REmaxを推定する。
(損傷評価手段)
損傷評価手段111は、最大変形角推定手段110で推定した各層201,202の最大経験変形角REmaxと、要素情報記憶手段105に記憶しているREmax−損傷関係とに基づいて、建物200全体の損傷状況を評価する。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態の損傷評価システムや、これを用いた損傷評価方法について、図5に基づいて説明する。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態の損傷評価システムや、これを用いた損傷評価方法について、図6に基づいて説明する。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態の損傷評価システムや、これを用いた損傷評価方法について、図7に基づいて説明する。
101 振動計
104 設計情報記憶手段
105 要素情報記憶手段
106 計測値記憶手段
107 逆解析手段
108 層剛性推定手段
109 振動レベル推定手段
110 最大変形角推定手段
111 損傷評価手段
120 初期補正手段
130 経年補正手段
140 補正情報記憶手段
200 建物
201 第一層
202 第二層
203 第三層
211 基礎上面又は一階床構面
212 二階床構面
213 屋根構面
Claims (14)
- 外乱に対する建物の加速度情報を計測する振動計と、
建物の各層の構造要素、非構造要素の情報と、各階の質量の情報を記憶する設計情報記憶手段と、
構造要素と非構造要素について、最大経験変形角REmaxとこれを経験した後の振動レベルULと残存剛性KSの関係であるREmax−UL−KS関係を、それぞれ記憶する要素情報記憶手段と、
振動計で計測した加速度情報と設計情報記憶手段に記憶した情報に基づいて逆解析を行い、各層の同定剛性を同定する逆解析手段と、
設計情報記憶手段と要素情報記憶手段に記憶した情報に基づいて、構造要素と非構造要素の残存剛性KSの総和である層剛性ΣKSを算出し、各層での最大経験変形角REmaxと振動レベルULと層剛性ΣKSの関係であるREmax−UL−ΣKS関係を定義する層剛性推定手段と、
建物の各層について、振動計で計測した加速度情報から推定される振動レベルULと、逆解析手段で同定した同定剛性と、層剛性推定手段で定義したREmax−UL−ΣKS関係とに基づき、同定剛性を層剛性ΣKSとして入力することで、最大経験変形角REmaxを推定する最大経験変形角推定手段と、
最大経験変形角推定手段で推定した各層の最大経験変形角REmaxに基づいて建物全体の損傷状況を評価する損傷評価手段と、を具備することを特徴とする建物の損傷評価システム。 - 要素情報記憶手段は、REmax−UL−KS関係に加えて、最大経験変形角REmaxと損傷状況の関係であるREmax−損傷関係を記憶し、
損傷評価手段は、最大経験変形角推定手段で推定した各層の最大経験変形角REmaxと、要素情報記憶手段に記憶したREmax−損傷関係とに基づいて、建物全体の損傷状況を評価することを特徴とする請求項1に記載の建物の損傷評価システム。 - 振動計で計測した加速度情報から振動レベルULを推定する振動レベル推定手段を、更に具備し、
逆解析手段は、各層の同定剛性に加えて、建物の動的特性を同定し、
振動レベル推定手段は、逆解析手段で同定した各層の同定剛性と、建物の動的特性に含まれる減衰係数と、設計情報記憶手段に記憶した各階の質量の情報とに基づいて、建物の線形振動モデルを構築し、振動計で計測した加速度情報を入力することで、振動レベルULを定義することを特徴とする請求項1又は2に記載の建物の損傷評価システム。 - 建物の建築初期において、残存剛性KSに初期補正係数を乗じることでREmax−UL−KS関係を再設定する初期補正手段を、更に具備することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の建物の損傷評価システム。
- 複数の建物で用いた初期補正係数を記憶する補正情報記憶手段を、更に具備し、
補正情報記憶手段には、類似する建物同士を同一のグループに分類し、グループごとに初期補正係数を整理して記憶することを特徴とする請求項4に記載の建物の損傷評価システム。 - 建物の経年期において、建物の剛性が低下した場合に、残存剛性KSに経年補正係数を乗じ、REmax−UL−KS関係を再設定する経年補正手段を、更に具備することを特
徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の建物の損傷評価システム。 - 複数の建物で用いた経年補正係数を記憶する補正情報記憶手段を、更に具備し、
補正情報記憶手段には、類似する建物同士を同一のグループに分類し、グループごとに経年補正係数を整理して記憶することを特徴とする請求項6に記載の建物の損傷評価システム。 - 建物の各層の構造要素、非構造要素の情報と、各階の質量の情報を含む設計情報と、最大経験変形角REmaxとこれを経験した後の振動レベルULと残存剛性KSの関係であるREmax−UL−KS関係とを、それぞれ記憶しておき、
建物で計測した加速度情報と設計情報に基づいて逆解析を行うことで、各層の同定剛性を同定し、
設計情報とREmax−UL−KS関係とに基づいて、構造要素と非構造要素の残存剛性KSの総和である層剛性ΣKSを算出し、各層での最大経験変形角REmaxと振動レベルULと層剛性ΣKSの関係であるREmax−UL−ΣKS関係を定義し、
建物の各層について、計測した加速度情報から定義される振動レベルULと、逆解析で同定した同定剛性と、定義したREmax−UL−ΣKS関係とに基づき、同定剛性を層剛性ΣKSとして入力することで、最大経験変形角REmaxを推定し、
推定した各層の最大経験変形角REmaxに基づいて、建物全体の損傷状況を評価することを特徴とする建物の損傷評価方法。 - 構造要素と非構造要素についての最大経験変形角REmaxと損傷状況の関係であるREmax−損傷関係を、更に記憶しておき、
推定した各層の最大経験変形角REmaxと、記憶しているREmax−損傷関係とに基づいて、建物全体の損傷状況を評価することを特徴とする請求項8に記載の建物の損傷評価方法。 - 逆解析によって、各層の同定剛性に加えて、建物の動的特性を同定し、
振動レベルULの定義は、逆解析で同定した各層の同定剛性と、建物の動的特性に含まれる減衰係数と、記憶した各階の質量の情報とに基づいて、建物の線形振動モデルを構築し、計測した加速度情報を入力することで行なうことを特徴とする請求項8又は9に記載の建物の損傷評価方法。 - 建物の建築初期において、残存剛性KSに初期補正係数を乗じることでREmax−UL−KS関係を再設定することを特徴とする請求項8〜10のいずれか一項に記載の建物の損傷評価方法。
- 類似する建物同士を同一のグループに分類し、グループごとに初期補正係数を整理してデーターベースに記憶させることを特徴とする請求項11に記載の建物の損傷評価方法。
- 建物の経年期において、建物の剛性が低下した場合に、残存剛性KSに経年補正係数を乗じ、REmax−UL−KS関係を再設定することを特徴とする請求項8〜12のいずれか一項に記載の建物の損傷評価方法。
- 類似する建物同士を同一のグループに分類し、グループごとに経年補正係数を整理してデーターベースに記憶させることを特徴とする請求項13に記載の建物の損傷評価方法。
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