JP6509094B2 - Damage assessment device - Google Patents

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本発明は、損傷評価装置に係り、より詳しくは、建物を構成する部材の損傷度を評価する損傷評価装置に関する。   The present invention relates to a damage evaluation device, and more particularly to a damage evaluation device for evaluating the degree of damage of members constituting a building.

従来における建物の損傷評価の手法としては、一般的に層間変形角を評価指標として取り扱うものが多く、実建物のモニタリングから算出した応答加速度から各層の層間変形を推定し、判定を行う手法が提案されている(例えば特許文献1参照)。   As a conventional method for damage assessment of buildings, there are many that generally treats the interlayer deformation angle as an assessment index, and a method is proposed for estimating and determining the interlayer deformation of each layer from the response acceleration calculated from the real building monitoring. (See, for example, Patent Document 1).

また、建物全体における1又は複数箇所で外乱に対する建物の変位情報をそれぞれ計測し、計測した変位情報を入力として、建物を構成する各部材の損傷状況を力学的に表現する構造解析モデルを用いて構造解析を実施し、建物を構成する各部材の損傷の程度を計算する方法も提案されている(例えば特許文献2参照)。特許文献2では、各層の層間変形角を計測し、得られた層間変形角を入力としてフレームモデルの漸増変位載荷解析を実施し、部材が降伏値に達したか否かにより損傷部位を判定している。   Also, using structural analysis models that measure displacement information of the building due to disturbance at one or more locations in the entire building, and use the measured displacement information as input to dynamically represent the damage status of each member that constitutes the building A method of performing structural analysis and calculating the degree of damage to each member constituting a building has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). In Patent Document 2, the interlayer deformation angle of each layer is measured, the incremental displacement load analysis of the frame model is carried out using the obtained interlayer deformation angle as an input, and the damaged portion is determined based on whether or not the member has reached a yield value. ing.

また、非特許文献1では、実験から得られた疲労曲線を用いた超高層鉄骨造建築物の耐震安全性評価方法が提案されている。   Further, Non-Patent Document 1 proposes a seismic safety evaluation method of a super high-rise steel frame building using a fatigue curve obtained from an experiment.

特開2013−254239号公報JP 2013-254239 A 特許第5547029号公報Patent No. 5547029 gazette

長周期地震動対策に対する超高層鉄骨造建築物の耐震安全性に関する検討、建築研究資料No.160 2014.6、独立行政法人 建築研究所、URL:http://www.kenken.go.jp/japanese/contents/publications/data/160/index.htmlStudy on seismic safety of super-high-rise steel-framed building for long-period earthquake motion countermeasures, Architectural research document No. 160 2014.6, Independent administrative agency Architectural research institute, URL: http://www.kenken.go.jp/japanese/contents /publications/data/160/index.html

しかしながら、特許文献1記載の手法では、層間変形角(1/100、1/200)及び層剛性低下率(初期の70%、50%)を損傷判断の項目としており、部材レベルでの損傷評価を行うことはできない。   However, in the method described in Patent Document 1, the interlayer deformation angle (1/100, 1/200) and the layer rigidity reduction rate (70% and 50% of the initial stage) are the items of damage determination, and damage evaluation at the member level Can not do.

また、特許文献2記載の手法では、詳細な検討を行う場合は各層の時刻歴層間変形を入力とした変位載荷解析を行う必要があり煩雑である。また、損傷の程度を評価する指標が降伏値のみで、繰返しの変形を受けた場合の累積(疲労)的な損傷を評価できない。   Further, in the method described in Patent Document 2, when carrying out a detailed study, it is necessary to perform displacement loading analysis with the deformation of the time history interlayer of each layer as an input, which is complicated. In addition, the index that evaluates the degree of damage is only the yield value, and it is not possible to evaluate cumulative (fatigue) damage when subjected to repeated deformation.

また、非特許文献1記載の手法では、部材の塑性率は、層を構成する部材のうち最大となるものを部材塑性率と定義しており、各構成部材に対する検討は行っていない。また、部材の塑性率を推定するために層塑性率を用いるが、層塑性率とは階を構成する部材のうち1つが弾性限に至るときの層間変形を起点としており、複数の層の層間変形角を部材の塑性率の推定に用いていない。さらに、層塑性率から部材の塑性率を推定する際は、或る層間変形角時(具体的には層間変形角1/75時)における層塑性率と部材塑性率の比率を用いて、あらゆる層間変形角に対して適用して部材の塑性率を推定しており、塑性率を過大に評価してしまう場合があり得る。   Further, in the method described in Non-Patent Document 1, the plasticity ratio of members is defined as the member plasticity ratio which is the largest among the members constituting the layer, and no study has been made on each component member. In addition, although the layer plasticity factor is used to estimate the plasticity factor of members, the layer plasticity factor is based on the interlayer deformation when one of the members constituting the floor reaches the elastic limit, and the interlayer of a plurality of layers The deformation angle is not used to estimate the plasticity of the member. Furthermore, when estimating the plasticity of a member from the layer plasticity, any ratio of the layer plasticity to the member plasticity at a certain interlayer deformation angle (specifically, an interlayer deformation angle of 1/75) can be used. It applies to the interlayer deformation angle to estimate the plasticity ratio of the member, which may overestimate the plasticity ratio.

このように、上記従来技術では、部材毎に塑性率等の損傷評価因子を精度良く推定することが困難であるため、部材毎に損傷度を精度良く評価するのが困難である。   As described above, in the above-described conventional technology, it is difficult to accurately estimate the damage evaluation factor such as the plasticity rate for each member, so it is difficult to accurately evaluate the damage degree for each member.

本発明は上記事実を考慮して、部材毎に損傷度を精度良く評価することが可能な損傷評価装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the damage evaluation apparatus which can evaluate the damage degree precisely for every member in consideration of the said fact.

上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、建物を構成する部材毎に予め算出された、前記部材の損傷評価因子と、前記建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角と、の対応関係を表す損傷推定指標を取得する取得手段と、前記建物を変形させるイベントが発生した際の前記建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角の時刻歴と、前記取得手段により取得された前記損傷推定指標と、に基づいて、前記イベントが発生した際の前記損傷評価因子の振幅を前記部材毎に推定する推定手段と、前記推定手段により推定された前記損傷評価因子の振幅と、前記損傷評価因子の振幅と前記部材の破断寿命との対応関係を表す疲労曲線と、に基づいて、損傷度を前記部材毎に算出する算出手段と、を備える。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an evaluation obtained from a damage evaluation factor of the member and an interlayer deformation angle of a plurality of layers of the member, which is previously calculated for each member constituting the building. The time of the evaluation interlayer deformation angle obtained from the acquisition means for acquiring the damage estimation index representing the correspondence relationship between the interlayer deformation angles, and the interlayer deformation angles of the multiple layers of the building when the event of deforming the building occurs Estimation means for estimating the amplitude of the damage evaluation factor when the event occurs based on the history and the damage estimation index acquired by the acquisition means, and estimated by the estimation means And calculation means for calculating the degree of damage for each of the members based on the amplitude of the damage evaluation factor, and the fatigue curve representing the correspondence between the amplitude of the damage evaluation factor and the fracture life of the member. .

この発明によれば、部材毎に損傷度を精度良く評価することができる。   According to the present invention, the damage degree can be accurately evaluated for each member.

請求項2記載の発明は、前記評価層間変形角は、前記複数層の各層毎に設定された重みを用いて前記複数層の層間変形角を重み付け平均することにより求められたものである。   In the invention according to claim 2, the evaluation interlayer deformation angle is obtained by weighted averaging of interlayer deformation angles of the plurality of layers using weights set for each of the plurality of layers.

この発明によれば、評価層間変形角を精度良く求めることができる。   According to the present invention, the evaluation interlayer deformation angle can be determined with high accuracy.

請求項3記載の発明は、前記評価層間変形角は、前記部材が存在する層の層間変形角と、前記部材が存在する層と隣接する層の層間変形角と、を用いて求められたものである。   In the invention according to claim 3, the evaluation interlayer deformation angle is obtained using an interlayer deformation angle of the layer in which the member is present, and an interlayer deformation angle of a layer adjacent to the layer in which the member is present. It is.

この発明によれば、少ない計算量で精度良く評価層間変形角を求めることができる。   According to the present invention, the evaluation interlayer deformation angle can be determined with high accuracy and with a small amount of calculation.

本発明に係る損傷評価プログラムは、コンピュータに、建物を構成する部材毎に予め算出された、前記部材の損傷評価因子と、前記建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角と、の対応関係を表す損傷推定指標を取得する取得ステップと、前記建物を変形させるイベントが発生した際の前記建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角の時刻歴と、前記取得ステップにより取得された前記損傷推定指標と、に基づいて、前記イベントが発生した際の前記損傷評価因子の振幅を前記部材毎に推定する推定ステップと、前記推定ステップにより推定された前記損傷評価因子の振幅と、前記損傷評価因子の振幅と前記部材の破断寿命との対応関係を表す疲労曲線と、に基づいて、損傷度を前記部材毎に算出する算出ステップと、を含む処理を実行させるための損傷評価プログラムである。   The damage evaluation program according to the present invention comprises a computer, the damage evaluation factor of the member calculated in advance for each member constituting the building, and the evaluation interlayer deformation angle obtained from the interlayer deformation angle of the plurality of layers of the building An acquisition step of acquiring a damage estimation index representing a correspondence relationship of the above, and a time history of an evaluation interlayer deformation angle obtained from interlayer deformation angles of a plurality of layers of the building when an event of deforming the building occurs; An estimation step of estimating, for each of the members, an amplitude of the damage evaluation factor when the event occurs based on the damage estimation index acquired in the acquisition step; and the damage evaluation estimated in the estimation step Calculation procedure for calculating the degree of damage for each of the members based on the amplitude of the factor, and the fatigue curve representing the correspondence between the amplitude of the damage evaluation factor and the fracture life of the member A damage evaluation program for executing the processing including a flop, a.

以上説明したように、本発明によれば、部材毎に損傷度を精度良く評価することができる、という効果を有する。   As described above, according to the present invention, it is possible to accurately evaluate the degree of damage for each member.

損傷評価システムのブロック図である。It is a block diagram of a damage evaluation system. 事前処理のフローチャートである。It is a flowchart of pre-processing. 骨組みモデルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a skeleton model. 損傷推定指標について説明するための図である。It is a figure for demonstrating a damage estimation index. 評価層間変形角について説明するための図である。It is a figure for demonstrating an evaluation interlayer deformation angle. 損傷評価処理のフローチャートである。It is a flow chart of damage evaluation processing. 評価層間変形角の時刻歴について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the time history of evaluation interlayer deformation angle. 評価層間変形角の振幅値の抽出について説明するための図である。It is a figure for demonstrating extraction of the amplitude value of an evaluation interlayer deformation angle. 評価層間変形角と塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and a plasticity rate. 評価層間変形角の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of an evaluation interlayer deformation angle. 評価層間変形角と荷重との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and load. 評価層間変形角と塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and a plasticity rate. 評価層間変形角の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of an evaluation interlayer deformation angle. 塑性率の時刻歴を示す図である。It is a figure which shows the time history of a plasticity rate. 評価層間変形角と荷重との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and load. 評価層間変形角と塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and a plasticity rate. 評価層間変形角の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of an evaluation interlayer deformation angle. 塑性率の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of a plasticity rate. 評価層間変形角と荷重との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and load. 評価層間変形角と塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and a plasticity rate. 評価層間変形角の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of an evaluation interlayer deformation angle. 塑性率の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of a plasticity rate. 評価層間変形角と荷重との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and load. 評価層間変形角と塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and a plasticity rate. 評価層間変形角の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of an evaluation interlayer deformation angle. 塑性率の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of a plasticity rate. 評価層間変形角と荷重との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and load. 評価層間変形角と塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and a plasticity rate. 評価層間変形角の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of an evaluation interlayer deformation angle. 塑性率の時刻歴の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the time history of a plasticity rate. 評価層間変形角と荷重との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and load. 評価層間変形角と塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and a plasticity rate. 疲労曲線の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a fatigue curve. 建築モデルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a building model. 建築モデルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a building model. 建築モデルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a building model. 建築モデルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a building model. 建築モデルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a building model. 建築モデルの一例を示す図である。It is a figure showing an example of a building model. 単層の層間変形角と部材の塑性率との対応関係、及び、評価層間変形角と部材の塑性率との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of the interlayer deformation angle of a single layer, and the plasticity of a member, and the correspondence of evaluation interlayer deformation angle and the plasticity of a member. 単層の層間変形角と部材の塑性率との対応関係、及び、評価層間変形角と部材の塑性率との対応関係を、地震応答解析の解析結果から得たもの及び推定結果から得たものを示す図である。Correspondence between the interlayer deformation angle of a single layer and the plasticity rate of the member, and the correspondence relation between the interlayer deformation angle and the plasticity rate of the member, obtained from analysis results of seismic response analysis and obtained from estimation results FIG. 地震応答解析の解析結果と推定結果との比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of the analysis result of an earthquake response analysis, and a presumed result. 単層の層間変形角と部材の塑性率との対応関係、及び、評価層間変形角と部材の塑性率との対応関係を、地震応答解析の解析結果から得たもの及び推定結果から得たものを示す図である。Correspondence between the interlayer deformation angle of a single layer and the plasticity rate of the member, and the correspondence relation between the interlayer deformation angle and the plasticity rate of the member, obtained from analysis results of seismic response analysis and obtained from estimation results FIG. 地震応答解析の解析結果と推定結果との比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of the analysis result of an earthquake response analysis, and a presumed result. 単層の層間変形角と部材の塑性率との対応関係、及び、評価層間変形角と部材の塑性率との対応関係を、地震応答解析の解析結果から得たもの及び推定結果から得たものを示す図である。Correspondence between the interlayer deformation angle of a single layer and the plasticity rate of the member, and the correspondence relation between the interlayer deformation angle and the plasticity rate of the member, obtained from analysis results of seismic response analysis and obtained from estimation results FIG. 地震応答解析の解析結果と推定結果との比較結果を示す図である。It is a figure which shows the comparison result of the analysis result of an earthquake response analysis, and a presumed result.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例について詳細に説明する。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1には、本実施形態に係る損傷評価システム10のブロック図を示した。図1に示すように、損傷評価システム10は、損傷評価装置12、記憶部14、表示部16、評価層間変形角算出部18、及びセンサ部20を含んで構成される。   FIG. 1 shows a block diagram of a damage evaluation system 10 according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the damage evaluation system 10 includes a damage evaluation device 12, a storage unit 14, a display unit 16, an evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18, and a sensor unit 20.

損傷評価装置12は、取得部22、推定部24、及び算出部26を備える。   The damage evaluation device 12 includes an acquisition unit 22, an estimation unit 24, and a calculation unit 26.

取得部22は、建物を構成する部材毎に予め算出された、部材の損傷評価因子と、建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角と、の対応関係を表す損傷推定指標を取得する。   The acquisition unit 22 is a damage estimation index that represents a correspondence relationship between a damage evaluation factor of members calculated in advance for each member constituting a building and an evaluation interlayer deformation angle obtained from interlayer deformation angles of multiple layers of the building. To get

なお、建物を構成する部材としては、例えば柱、梁、及びブレース(鋼材等の履歴ダンパーを含む)等が含まれるが、これに限られるものではない。   In addition, as a member which comprises a building, although a pillar, a beam, and braces (including history dampers, such as steel materials) etc. are included, for example, it is not restricted to this.

また、損傷評価因子は、本実施形態では一例として、部材が柱及び梁の場合は塑性率であり、部材がブレースの場合は軸ひずみである。例えば上記非特許文献1には、柱及び梁に対して塑性率で評価した疲労曲線が示されている。このため、本実施形態では、部材が柱及び梁の場合は、損傷評価因子として塑性率を採用する。また、ブレースの場合は、下記参考文献1に示されるように、軸ひずみで評価した疲労曲線が一般的と考えられる。このため、本実施形態では、部材がブレースの場合は、損傷評価因子として軸ひずみを採用する。   Further, the damage evaluation factor is, for example, the plasticity rate in the case of the column and the beam, and the axial strain in the case of the member being a brace, as an example in the present embodiment. For example, Non-Patent Document 1 shows a fatigue curve evaluated for plasticity of a column and a beam. For this reason, in the present embodiment, when the members are columns and beams, the plasticity factor is adopted as the damage evaluation factor. In the case of braces, fatigue curves evaluated by axial strain are considered to be general, as shown in Reference 1 below. For this reason, in the present embodiment, when the member is a brace, axial strain is adopted as the damage evaluation factor.

従って、損傷推定指標は、部材が柱及び梁の場合は、塑性率と評価層間変形角との対応関係を表した情報であり、部材がブレースの場合は、軸ひずみと評価層間変形角との対応関係を表した情報である。   Therefore, the damage estimation index is information representing the correspondence between the plasticity rate and the evaluation interlayer deformation angle when the member is a column and a beam, and when the member is a brace, the axial strain and the evaluation interlayer deformation angle are It is the information showing correspondence.

(参考文献1)中込忠男等、低降伏点鋼を用いた鋼管補剛平鋼ブレースの疲労特性に関する実験的研究、日本建築学会構造系論文集、第530号、P155-161、2000.4 (Reference 1) Nakagome, T. et al., Experimental study on fatigue characteristics of flat steel brace with low yield point steel, Journal of Architectural Institute of Japan, No. 530, P 155-161, 2000.4

損傷推定指標は、予め算出されて記憶部14に記憶されている。詳細は後述するが、損傷推定指標は、建物の骨組みモデルについて静的弾塑性荷重増分解析(プッシュオーバー解析)を行った結果に基づいて算出される。取得部22は、損傷推定指標を記憶部14から読み出すことにより取得する。なお、外部装置からネットワークを介して損傷推定指標を取得するようにしてもよい。   The damage estimation index is calculated in advance and stored in the storage unit 14. Although details will be described later, the damage estimation index is calculated based on the result of performing static elastic-plastic load incremental analysis (push-over analysis) on a skeleton model of a building. The acquisition unit 22 acquires the damage estimation index by reading it from the storage unit 14. The damage estimation index may be acquired from an external device via a network.

推定部24は、建物を変形させるイベントが発生した際の建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角の時刻歴と、取得部22により取得された損傷推定指標と、に基づいて、イベントが発生した際の損傷評価因子の振幅を部材毎に推定する。   The estimation unit 24 is based on the time history of the evaluation interlayer deformation angle obtained from the interlayer deformation angle of the plurality of layers of the building when the event of deforming the building occurs, and the damage estimation index acquired by the acquisition unit 22. The amplitude of the damage evaluation factor when an event occurs is estimated for each member.

なお、建物を変形させるイベントとは、例えば地震、強風等の建物に揺れ等を発生させる事象をいうが、これらに限られるものではない。   In addition, although the event which deform | transforms a building means the event which produces shaking etc. to a building, such as an earthquake, a strong wind, for example, it is not restricted to these.

また、評価層間変形角の時刻歴は、評価層間変形角算出部18によって算出される。評価層間変形角算出部18には、センサ部20が接続されている。センサ部20は、例えばn階(nは自然数)の建物の階数分の加速度センサ28〜28を備えている。加速度センサ28〜28によって検出された加速度は、評価層間変形角算出部18に各々出力される。 Further, the time history of the evaluation interlayer deformation angle is calculated by the evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18. A sensor unit 20 is connected to the evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18. The sensor unit 20 includes, for example, acceleration sensors 28 1 to 28 n for the number of floors of the n-th floor building (n is a natural number). The accelerations detected by the acceleration sensors 28 1 to 28 n are respectively output to the evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18.

評価層間変形角算出部18は、各階に設けられた加速度センサ28〜28から出力された加速度に基づいて各階の変位を算出し、算出した変位に基づいて評価層間変形角を算出する処理を予め定めた時間間隔で実行することにより、評価層間変形角の時刻歴を求める。評価層間変形角の時刻歴は記憶部14に記憶される。なお、評価層間変形角の算出方法については後述する。 The evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18 calculates the displacement of each floor based on the accelerations output from the acceleration sensors 28 1 to 28 n provided on each floor, and calculates the evaluation interlayer deformation angle based on the calculated displacement. The time history of the evaluation interlayer deformation angle is obtained by executing the above at a predetermined time interval. The time history of the evaluation interlayer deformation angle is stored in the storage unit 14. The method of calculating the evaluation interlayer deformation angle will be described later.

算出部26は、推定部24により推定された損傷評価因子の振幅と、損傷評価因子の振幅と部材の破断寿命との対応関係を表す疲労曲線と、に基づいて、損傷度を部材毎に算出する。また、算出部26は、算出された部材の損傷度が閾値以上であるか否かを判定し、損傷度が閾値を超える部材については表示部16に表示させることによりユーザに警告する。   The calculation unit 26 calculates the degree of damage for each member based on the amplitude of the damage evaluation factor estimated by the estimation unit 24 and the fatigue curve representing the correspondence relationship between the amplitude of the damage evaluation factor and the fracture life of the member. Do. In addition, the calculation unit 26 determines whether or not the calculated damage degree of the member is equal to or more than a threshold, and warns the user by displaying on the display unit 16 the member whose damage degree exceeds the threshold.

損傷評価装置12は、例えばCPU(Central Processing Unit)と、RAM(Random Access Memory)と、後述する損傷評価処理を実行するための損傷評価プログラムを記憶したROM(Read Only Memory)と、を備えたコンピュータを含んで実現される。なお、ROMに代えて不揮発性メモリを用いてもよい。また、損傷評価装置12を構成するコンピュータは、ハードディスクドライブ等の記憶部を備えていてもよい。また、ハードディスクドライブにCPUが実行するプログラムが記憶されていてもよい。CPUがROMやハードディスク等の記憶部に記憶されているプログラムを読み出して実行することにより、上記のハードウェア資源とプログラムとが協働し、コンピュータが損傷評価装置12として機能する。   The damage evaluation device 12 includes, for example, a central processing unit (CPU), a random access memory (RAM), and a read only memory (ROM) storing a damage evaluation program for executing a damage evaluation process described later. It is realized including a computer. A nonvolatile memory may be used instead of the ROM. Moreover, the computer which comprises the damage evaluation apparatus 12 may be provided with memory | storage parts, such as a hard-disk drive. Further, a program executed by the CPU may be stored in the hard disk drive. When the CPU reads and executes a program stored in a storage unit such as a ROM or a hard disk, the above-described hardware resource cooperates with the program, and the computer functions as the damage evaluation device 12.

次に、損傷評価装置12で実行される処理について説明する前に、損傷推定指標を取得するために実行する事前処理について、図2に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図2に示す事前処理は、パーソナルコンピュータ等の汎用のコンピュータを用いて実行される。   Next, before describing the processing executed by the damage evaluation device 12, the pre-processing executed to acquire a damage estimation index will be described with reference to the flowchart shown in FIG. The pre-processing shown in FIG. 2 is executed using a general-purpose computer such as a personal computer.

ステップS100では、骨組みモデルを作成する。骨組みモデルは例えば公知の手法を用いて作成する。骨組みモデルは、解析対象の建物を構成する各部材の断面サイズ、長さ、材料特性(ヤング率等)、重量、各部材の接合条件、各部材の骨組み構造等の情報を含むが、これらに限られるものではない。   In step S100, a skeleton model is created. The skeleton model is created, for example, using a known method. The framework model includes information such as cross-sectional size, length, material characteristics (Young's modulus etc.), weight, joining conditions of each member, framework structure of each member, etc. of each member constituting the building to be analyzed. It is not limited.

図3には、骨組みモデルの一例として、9階建ての建物の骨組みをモデル化した骨組みモデル30を示した。図3に示すように、骨組みモデル30は、複数の柱32、複数の梁34、及び複数のブレース36によって建物の骨組みがモデル化されている。   FIG. 3 shows a skeleton model 30 in which a skeleton of a nine-story building is modeled as an example of the skeleton model. As shown in FIG. 3, in the skeleton model 30, a skeleton of a building is modeled by a plurality of columns 32, a plurality of beams 34, and a plurality of braces 36.

ステップS102では、骨組みモデル30の損傷度を推定する部材を選択する。具体的には、例えばユーザが、ディスプレイに表示された骨組みモデル30を参照しながらマウス等を操作することにより損傷度を推定する部材を選択する。なお、柱及び梁については、損傷度を推定する位置を選択する。例えば図3の例では、柱及び梁について選択された位置を黒丸で示し、選択されたブレースについては太線で示した。   In step S102, a member for estimating the degree of damage of the skeleton model 30 is selected. Specifically, for example, the user selects a member whose degree of damage is to be estimated by operating a mouse or the like while referring to the skeleton model 30 displayed on the display. In addition, about a pillar and a beam, the position which estimates a damage degree is selected. For example, in the example of FIG. 3, the positions selected for the columns and beams are indicated by black circles, and the selected braces are indicated by thick lines.

図3に示すように、例えば1階の柱32−1については、上端32−1A及び下端32−1Bの2つの位置が選択されている。同様に、8階の梁34−8については、左端34−8A及び右端34−8Bの2つの位置が選択されている。なお、柱又は梁を選択した場合、選択した柱又は梁の両端が自動で選択されるようにしてもよい。   As shown in FIG. 3, for example, for the first floor pillar 32-1, two positions, an upper end 32-1 A and a lower end 32-1 B, are selected. Similarly, for the beam 34-8 on the eighth floor, two positions, a left end 34-8A and a right end 34-8B, are selected. When a column or beam is selected, both ends of the selected column or beam may be automatically selected.

ステップS104では、ステップS100で作成した骨組みモデル30に対して、公知の手法である静的弾塑性荷重増分解析、すなわちプッシュオーバー解析を実行する。プッシュオーバー解析は、構造物に対して静的な震度や荷重を漸増載荷して、その載荷荷重(震度)と水平変位の関係等によって構造物全体の耐震特性を解析する手法である。   In step S104, static elastic-plastic load incremental analysis, that is, push over analysis, which is a known method, is performed on the skeleton model 30 created in step S100. Push-over analysis is a method of incrementally loading static seismic intensity and load on a structure, and analyzing the seismic characteristics of the entire structure based on the relationship between the load (the seismic intensity) and the horizontal displacement.

ステップS106では、ステップS104のプッシュオーバー解析の解析結果に基づいて、ステップS102で選択した部材の損傷評価因子と、建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角と、の対応関係を表す損傷推定指標を求める。すなわち、ステップS102で選択された柱及び梁については、塑性率と評価層間変形角との対応関係を表す損傷推定指標を求め、ステップS102で選択されたブレースについては、軸ひずみと評価層間変形角との対応関係を表す損傷推定指標を求める。損傷推定指標は、ステップS102で選択された部材毎に求められる。なお、部材が柱又は梁の場合は、部材の位置毎に損傷推定指標が求められる。   In step S106, based on the analysis result of the pushover analysis in step S104, the correspondence relationship between the damage evaluation factor of the member selected in step S102 and the evaluation interlayer deformation angle obtained from the interlayer deformation angle of the multiple layers of the building. The damage estimation index that represents That is, for the column and beam selected in step S102, a damage estimation index indicating the correspondence between the plasticity rate and the evaluation interlayer deformation angle is determined, and for the brace selected in step S102, the axial strain and the evaluation interlayer deformation angle The damage estimation index showing the correspondence relationship with The damage estimation index is obtained for each of the members selected in step S102. In the case where the member is a column or a beam, a damage estimation index is obtained for each position of the member.

例えば図4に示すように、柱の下端32−1Bについては、塑性率μと評価層間変形角θefとの対応関係を表す損傷推定指標38を求める。また、梁34−8の右端34−8Bについては、塑性率μと評価層間変形角θefとの対応関係を表す損傷推定指標40を求める。また、5階のブレース36−5については、軸ひずみεと評価層間変形角θefとの対応関係を表す損傷推定指標42を求める。 For example, as shown in FIG. 4, for the pillars of the lower end 32-1B, determine the damage estimation index 38 indicating the correspondence relationship between the ductility factor μ and Evaluation story drift theta ef. Also, the right end 34-8B beams 34-8, obtains a damage estimation index 40 indicating the correspondence relationship between the ductility factor μ and Evaluation story drift theta ef. Further, for the fifth-floor brace 36-5, a damage estimation index 42 indicating the correspondence between the axial strain ε and the evaluation interlayer deformation angle θef is determined.

本実施形態では、最終的には公知の疲労曲線を用いて部材の損傷度を評価するが、柱及び梁については、塑性率で評価した疲労曲線が例えば上記非特許文献1に示されているため、柱及び梁の損傷評価因子として塑性率を採用する。これに対して、ブレースについては、上記参考文献1に示されるように、ひずみで評価した疲労曲線が一般的と考えられるため、ブレースの損傷評価因子として軸ひずみを採用する。このように、評価対象とする部材の種類(柱、梁、ブレース等)に応じて損傷評価因子を設定する。   In the present embodiment, although the degree of damage to the member is finally evaluated using a known fatigue curve, the fatigue curve evaluated by the plasticity rate is shown, for example, in the above-mentioned Non-Patent Document 1 for columns and beams. Therefore, the plasticity factor is adopted as a damage evaluation factor for columns and beams. On the other hand, with regard to braces, as shown in the above-mentioned reference 1, since it is considered that a fatigue curve evaluated by strain is general, axial strain is adopted as a damage evaluation factor of braces. Thus, the damage evaluation factor is set in accordance with the type of member to be evaluated (post, beam, brace, etc.).

評価層間変形角θefは、部材の種類と設置位置によって以下のように定義する。 Evaluation interlayer deformation angle θef is defined as follows according to the type of member and the installation position.

・・・(1) ... (1)

ここで、αは各階の重み付け係数、xは層間変形(水平方向の変形量)、hは階高、iは階数を表す。すなわち、評価層間変形角θefは、各階毎に設定された重みを用いて各階の層間変形角を重み付け平均することにより求められたものである。なお、αは、部材の位置及び種類の少なくとも1つに応じて設定してもよい。 Here, α is a weighting coefficient of each floor, x is an interlayer deformation (horizontal deformation amount), h is a floor height, and i is a floor number. That is, the evaluation interlayer deformation angle θef is obtained by weighting and averaging the interlayer deformation angles of the floors using the weight set for each floor. Note that α may be set according to at least one of the position and the type of the member.

一例として、図5に示すような3層(3階)の骨組みモデル44における評価層間変形角θefの算出の具体例について説明する。なお、図5の左側に建物が変形する前の状態を示し、右側に地震等により建物が変形した状態を示した。 As an example, a specific example of calculation of evaluation interlayer deformation angle θef in a three-layer (third floor) framework model 44 as shown in FIG. 5 will be described. The left side of FIG. 5 shows a state before the building is deformed, and the right side shows a state where the building is deformed due to an earthquake or the like.

まず、柱の評価層間変形角θefの算出について説明する。例えば評価対象が1階の柱32−1の下端a又は最上階(3階)の柱32−3の上端eの場合は、部材が存在する層の層間変形角が評価層間変形角となる。 First, the calculation of the evaluation interlayer deformation angle θef of the column will be described. For example, in the case where the evaluation target is the lower end a of the first floor pillar 32-1 or the upper end e of the uppermost floor (third floor) pillar 32-3, the interlayer deformation angle of the layer in which the member is present becomes the evaluation interlayer deformation angle.

例えば1階の柱32−1の下端aの評価層間変形角θefは、次式で算出される。 For example, the evaluation interlayer deformation angle a θ ef of the lower end a of the first floor pillar 32-1 is calculated by the following equation.

θef=x/h ・・・(2) a θ ef = x 1 / h 1 (2)

また、最上階の柱32−3の上端eの評価層間変形角θefは、次式で算出される。 The evaluation story drift e theta ef the upper end e of the top floor of the pillar 32-3 is calculated by the following equation.

eθef=(x−x)/h ・・・(3) e θ ef = (x 3 −x 2 ) / h 3 (3)

次に、評価対象が1階の柱32−1の下端a及び最上階(3階)の柱32−3の上端e以外の場合、すなわち、図5の例において、評価対象が1階の柱32−1の上端b、2階の柱32−21の下端c、及び2階の柱32−22の上端dの場合は、部材が存在する層の層間変形角と部材端側に隣接する層の層間変形角との和が評価層間変形角となる。   Next, when the evaluation target is other than the lower end a of the first floor pillar 32-1 and the upper end e of the uppermost floor (third floor) pillar 32-3, ie, in the example of FIG. In the case of the upper end b of 32-1, the lower end c of the pillar 32-21 on the second floor, and the upper end d of the pillar 32-22 on the second floor, the interlayer deformation angle of the layer in which the member is present and the layer adjacent to the member end The sum of the above and the interlayer deformation angle becomes the evaluation interlayer deformation angle.

例えば1階の柱32−1の上端bの評価層間変形角θef及び及び2階の柱32−21の下端cの評価層間変形角θefは、次式で算出される。 For example the first floor of the evaluation story drift b theta ef the upper end b of posts 32-1 and and the second floor of the evaluation story drift c theta ef the lower end c of the column 32-21 is calculated by the following equation.

θefθef=(x−x)/h+x/h ・・・(4) b θ ef = c θ ef = (x 2 −x 1 ) / h 2 + x 1 / h 1 (4)

また、2階の柱32−22の上端dの評価層間変形角θefは、次式で算出される。 Further, the evaluation interlayer deformation angle d θ ef of the upper end d of the pillar 32-22 on the second floor is calculated by the following equation.

θef=(x−x)/h+(x−x)/h ・・・(5) d θ ef = (x 3 −x 2 ) / h 3 + (x 2 −x 1 ) / h 2 (5)

次に、梁の評価層間変形角θefの算出について説明する。例えば評価対象が最上階の梁34−3の左端Cの場合は、部材が存在する層の層間変形角が評価層間変形角となる。 Next, calculation of the evaluation interlayer deformation angle θef of the beam will be described. For example, in the case where the evaluation target is the left end C of the top floor beam 34-3, the interlayer deformation angle of the layer in which the member is present is the evaluation interlayer deformation angle.

例えば最上階の梁34−3の左端Cの評価層間変形角θefは、次式で算出される。 For example Evaluation story drift C theta ef the leftmost C of the top floor of the beam 34-3 is calculated by the following equation.

θef=(x−x)/h ・・・(6) C θ ef = (x 3 −x 2 ) / h 3 (6)

次に、評価対象が最上階の梁34−3の左端C以外の場合、すなわち、図5の例において、評価対象が1階の梁34−1の右端A及び2階の梁34−2の左端Bの場合は、部材が存在する層の層間変形角と部材が存在する層の1つ上の層の層間変形角との和が評価層間変形角となる。   Next, when the evaluation target is other than the left end C of the top floor beam 34-3, that is, in the example of FIG. 5, the evaluation target is the right end A of the first floor beam 34-1 and the second floor beam 34-2. In the case of the left end B, the evaluation interlayer deformation angle is the sum of the interlayer deformation angle of the layer in which the member is present and the interlayer deformation angle of the layer immediately above the layer in which the member is present.

例えば1階の梁34−1の右端Aの評価層間変形角θefの評価層間変形角θefは、次式で算出される。 For example, the evaluation of the evaluation interlayer deformation angle A θ ef of the right end A of the first floor beam 34-1 The interlayer deformation angle A θ ef is calculated by the following equation.

θef=(x−x)/h+x/h ・・・(7) A θ ef = (x 2 −x 1 ) / h 2 + x 1 / h 1 (7)

また、2階の梁34−2の左端Bの評価層間変形角θefは、次式で算出される。 The evaluation story drift B theta ef the leftmost B upstairs beam 34-2 is calculated by the following equation.

θef=(x−x)/h+(x−x)/h ・・・(8) B θ ef = (x 3 −x 2 ) / h 3 + (x 2 −x 1 ) / h 2 (8)

なお、図5に示す骨組みモデル44は低層建物のモデルであるため、上記(2)〜(8)式は、上記(1)式の重み付け係数αを1.0とした場合の式としたが、高次モードの影響が大きい超高層建物の部材を評価する場合は、重み付け係数αの値を各階毎に設定してもよい。また、評価対象とする部材の周辺の架構形式に応じて、重み付け係数αの値を各階毎に設定してもよい。   Note that, since the skeleton model 44 shown in FIG. 5 is a model of a low-rise building, the above equations (2) to (8) are equations for the case where the weighting coefficient α in the equation (1) is 1.0. When evaluating a member of a high-rise building in which the influence of the high-order mode is large, the value of the weighting factor α may be set for each floor. Further, the value of the weighting factor α may be set for each floor according to the frame type around the member to be evaluated.

ステップS106で部材毎又は部材の位置毎に求められた損傷推定指標は、損傷評価装置12の記憶部14に予め記憶される。   The damage estimation index obtained for each member or for each position of the member in step S106 is stored in advance in the storage unit 14 of the damage evaluation device 12.

次に、損傷評価装置12において実行される損傷評価処理の処理ルーチンについて図6を参照して説明する。   Next, a processing routine of damage evaluation processing performed in the damage evaluation device 12 will be described with reference to FIG.

なお、図6に示す処理ルーチンは、評価層間変形角算出部18から地震等のイベントが発生したことが通知されると実行される。   The processing routine shown in FIG. 6 is executed when the evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18 notifies that an event such as an earthquake has occurred.

評価層間変形角算出部18は、建物の各階に設けられた加速度センサ28〜28から出力された加速度信号に基づいて各階の変位を算出し、算出した各階の変位の少なくとも1つに基づいてイベントが発生したか否かを判定する。そして、イベントが発生したと判定した場合は、各階の変位に基づいて評価対象の各部材の評価層間変形角を算出し、算出した各部材の評価層間変形角を記憶部14に記憶する処理を、イベントが終了するまで実行する。これにより、イベントが発生した際における評価対象の各部材の評価層間変形角の時刻歴が記憶部14に記憶される。例えば図7に示すように、梁34−8の右端34−8Bについては評価層間変形角の時刻歴46が記憶部14に記憶され、5階のブレース36−5については評価層間変形角の時刻歴48が記憶部14に記憶され、柱32−1の下端32−1Bについては評価層間変形角の時刻歴50が記憶部14に記憶される。 The evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18 calculates the displacement of each floor based on the acceleration signals output from the acceleration sensors 28 1 to 28 n provided on each floor of the building, and based on at least one of the calculated displacements of each floor. To determine whether an event has occurred. Then, when it is determined that an event has occurred, the process of calculating the evaluation interlayer deformation angle of each member to be evaluated based on the displacement of each floor and storing the calculated evaluation interlayer deformation angle of each member in the storage unit 14 Run until the event is over. As a result, the time history of the evaluation interlayer deformation angle of each member to be evaluated when an event occurs is stored in the storage unit 14. For example, as shown in FIG. 7, the time history 46 of the evaluation interlayer deformation angle is stored in the storage unit 14 for the right end 34-8B of the beam 34-8, and the time of the evaluation interlayer deformation angle for the fifth floor brace 36-5. The history 48 is stored in the storage unit 14, and the time history 50 of the evaluation interlayer deformation angle is stored in the storage unit 14 for the lower end 32-1 B of the column 32-1.

なお、各階の変位は、加速度を二重積分することにより算出できる。また、各階の評価層間変形角は、上記(1)式、具体的には、例えば上記(2)〜(8)式等により算出できる。   The displacement of each floor can be calculated by double integration of the acceleration. Further, the evaluation interlayer deformation angle of each floor can be calculated by the above equation (1), specifically, for example, the above equations (2) to (8).

イベントが発生したか否かは、例えば予め定めた階の変位が、地震等のイベントが発生したと判定できる閾値以上になったか否かにより判定する。なお、イベントが発生したか否かの判定方法はこれに限らず、例えば各階の変位の平均値が、地震等のイベントが発生したと判定できる閾値以上になったか否かにより判定してもよい。また、地震等のイベントが終了したか否かは、例えば予め定めた階の変位が、地震等のイベントが終了したと判定できる閾値以下になったか否かにより判定する。なお、イベントが終了したか否かの判定方法はこれに限らず、例えば各階の変位の平均値が、地震等のイベントが終了したと判定できる閾値以下になったか否かにより判定してもよい。また、変位に代えて、応答加速度や応答速度等の他のパラメータを用いてイベントが発生したか否かを判定してもよい。   Whether or not an event has occurred is determined based on, for example, whether or not the displacement of a predetermined floor is equal to or greater than a threshold that can be determined that an event such as an earthquake has occurred. The method of determining whether or not an event has occurred is not limited to this. For example, the average value of the displacement of each floor may be determined based on whether or not the threshold can be determined that an event such as an earthquake has occurred. . In addition, whether or not an event such as an earthquake has ended is determined based on, for example, whether or not a predetermined floor displacement is equal to or less than a threshold that can be determined that an event such as an earthquake has ended. The method of determining whether the event has ended is not limited to this. For example, the average value of the displacement of each floor may be determined based on whether or not the threshold that can determine that an event such as an earthquake has ended is less than . Also, instead of the displacement, other parameters such as response acceleration or response speed may be used to determine whether an event has occurred.

評価層間変形角算出部18は、イベントが終了したと判定した場合は、イベントが発生したことを損傷評価装置12に通知する。これにより、損傷評価装置12は、図6に示す処理を実行する。   When it is determined that the event has ended, the evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18 notifies the damage evaluation device 12 that the event has occurred. Thereby, the damage evaluation device 12 executes the process shown in FIG.

まず、ステップS200では、取得部22が、各部材の損傷推定指標を記憶部14から読み出すことにより取得する。   First, in step S200, the acquisition unit 22 acquires the damage estimation index of each member by reading it from the storage unit 14.

ステップS202では、推定部24が、イベントが発生した際の建物の各階の評価層間変形角の時刻歴を記憶部14から読み出して取得し、取得した評価層間変形角の時刻歴と、ステップS202で取得部22により取得された損傷推定指標と、に基づいて、イベントが発生した際の損傷評価因子の振幅を部材毎に推定する。   In step S202, the estimation unit 24 reads and acquires the time history of the evaluation interlayer deformation angle of each floor of the building when the event occurs from the storage unit 14, and the acquired time history of the evaluation interlayer deformation angle and the step S202 Based on the damage estimation index acquired by the acquisition unit 22, the amplitude of the damage evaluation factor when the event occurs is estimated for each member.

損傷評価因子の振幅を推定する方法としては、略算法及び詳細法の2種類がある。まず、略算法について説明する。   There are two methods of estimating the amplitude of the damage evaluation factor, a rough calculation method and a detailed method. First, an approximation will be described.

略算法では、ステップS200で取得した評価層間変形角θefの時刻歴に基づいて評価層間変形角θefの振幅値を求め、求めた振幅値毎に、ステップS200で取得した損傷推定指標から塑性率の振幅値を求める処理を、評価対象の部材毎に実行する。 The substantially algorithm calculates the amplitude value of the evaluation story drift theta ef on the basis of the time history of the obtained evaluated story drift theta ef at step S200, for each determined amplitude value, plastic from damage estimation index acquired in step S200 The process of obtaining the amplitude value of the rate is performed for each member to be evaluated.

評価層間変形角θefの時刻歴に基づいて評価層間変形角θefの振幅値を求める際には、公知のサイクルカウント法(例えば下記参考文献2参照)を用いる。本実施形態では、サイクルカウント法の一例として所謂レインフロー法(例えば下記参考文献3参照)を用いて、評価層間変形角θefの振幅値を求める。図8には、レインフロー法を用いて抽出された評価層間変形角θefの振幅値の一例を示した。 When obtaining the amplitude value of the evaluation story drift theta ef on the basis of the time history of the evaluation story drift theta ef a known cycle count method (e.g. see below reference 2) is used. In the present embodiment, the amplitude value of the evaluation interlayer deformation angle θef is obtained using a so-called rain flow method (see, for example, the following reference 3) as an example of the cycle counting method. FIG. 8 shows an example of the amplitude value of the evaluation interlayer deformation angle θef extracted using the Rainflow method.

(参考文献2)CAE技術者のための情報サイト、URL:http://jikosoft.com/cae/engineering/strmatf12.html (Reference 2) Information site for CAE engineers, URL: http://jikosoft.com/cae/engineering/strmatf12.html

(参考文献3)遠藤達雄等,「Rain Flow Method」の提案とその応用,九州工業大学研究報告(工学),No28,P33-62,1974.3 (Reference 3) Endo Tatsuo et al., Proposal of "Rain Flow Method" and its application, Research report of Kyushu Institute of Technology (Engineering), No. 28, P33-62, 1974.3

そして、推定部24は、レインフロー法を用いて求めた評価層間変形角θefの振幅値毎に、ステップS200で取得した損傷推定指標、例えば部材が柱又は梁の場合は、図9に示すような損傷推定指標52を用いて塑性率の振幅値を求める処理を、評価対象の部材毎に実行する。なお、部材がブレースの場合は、損傷推定指標を用いて軸ひずみの振幅値を求める。 And the estimation part 24 is shown in FIG. 9 for the damage estimation parameter | index acquired at step S200, for example, when a member is a pillar or a beam, for every amplitude value of evaluation interlayer deformation angle (theta) ef calculated | required using the rain flow method. The process of obtaining the amplitude value of the plasticity rate using the damage estimation index 52 as described above is executed for each member to be evaluated. When the member is a brace, the damage estimation index is used to determine the axial strain amplitude value.

また、ステップS202では、評価対象の部材が柱又は梁の場合は、求めた塑性率のうち最大塑性率μmaxを評価対象の部材毎に求める。 In step S202, when the member to be evaluated is a column or a beam, the maximum plasticity ratio μ max among the obtained plasticity is determined for each member to be evaluated.

次に、詳細法について説明する。   Next, the detailed method will be described.

詳細法では、評価層間変形角θefの時刻歴から、ステップS200で取得した損傷推定指標を用いてイベントが発生してから終了するまでの損傷評価因子の時刻歴を推定する。すなわち、部材が柱又は梁の場合は塑性率の時刻歴を推定し、部材がブレースの場合は軸ひずみの時刻歴を推定する。 In the detailed method, from the time history of the evaluation interlayer deformation angle θef , the time history of damage evaluation factors from the occurrence of an event to the end is estimated using the damage estimation index acquired in step S200. That is, when the member is a column or a beam, the time history of the plasticity rate is estimated, and when the member is a brace, the time history of axial strain is estimated.

以下では、評価対象の部材が柱又は梁であり、イベントの発生により例えば図10に示すような評価層間変形角θefの時刻歴が得られた場合について説明する。本実施形態では、図10に示すように、時刻歴をPhase1〜5に区分けして説明する。また、本実施形態では、評価対象の部材の荷重と評価層間変形角との対応関係が、図11に示すようなバイリニア型の履歴特性を表す関係であり、この履歴特性に対応する損傷推定指標が図12に示すようなものである場合について説明する。 In the following, the case where the member to be evaluated is a column or a beam and the occurrence of an event can obtain the time history of the evaluation interlayer deformation angle θef as shown in FIG. 10, for example, will be described. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, the time history is divided into phases 1 to 5 and described. Further, in the present embodiment, the correspondence between the load of the member to be evaluated and the evaluation interlayer deformation angle is a relationship representing the bilinear type hysteresis characteristic as shown in FIG. 11, and the damage estimation index corresponding to this hysteresis characteristic A case in which is as shown in FIG. 12 will be described.

なお、図10において、評価層間変形角θefが、TH1≦θef≦TH2の範囲内の場合は、部材は弾性の状態であり、評価層間変形角θefが、上記の範囲外の場合は、部材は塑性の状態にある。なお、本実施形態では、TH1は一例として−0.004、TH2は0.004である。 In FIG. 10, evaluation story drift theta ef is the case of the range of TH1 ≦ θ ef ≦ TH2, member is in a state of elastic, evaluation story drift θef is the case outside the above range, The member is in a plastic state. In the present embodiment, TH1 is -0.004 and TH2 is 0.004 as an example.

図13に示すように、Phase1を期間t1〜t3に分けた場合、塑性率μは、図14に示すように変化する。図14に示すように、塑性率μが、TH3≦μ≦TH4の範囲内の場合は、部材は弾性の状態であり、塑性率μが、上記の範囲外の場合は、部材は塑性の状態にある。なお、本実施形態では、TH3は一例として−1、TH4は1である。   As shown in FIG. 13, when Phase 1 is divided into periods t1 to t3, the plasticity ratio μ changes as shown in FIG. As shown in FIG. 14, when the plasticity ratio μ is in the range of TH3 ≦ μ ≦ TH4, the member is in an elastic state, and when the plasticity ratio μ is outside the above range, the member is in a plastic state It is in. In the present embodiment, TH3 is −1 as an example, and TH4 is 1.

そして、部材の荷重と評価層間変形角θefとの対応関係は図15に示すような関係となり、部材の評価層間変形角θefと塑性率μとの対応関係は図16に示すような関係となる。なお、図15、16において、太線で示した部分がPhase1の区間である。 The relationship between the load of the member and the evaluation interlayer deformation angle θef is as shown in FIG. 15, and the relationship between the evaluation interlayer deformation angle θef of the member and the plasticity ratio μ is as shown in FIG. It becomes. In FIGS. 15 and 16, a portion indicated by a thick line is a section of Phase 1.

図15、図16に示すように、Phase1では、弾性範囲内の挙動であるため、部材の荷重と評価層間変形角θefとの関係、及び、部材の評価層間変形角θefと塑性率μとの関係は、ともに線形の関係となる。 As shown in FIG. 15 and FIG. 16, since the behavior is within the elastic range in Phase 1, the relationship between the load of the member and the evaluation interlayer deformation angle θef , and the evaluation interlayer deformation angle θef of the member and the plasticity ratio μ Both have linear relationships with each other.

図17に示すように、Phase2を期間t4〜t6に分けた場合、塑性率μは図18に示すように変化する。図18に示すように、Phase2では、期間t6において塑性率μが閾値TH4を超え、部材が塑性の状態となる。   As shown in FIG. 17, when Phase 2 is divided into periods t4 to t6, the plasticity ratio μ changes as shown in FIG. 18. As shown in FIG. 18, in Phase 2, the plasticity ratio μ exceeds the threshold TH4 in the period t6, and the member is in a plastic state.

そして、部材の荷重と評価層間変形角θefとの対応関係は図19に示すような関係となり、部材の評価層間変形角θefと塑性率μとの対応関係は図20に示すような関係となる。なお、図19、20において、太線で示した部分がPhase2の区間である。 Then, the correspondence between the load of the member and the evaluation interlayer deformation angle θef is as shown in FIG. 19, and the correspondence between the evaluation interlayer deformation angle θef of the member and the plasticity ratio μ is as shown in FIG. It becomes. In FIGS. 19 and 20, a portion indicated by a thick line is a section of Phase 2.

図20に示すように、Phase2では、部材が塑性の状態となる期間t6において傾きが変化していることが分かる。   As shown in FIG. 20, in Phase 2, it can be seen that the inclination changes in a period t6 in which the member is in a plastic state.

図21に示すように、Phase3を期間t7〜t9に分けた場合、塑性率μは図22に示すように変化する。図22に示すように、Phase3では、Phase2で塑性の状態となった後に弾性の状態に移行し、再び塑性の状態となる。   As shown in FIG. 21, when Phase 3 is divided into periods t7 to t9, the plasticity ratio μ changes as shown in FIG. As shown in FIG. 22, in Phase 3, after being in a plastic state in Phase 2, the state shifts to an elastic state, and becomes a plastic state again.

そして、部材の荷重と評価層間変形角θefとの対応関係は図23に示すような関係となり、部材の評価層間変形角θefと塑性率μとの対応関係は図24に示すような関係となる。なお、図23、24において、太線で示した部分がPhase3の区間である。 The correspondence between the load of the member and the evaluation interlayer deformation angle θef is as shown in FIG. 23, and the correspondence between the evaluation interlayer deformation angle θef of the member and the plasticity ratio μ is as shown in FIG. It becomes. In FIGS. 23 and 24, a portion indicated by a thick line is a section of Phase 3.

図22に示すように、Phase3では、Phase2の塑性の状態から弾性の状態へ逆方向に挙動する場合、直後の塑性率μの値を−1としている(期間t7)。部材レベルで見ると、塑性率μの値が−1から0の間は除荷の状態を示し、塑性率μの値が0から1の間は弾性載荷の状態となる。塑性率μの値が−1から1の間、塑性率μは弾性時と同じ勾配で推移する。また、Phase3では、Phase2から逆方向に挙動して少し順方向に挙動した後(期間t7)、逆方向に挙動する(期間t8)。この時、塑性率μの値が−1を下回ると、直前に経験した塑性領域を更新することとなるため、再び順方向に挙動した場合は、前回経験した最大の塑性率μから値を更新するようにしている(期間t9)。   As shown in FIG. 22, in Phase 3, when acting in the reverse direction from the plastic state of Phase 2 to the elastic state, the value of the plasticity ratio μ immediately after is set to −1 (period t7). When viewed at the member level, the value of the plasticity ratio μ indicates a state of unloading between -1 and 0, and the value of the plasticity ratio μ is a state of elastic loading between 0 and 1. While the value of the plasticity ratio μ is from −1 to 1, the plasticity ratio μ changes with the same gradient as that at the elastic time. Further, in Phase 3, after acting in the reverse direction from Phase 2 and slightly in the forward direction (period t7), the behavior in the reverse direction (period t8). At this time, when the value of the plasticity ratio μ falls below -1, the plasticity region experienced immediately before is updated, so when it behaves in the forward direction again, the value is updated from the maximum plasticity ratio μ experienced last time (Period t9).

図25に示すように、Phase4を期間t10〜t13に分けた場合、塑性率μは図26に示すように変化する。図25に示すように、Phase4では、Phase3で経験した塑性領域とは逆方向の挙動により、塑性領域に到達するまでの挙動である。   As shown in FIG. 25, when Phase 4 is divided into periods t10 to t13, the plasticity ratio μ changes as shown in FIG. As shown in FIG. 25, in Phase 4, the behavior in the opposite direction to the plastic area experienced in Phase 3 is the behavior until reaching the plastic area.

そして、部材の荷重と評価層間変形角θefとの対応関係は図27に示すような関係となり、部材の評価層間変形角θefと塑性率μとの対応関係は図28に示すような関係となる。なお、図27、28において、太線で示した部分がPhase4の区間である。 The relationship between the load of the member and the evaluation interlayer deformation angle θef is as shown in FIG. 27, and the relationship between the evaluation interlayer deformation angle θef of the member and the plasticity ratio μ is as shown in FIG. It becomes. In FIGS. 27 and 28, a portion indicated by a thick line is a phase 4 phase.

図28に示すように、Phase4では、塑性状態を経験後に逆方向に挙動し(期間t10)、再び塑性率μが1を超えると塑性化し、傾きが変化する(期間t11)。また、この時、一度塑性の状態を経験しているため、評価層間変形角θefの見かけ上は塑性の状態となっていないが(期間t11)、振幅値で換算すると塑性の状態になっていることが分かる。なお、Phase4の期間t12、t13は、Phase3の期間t8、t9とそれぞれ同様の挙動である。 As shown in FIG. 28, in Phase 4, after experiencing the plastic state, it behaves in the opposite direction (period t10), and when the plastic ratio μ exceeds 1 again, it plasticizes and the inclination changes (period t11). Also, at this time, since the state of plasticity is experienced once, the appearance of the evaluation interlayer deformation angle θef is not a plastic state (period t11), but it becomes a plastic state when converted by the amplitude value. I understand that The periods t12 and t13 of Phase 4 have the same behavior as the periods t8 and t9 of Phase 3, respectively.

図29に示すように、Phase5を期間t14〜t16に分けた場合、塑性率μは図30に示すように変化する。図29に示すように、Phase5では、塑性の経験後に評価層間変形角θefが0に戻るまで挙動である。 As shown in FIG. 29, when Phase 5 is divided into periods t14 to t16, the plasticity ratio μ changes as shown in FIG. As shown in FIG. 29, a behavior to the Phase5, evaluation story drift theta ef after plastic experience returns to zero.

そして、部材の荷重と評価層間変形角θefとの対応関係は図31に示すような関係となり、部材の評価層間変形角θefと塑性率μとの対応関係は図32に示すような関係となる。なお、図31、32において、太線で示した部分がPhase5の区間である。 The relationship between the load of the member and the evaluation interlayer deformation angle θef is as shown in FIG. 31, and the relationship between the evaluation interlayer deformation angle θef of the member and the plasticity ratio μ is as shown in FIG. It becomes. In FIGS. 31 and 32, a portion indicated by a thick line is a section of Phase 5.

図31、32に示すように、Phase5では、基本的にはPhase1と同様に線形であるが、塑性の状態を経験しているため、図29、図30に示すように、最終的な評価層間変形角θefの値が0であっても、塑性率μに残留が生じている(塑性率μが0ではない)ことが分かる。 As shown in FIGS. 31 and 32, the phase 5 is basically linear in the same manner as the phase 1, but experiences the plasticity state, so as shown in FIGS. 29 and 30, the final evaluation layers are shown. It can be seen that even if the value of the deformation angle θef is 0, a residual occurs in the plasticity ratio μ (the plasticity ratio μ is not 0).

そして、略算法と同様に、例えばレインフロー法を用いて塑性率の振幅を求める。また評価対象の部材が柱又は梁の場合は、上記のようにして求めた塑性率の時刻歴から最大塑性率μmaxを求める。 Then, as in the rough calculation method, for example, the rain flow method is used to obtain the amplitude of the plasticity ratio. When the member to be evaluated is a column or a beam, the maximum plasticity ratio μ max is determined from the time history of the plasticity ratio determined as described above.

図6のステップS204では、算出部26が、推定部24により推定された損傷評価因子の振幅と、損傷評価因子の振幅と前記部材の破断寿命との対応関係を表す疲労曲線と、に基づいて、損傷度を部材毎に算出する。すなわち、評価対象の部材が柱又は梁であれば、部材の塑性率の振幅μと、塑性率の振幅μと部材の破断寿命との対応関係を表す疲労曲線と、に基づいて、損傷度を部材毎に算出する。また、評価対象の部材がブレースであれば、部材の軸ひずみの振幅と、軸ひずみの振幅と部材の破断寿命との対応関係を表す疲労曲線と、に基づいて、損傷度を部材毎に算出する。 In step S204 of FIG. 6, the calculation unit 26 determines the amplitude of the damage evaluation factor estimated by the estimation unit 24 and the fatigue curve representing the correspondence between the amplitude of the damage evaluation factor and the fracture life of the member. The degree of damage is calculated for each member. That is, if the member pillar or beam to be evaluated, and the amplitude mu s of ductility factor of members, the fatigue curve representing the relationship between the rupture life of the amplitude mu s and the member of the ductility factor, on the basis of damage The degree is calculated for each member. If the member to be evaluated is a brace, the degree of damage is calculated for each member based on the amplitude of the axial strain of the member and the fatigue curve representing the correspondence between the amplitude of the axial strain and the fracture life of the member. Do.

なお、部材の疲労曲線は、例えば上記非特許文献1に記載されているような疲労曲線を用いることができる。このような疲労曲線の一例を図33に示した。図33に示すように、疲労曲線60は、塑性率の振幅μが高くなるに従って破断寿命(破断までの繰り返し回数)Nが短くなるような関係となっている。 In addition, the fatigue curve as described in the said nonpatent literature 1 can be used for the fatigue curve of a member, for example. An example of such a fatigue curve is shown in FIG. As shown in FIG. 33, the fatigue curve 60 has such a relationship that the fracture life (the number of repetitions to fracture) N f becomes shorter as the amplitude μ s of the plasticity factor becomes higher.

疲労曲線60は、例えば塑性率の振幅μと破断寿命Nとの対応関係を求めるための実験を行った結果から導出され、次式で表される。 The fatigue curve 60 is derived from, for example, the result of an experiment to obtain the correspondence between the amplitude μ s of the plasticity and the fracture life N f, and is expressed by the following equation.

・・・(9) ... (9)

ここで、Cは、部材の接合形式及び上記(9)式の意味(実験式又は設計式)に応じて予め定められた値である。また、βは、上記(9)式の勾配を表す定数であり、例えば、1/3に設定される。   Here, C is a value previously determined according to the bonding type of the members and the meaning (experimental formula or design formula) of the above equation (9). Also, β is a constant representing the gradient of the above equation (9), and is set to, for example, 1⁄3.

上記(10)式を破断寿命Nの式で表すと次式のようになる。 The above equation (10) can be expressed by the following equation when it is expressed by the equation of rupture life N f .

・・・(10) ... (10)

なお、上記(10)式に代えて、設計条件や接合部の詳細に応じて設定される補正係数k1、k2を上記(10)式に加えた次式を用いて破断寿命Nを求めてもよい。 The breaking life N f is determined by using the following equation obtained by adding the correction coefficients k1 and k2 set according to the design conditions and the details of the joint instead of the equation (10) to the equation (10). It is also good.

・・・(11) ... (11)

ここで、補正係数k1は、部材が梁の場合、梁端部のフランジへのひずみの集中の程度を表す係数であり、例えば現場溶接でウェブ高力ボルト接合の場合はk1=1.0、工場溶接でスカラップ付きの場合はk1=1.2、その他の場合はk1=1.0に設定されるが、k1の値はこれらに限られるものではない。また、補正係数k2は、構造計算における降伏変形の補正係数であり、次式で求められる。   Here, the correction coefficient k1 is a coefficient representing the degree of concentration of strain on the flange of the beam end when the member is a beam, and for example, k1 = 1.0 in the case of in-situ welding and web high strength bolt connection In the case of factory welding and with scallop, k1 = 1.2, and in the other cases k1 = 1.0, but the value of k1 is not limited to these. Further, the correction coefficient k2 is a correction coefficient for yield deformation in structural calculation and can be obtained by the following equation.

・・・(12) ... (12)

ここで、部材が梁の場合は、Mは構造計算で用いた梁端の全塑性モーメント、Mp0は梁端のH形全断面に対する全塑性モーメントである。 Here, when the member is a beam, M p is a total plastic moment of the beam end used in the structural calculation, and M p0 is a total plastic moment with respect to the H-shaped entire cross section of the beam end.

そして、損傷度Dは、上記(10)式又は(11)式により求められた破断寿命Nに基づいて、次式により算出される。 The damage degree D is calculated by the following equation based on the fracture life N f determined by the equation (10) or (11).

・・・(13) ... (13)

ここで、i=1、2、3・・・mであり、mはステップS202で求めた損傷評価因子の振幅の数である。すなわち、ステップS202で求めた損傷評価因子の各々について上記(10)式又は(11)式により破断寿命Nを求め、求めた破断寿命Nの逆数の総和が損傷度Dとなる。 Here, i = 1, 2, 3... M, and m is the number of amplitudes of the damage evaluation factor obtained in step S202. That is, for each of the damage evaluation factors obtained in step S202, the fracture life N f is obtained by the above equation (10) or (11), and the sum of reciprocals of the obtained fracture life N f is the damage degree D.

ステップS206では、算出部26が、ステップS204で求めた各部材の損傷度Dのうち、部材が損傷している虞がある閾値を超える損傷度を有する部材が存在するか否かを判定し、肯定判定の場合はステップS208へ移行し、否定判定の場合はステップS210へ移行する。   In step S206, the calculation unit 26 determines whether or not there is a member having a degree of damage exceeding the threshold with which the member may be damaged among the degree of damage D of each member obtained in step S204. If the determination is affirmative, the process proceeds to step S208. If the determination is negative, the process proceeds to step S210.

ステップS208では、算出部26が、損傷度Dが閾値を超える部材に関する情報を表示部16に表示させることにより、ユーザに警告する。例えば、損傷度Dが閾値以上の部材の位置を点滅させたり、損傷している虞がある部材が存在することを表す警告メッセージを表示したりすることによりユーザに警告する。これにより、ユーザは部材が損傷している虞があることを容易に認識することができ、現場の確認や部材の修理等に対して速やかに対応することが可能となる。   In step S208, the calculation unit 26 warns the user by displaying information on a member whose damage degree D exceeds the threshold value on the display unit 16. For example, the user is warned by blinking a position of a member whose damage degree D is equal to or more than a threshold or displaying a warning message indicating that there is a member that may be damaged. As a result, the user can easily recognize that there is a possibility that the member is damaged, and it is possible to promptly respond to site confirmation, repair of the member, and the like.

ステップS210では、算出部26が、ステップS202で求めた部材(柱及び梁)の最大塑性率μmaxのうち、予め定めた閾値を超える最大塑性率μmaxを有する部材が存在するか否かを判定し、肯定判定の場合はステップS212へ移行し、否定判定の場合は本ルーチンを終了する。 In step S210, the calculation unit 26 determines whether or not there is a member having the maximum plasticity ratio μ max exceeding a predetermined threshold among the maximum plasticity ratios μ max of the members (columns and beams) obtained in step S202. In the case of an affirmative determination, the process proceeds to step S212, and in the case of a negative determination, the present routine ends.

閾値は、本実施形態では、例えば4.0に設定する。これは、下記参考文献4のP.5に、倒壊、崩壊限界に関して、「構造耐力上主要な部分を構成する各部材の応答塑性率が、その部材の構造方法、構造の特性等によって設定された限界値(当該数値が4.0を超える場合は4.0)以下であること。」と記載されているためである。   The threshold is set to, for example, 4.0 in this embodiment. This corresponds to P.I. 5. Regarding the collapse and collapse limit, “The response plasticity rate of each member constituting the main part in terms of structural resistance is the limit value set by the structure method of the member, the characteristics of the structure, etc. If it exceeds 4.0, it must be 4.0) or less. ”

(参考文献4)時刻歴応答解析建築物性能評価業務方法書 (Reference 4) Time History Response Analysis Building Performance Evaluation Business Procedure Manual

ステップS212では、算出部26が、最大塑性率μmaxが閾値を超える部材に関する情報を表示部16に表示させることにより、ユーザに警告する。例えば、最大塑性率μmaxが閾値を超える部材を点滅させたり、倒壊、崩壊の限界を超えている虞がある部材が存在することを表す警告メッセージを表示したりすることによりユーザに警告する。これにより、ユーザは部材が倒壊、崩壊の限界を超えている虞があることを容易に認識することができ、現場の確認や部材の修理等に対して速やかに対応することが可能となる。 In step S <b> 212, the calculation unit 26 warns the user by displaying on the display unit 16 information on a member whose maximum plasticity ratio μ max exceeds a threshold. For example, the user is warned by flashing a member whose maximum plasticity ratio μ max exceeds a threshold or displaying a warning message indicating that there is a member which may exceed the collapse / collapse limit. As a result, the user can easily recognize that the member may exceed the limit of collapse or collapse, and it becomes possible to promptly respond to site confirmation, repair of the member, and the like.

このように、本実施形態では、評価層間変形角θefを用いて損傷度を評価することにより、部材毎に損傷度を精度良く評価することができる Thus, in the present embodiment, the damage degree can be accurately evaluated for each member by evaluating the damage degree using the evaluation interlayer deformation angle θef.

次に、本発明者らが、評価層間変形角θefを用いて塑性率を求める場合の有効性について解析した結果について説明する。 Next, the results of analysis by the present inventors about the effectiveness in the case of determining the plasticity rate using the evaluation interlayer deformation angle θef will be described.

まず、建物の建築モデルとしては、図34〜38に示すように、一般的な事務所モジュールである3.2mのモジュールを採用し、桁行方向は6.4mスパン、張間方向は6.4mと12.8mスパンとした。また、4層偏心コア型モデルとした。   First of all, as a building model of the building, as shown in FIGS. 34 to 38, a 3.2 m module which is a general office module is adopted, the column direction is 6.4 m span, and the span direction is 6.4 m. And 12.8m span. In addition, a four-layer eccentric core model was used.

そして、静的弾塑性荷重増分解析、すなわちプッシュオーバー解析を実施し、層間変形角と部材の塑性率との関係を求めた。評価対象とした部材は、図39に示すように、1階から3階までの梁70−1〜70−3の位置A、B、Cの3カ所とし、位置A、B、Cの各々に対して、単層の層間変形角と部材の塑性率との対応関係、及び、評価層間変形角θefと部材の塑性率との対応関係を求めた。その結果を図40に示す。 Then, a static elasto-plastic load incremental analysis, that is, a push over analysis was carried out to determine the relationship between the interlayer deformation angle and the plastic ratio of the member. The members to be evaluated are, as shown in FIG. 39, three positions A, B and C of beams 70-1 to 70-3 from the first floor to the third floor, and each of positions A, B and C On the other hand, the correspondence between the interlayer deformation angle of a single layer and the plasticity of the member, and the correlation between the evaluation interlayer deformation angle θef and the plasticity of the member were determined. The results are shown in FIG.

なお、梁70−1の位置Aの評価層間変形角θef、梁70−2の位置Bの評価層間変形角θef、梁70−3の位置Cの評価層間変形角θefは、xをi層の地表からの相対変位、hをi層の階高として、それぞれ次式で算出される。 Note that the evaluation of the position A of the beam 70-1 between the interlayer deformation angle A θ ef , the evaluation of the position B of the beam 70-2 between the layer deformation angle B θ ef and the evaluation of the position C of the beam 70-3 between the layer deformation angle C θ ef , X i is the relative displacement from the ground surface of the i layer, h i is the floor height of the i layer, and is calculated by the following equations.

θef=(x−x)/h+x/h ・・・(14) A θ ef = (x 2 −x 1 ) / h 2 + x 1 / h 1 (14)

θef=(x−x)/h+(x−x)/h ・・・(15) B θ ef = (x 3 −x 2 ) / h 3 + (x 2 −x 1 ) / h 2 (15)

θef=(x−x)/h+(x−x)/h ・・・(16) C θ ef = (x 4 −x 3 ) / h 4 + (x 3 −x 2 ) / h 3 (16)

次に、地震応答解析を行い、梁70−1の位置Aについて、単層の層間変形角と部材の塑性率との対応関係、及び、評価層間変形角θefと部材の塑性率との対応関係を、地震応答解析の解析結果から得たものを図41の下段に示した。また、梁70−1の位置Aについて、単層の層間変形角と部材の塑性率との対応関係、及び、評価層間変形角θefと部材の塑性率との対応関係を、図40に示した結果を用いて推定した推定結果から得たものを図41の上段に示した。さらに、単層の層間変形角及び評価層間変形角θefの各々に対して、図41に示した解析結果と推定結果との比較結果を図42に各々示した。 Next, seismic response analysis is performed, and for the position A of the beam 70-1, the correspondence between the interlayer deformation angle of the single layer and the plasticity of the member, and the correspondence between the evaluation interlayer deformation angle θef and the plasticity of the member The relationship is shown in the lower part of FIG. 41 obtained from the analysis results of seismic response analysis. Further, for the position A of the beam 70-1, FIG. 40 shows the correspondence between the interlayer deformation angle of the single layer and the plasticity of the member, and the correspondence between the evaluation interlayer deformation angle θef and the plasticity of the member. The results obtained from the estimation results estimated using the results are shown in the upper part of FIG. Furthermore, for each of the interlayer deformation angle of the single layer and the evaluation interlayer deformation angle θef , the comparison result of the analysis result and the estimation result shown in FIG. 41 is shown in FIG.

同様に、梁70−2の位置Bについての結果を図43、44に、梁70−3の位置Cについての結果を図45、46に各々示した。   Similarly, the results for the position B of the beam 70-2 are shown in FIGS. 43 and 44, and the results for the position C of the beam 70-3 are shown in FIGS. 45 and 46, respectively.

図42、44、46に示すように、位置A〜Cにおける推定結果を比較すると、全体的に評価層間変形角θefから塑性率を推定した方が、地震応答解析の解析結果との対応が良いことが分かる。また、上層階ほど、単層の層間変形角による推定結果のばらつきが大きいことが分かる。上層階ほど高次モードの影響が大きいため、部材の損傷度を推定するときに、評価対象となる部材に隣接する階の影響を考慮した評価層間変形角θefを用いた方が推定結果のばらつきが小さく、推定精度も高くなることが分かった。 As shown in FIGS. 42, 44, and 46, when the estimation results at the positions A to C are compared, the estimation of the plasticity rate from the evaluation interlayer deformation angle θef as a whole has a correspondence with the analysis result of the seismic response analysis. I understand that it is good. Also, it can be seen that the higher the upper floor, the larger the variation in the estimation result due to the interlayer deformation angle of a single layer. The effect of the higher order mode is larger in the upper floors, so when estimating the damage degree of the member, it is better to use the evaluation layer deformation angle θef considering the influence of the floor adjacent to the member to be evaluated. It was found that the variation was small and the estimation accuracy was also high.

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and applications can be made without departing from the scope of the present invention.

例えば、本実施形態では、評価層間変形角算出部18が、各階に設けられた加速度センサ28〜28から出力された加速度に基づいて各階の変位を算出し、算出した変位に基づいて評価層間変形角を算出する場合について説明したが、評価層間変形角の算出方法はこれに限られない。例えば、各階に加速度センサを設けるのではなく、地表に1つだけ加速度センサを設け、この加速度センサから出力された加速度から質点系モデルを用いて各階の変位を算出し、算出した変位に基づいて評価層間変形角を算出するようにしてもよい。 For example, in the present embodiment, the evaluation interlayer deformation angle calculation unit 18 calculates the displacement of each floor based on the accelerations output from the acceleration sensors 28 1 to 28 n provided on each floor, and evaluates based on the calculated displacement. Although the case of calculating the interlayer deformation angle has been described, the method of calculating the evaluation interlayer deformation angle is not limited to this. For example, instead of providing an acceleration sensor on each floor, only one acceleration sensor is provided on the ground surface, the displacement of each floor is calculated using the mass point model from the acceleration output from this acceleration sensor, and based on the calculated displacement. The evaluation interlayer deformation angle may be calculated.

また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体、例えばCD−ROMやメモリーカード等に格納して提供することも可能である。   Furthermore, although the present invention has been described as an embodiment in which the program is installed in advance, the program may be provided by being stored in a computer readable recording medium such as a CD-ROM or a memory card. It is.

10 損傷評価システム
12 損傷評価装置
14 記憶部
16 表示部
18 評価層間変形角算出部
20 センサ部
22 取得部
24 推定部
26 算出部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 damage evaluation system 12 damage evaluation apparatus 14 memory | storage part 16 display part 18 evaluation interlayer deformation angle calculation part 20 sensor part 22 acquisition part 24 estimation part 26 calculation part

Claims (3)

建物を構成する部材毎に予め算出された、前記部材の損傷評価因子と、前記建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角と、の対応関係を表す損傷推定指標を取得する取得手段と、
前記建物を変形させるイベントが発生した際の前記建物の複数層の層間変形角から求められた評価層間変形角の時刻歴と、前記取得手段により取得された前記損傷推定指標と、に基づいて、前記イベントが発生した際の前記損傷評価因子の振幅を前記部材毎に推定する推定手段と、
前記推定手段により推定された前記損傷評価因子の振幅と、前記損傷評価因子の振幅と前記部材の破断寿命との対応関係を表す疲労曲線と、に基づいて、損傷度を前記部材毎に算出する算出手段と、
を備えた損傷評価装置。
Acquire a damage estimation index representing the correspondence between the damage evaluation factor of the member calculated in advance for each member constituting the building and the evaluation interlayer deformation angle obtained from the interlayer deformation angle of the plurality of layers of the building Acquisition means,
Based on the time history of the evaluation interlayer deformation angle obtained from the interlayer deformation angle of the multiple layers of the building when the event of deforming the building occurs, and the damage estimation index acquired by the acquisition unit, Estimation means for estimating, for each of the members, the amplitude of the damage evaluation factor when the event occurs;
The degree of damage is calculated for each of the members based on the amplitude of the damage evaluation factor estimated by the estimation means and a fatigue curve representing the correspondence between the amplitude of the damage evaluation factor and the fracture life of the member Calculation means,
Damage assessment device equipped with
前記評価層間変形角は、前記複数層の各層毎に設定された重みを用いて前記複数層の層間変形角を重み付け平均することにより求められたものである、
請求項1記載の損傷評価装置。
The evaluation interlayer deformation angle is obtained by weighted averaging of interlayer deformation angles of the plurality of layers using weights set for each of the plurality of layers.
The damage evaluation device according to claim 1.
前記評価層間変形角は、前記部材が存在する層の層間変形角と、前記部材が存在する層と隣接する層の層間変形角と、を用いて求められたものである、
請求項1又は請求項2記載の損傷評価装置。
The evaluation interlayer deformation angle is obtained using the interlayer deformation angle of the layer in which the member is present, and the interlayer deformation angle of the layer adjacent to the layer in which the member is present.
The damage evaluation device according to claim 1 or 2.
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