JP6956481B2 - 建物健全度評価システムおよび建物健全度評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、建物健全度評価システムおよび建物健全度評価方法に関する。

近年、地震発生後の建物の健全度を評価する方法について関心が高まっている。そのような評価に適した、地震発生後の建物の健全度を評価する建物健全度評価システムが知られている（特許文献１参照）。特許文献１によれば、地震時に受けた建物の健全度を評価して、その建物の状態が危険な状態になっていると判定した場合には、建物の利用者に対して避難することや建物の所有者に対して建物が損傷を受けていることなどを通知する。このような建物健全度評価システムは、健全度を評価した時点の建物の状態を明らかにすることで、利用者の安全確保や所有者の事業継続に貢献するものである。
ところで、１回の地震の地震動では損傷を受けなかった、又は損傷が小さかった建物が、それに続く余震などにより損傷を受けたり損傷が大きくなったりして被災することがある。例えば、同程度の地震動であっても、それを繰り返し受けた場合に、先の地震の地震動を受けたことにより生じた損傷と、それ以降の地震の地震動を受けることにより生じ得る損傷とが異なることがある。

特開２０１４−１３４４３６号公報

しかしながら、特許文献１によれば、地震を受けた建物の健全度を評価することができても、先の地震の後に発生する地震を仮定し、その仮定の地震を受けた建物の健全度を予測することは困難であった。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、先の地震の後に到来する地震後の建物の健全度を予測する建物健全度評価システムおよび建物健全度評価方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明の一態様は、建物が先の地震の地震波を受けたときの振動の記録に基づいた加速度成分と変位成分とを得て、前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の建物の健全度を予測する建物健全度評価システムであって、建物の揺れ方の変化の大きさの指標である塑性化度を前記加速度成分と前記変位成分とに基づいて算出し、建物の揺れの大きさの指標である応答度及び建物の変形の大きさの指標である変形度を前記振動の記録に基づいて算出する状態解析部と、前記加速度成分と前記変位成分とを用いて算出された前記塑性化度、前記応答度及び前記変形度を用いて前記建物の健全度を予測する健全度予測部と、を備える建物健全度評価システムである。

また、上記の建物健全度評価システムにおいて、前記健全度予測部は、前記建物が先の地震の地震波を受けたときの前記建物の振動の記録に基づいて、前記先の地震と同程度の地震波を前記建物が受けた後の前記建物の健全度を予測する。

また、本発明の一態様は、前記健全度予測部は、前記塑性化度、前記応答度及び前記変形度を判定の条件に含めて、前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の前記建物の健全度を予測する。

また、本発明の一態様は、前記健全度予測部は、「安全、注意、危険」の判定レベルを含む判定区分を用いた前記建物の健全度の判定において、前記先の地震による前記建物の振動の記録に基づいた前記建物の健全度を判定し、「注意」と判定された前記建物について、前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の前記建物の健全度を予測して、前記予測の結果に基づいた前記建物の健全度を判定し、前記予測の結果に基づいた前記判定により前記建物が「危険」と判定されたときに前記建物から避難することを推奨する説明を表示させる。

また、上記の建物健全度評価システムは、前記健全度予測部により予測された前記建物の健全度に基づいて、表示させる画像を生成する情報通知制御部を備える。

また、上記の建物健全度評価システムにおいて、前記情報通知制御部は、前記健全度予測部により予測された前記建物の健全度と、既に生じている前記建物の健全度との少なくとも何れか一方を含むように前記表示させる画像を生成する。

また、本発明の一態様は、建物が先の地震の地震波を受けたときの振動の記録に基づいた加速度成分と変位成分とを得て、前記建物が前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の建物の健全度を予測する建物健全度評価方法であって、建物の揺れ方の変化の大きさの指標である塑性化度を前記加速度成分と前記変位成分とに基づいて算出し、建物の揺れの大きさの指標である応答度及び建物の変形の大きさの指標である変形度を前記振動の記録に基づいて算出して、前記加速度成分と前記変位成分を用いて算出された前記塑性化度、前記応答度及び前記変形度を用いて前記建物の健全度を予測するステップを含む建物健全度評価方法である。

本発明によれば、先の地震の後に到来する地震後の建物の健全度を予測する建物健全度評価システムおよび建物健全度評価方法を提供することができる。

第１の実施形態の建物健全度評価システムの構成の一例を示す図である。 実施形態の加速度応答スペクトルの一例を示すグラフである。 実施形態の変形量と加速度または力の関係の変化の一例を示すグラフである。 実施形態の等価減衰定数の導出方法を模式的に示すグラフである。 実施形態の変形量と加速度または力の関係について、同程度の地震動を２回受けた場合の上記の関係をそれぞれ模式的に示すグラフである。 実施形態の健全度を評価する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。 実施形態の健全度を予測する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。 実施形態の情報通知部に表示される情報の一例を示す図である。 実施形態の建物健全度評価方法の処理流れの一例を示すフローチャートである。 第２の実施形態の健全度を評価する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。 実施形態の健全度を予測する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。

以下、実施形態の建物健全度評価システムおよび建物健全度評価方法について説明する。本実施形態の建物健全度評価システム１は、例えば、地震発生後に建物の健全度を評価するシステムであって、対象の建物が先の地震の地震波を受けたときの、その建物の振動の記録に基づいて、先の地震の後に発生する地震の地震波を、その建物が受けた後のその建物の健全度を予測するシステムである。

なお本願で言う「建物」とは、ビルや家屋に限らず、橋梁やその他の構造物でもよい。
また本願で言う「建物の層」とは、建物の変形性状を考える上で一体として取り扱うことができる建物の一部分を意味する。「建物の層」は、例えば、建物の各階（各階の床、梁、柱、および壁などで構成される部分）を意味する。

また、本願でいう「先の地震」とは、対象の建物に地震波が到来した地震のことである。例えば、先の地震として、地震波が到来した地震の振動の記録のうちから、地震動の大きさが比較的大きなもの又は最大のものが選択されてもよい。なお、本願における「先の地震の後に発生する地震」とは、将来発生する地震を含む。本願において、「先の地震」のことを「第１の地震」と呼び、「先の地震の後に発生する地震」のことを「第２の地震」と呼ぶことがある。
なお、以下の説明において、同じ構成を示す場合には同じ符号を付し、その構成の説明を省略することがある。

図１は、本実施形態の建物健全度評価システム１の構成の一例を示す図である。
図１に示すように、建物健全度評価システム１は、例えば、センサ群１０、判定処理部２０、データベース（ＤＢ）３０、および情報通知部４０を備える。ここで、センサ群１０は、健全度の評価対象となる建物１００に設けられている。一方で、判定処理部２０、データベース３０、および情報通知部４０は、建物１００に設けられてもよく、建物１００の外部（現場から離れたデータ監視室など）に設けられてもよい。

まず、センサ群１０について説明する。
図１に示すように、センサ群１０は、例えば、加速度計測部１１を含む。
加速度計測部１１は、複数の加速度センサＳを含む。複数の加速度センサＳの各々は、建物１００に入力される地震動（以下、入力地震動と称する）により建物に生じる加速度を加速度データとして計測する。ここで、建物１００は、例えば複数の層Ｆを有する。本実施形態では、複数の加速度センサＳは、建物１００の複数の層Ｆのなかでいくつかの層Ｆ（代表階）に設けられている。言い換えると、加速度センサＳは、建物１００の複数の層Ｆに対してとびとびに（例えば２層や３層に対して１つずつ）設けられている。なお、加速度センサＳは、建物１００の全ての層Ｆに設けられてもよい。また上記に代えて、加速度センサＳは、建物１００の最下層Ｆｂ（または最下層Ｆｂ近傍の層Ｆ）と最上層Ｆｒ（または最上層Ｆｒ近傍の層Ｆ）とにのみ設けられてもよい。

本実施形態では、複数の加速度センサＳは、加速度センサＳｂ、Ｓｍ、Ｓｒを含む。加速度センサＳｂは、建物１００の基礎部分を含む建物１００の最下層Ｆｂ（または最下層Ｆｂ近傍の層Ｆ）に設けられ、建物１００の最下層Ｆｂ（または最下層Ｆｂ近傍）における加速度を計測する。加速度センサＳｍは、建物１００の任意の中間層Ｆｍ（最下層Ｆｂおよび最上層Ｆｒ以外の層）に設けられ、建物１００の中間層Ｆｍにおける加速度を計測する。加速度センサＳｒは、建物１００の最上層Ｆｒ（または最上層Ｆｒ近傍の層Ｆ）に設けられ、建物１００の最上層Ｆｒ（または最上層Ｆｒ近傍）における加速度を計測する。なお、建物１００の最上層Ｆｒとは、例えば建物１００の屋上である。
なお以下では、建物１００の「最下層Ｆｂ」および「最下層Ｆｂ近傍の層Ｆ」を纏めて「最下層Ｆｂ」と称する。また、建物１００の「最上層Ｆｒ」および「最上層Ｆｒ近傍の層Ｆ」を纏めて「最上層Ｆｒ」と称する。

センサ群１０は、例えば建物１００の内部に判定処理部２０が設けられた場合、ケーブルや無線通信などを介して、センサ群１０により計測された計測データを判定処理部２０に送信する。また、センサ群１０は、例えば建物１００の外部に判定処理部２０が設けられた場合、インターネットによる情報通信網や無線通信などを介して、センサ群１０により計測された計測データを判定処理部２０に送信する。

次に、判定処理部２０の説明に先立ち、情報通知部４０について説明する。
情報通知部４０は、例えば建物１００の各層Ｆに設けられている。情報通知部４０は、公衆網、私設網などによる情報通信網または通信回線を介して、判定処理部２０から送られた情報を受信可能である。例えば、情報通知部４０は、建物１００の利用者が視認可能な表示画面を有し、判定処理部２０から送られた判定結果などを表示する。
なお上述したように、情報通知部４０は、建物１００の外部に設けられてもよい。

次に、判定処理部２０およびデータベース３０について説明する。
図１に示すように、判定処理部２０は、例えば、固有周期導出部２１、応答度導出部２２、変形度導出部２３、塑性化度導出部２４、健全度評価部（健全度予測部）２５、および情報通知制御部２６を有する。変形度導出部２３と塑性化度導出部２４は、状態解析部の一例である。なお、固有周期導出部２１、応答度導出部２２、変形度導出部２３、塑性化度導出部２４、健全度評価部２５、および情報通知制御部２６のうち一部または全部は、例えば、プログラムがＣＰＵのようなプロセッサによって実行されることで実現されるソフトウェア機能部でもよく、または同様の機能を有するＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのハードウェアであってもよく、またはソフトウェア機能部とハードウェアとによって実現されてもよい。なお、上記プログラムは、例えば建物健全度評価システム１に含まれるストレージデバイスに格納されている。また、データベース３０は、上記ストレージデバイスによって実現されてもよく、インターネットによる情報通信網などを通じてアクセス可能な外部デバイスによって実現されてもよい。

まず、固有周期導出部２１について説明する。
固有周期導出部２１は、センサ群１０により計測された計測データに基づき、建物１００の固有周期を導出する。例えば本実施形態では、固有周期導出部２１は、建物１００の最下層Ｆｂの加速度センサＳｂにより計測された計測データと、建物１００の最上層Ｆｒの加速度センサＳｒにより計測された計測データとを読み込む。そして、固有周期導出部２１は、建物１００の最下層Ｆｂの加速度センサＳｂにより計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）をフーリエ変換（周波数解析）することで、建物１００の最下層Ｆｂにおける加速度フーリエスペクトルを導出する。また、固有周期導出部２１は、建物１００の最上層Ｆｒの加速度センサＳｒにより計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）をフーリエ変換することで、建物１００の最上層Ｆｒにおける加速度フーリエスペクトルを導出する。そして、固有周期導出部２１は、例えば、建物１００の最上層Ｆｒにおける加速度フーリエスペクトルを建物１００の最下層Ｆｂにおける加速度フーリエスペクトルで除算して平滑化することで、最上層Ｆｒと最下層Ｆｂとのフーリエスペクトル比を導出する。そして、固有周期導出部２１は、最上層Ｆｒと最下層Ｆｂとのフーリエスペクトル比に基づき、建物１００の固有周期を導出する。例えば、固有周期導出部２１は、最上層Ｆｒと最下層Ｆｂとのフーリエスペクトル比において最大値をとる周波数の逆数を、建物１００の固有周期として導出する。

なお、固有周期導出部２１による建物１００の固有周期の導出方法は、上記例に限定されない。例えば、固有周期導出部２１は、加速度センサＳｒによって建物１００の最上階Ｆｒにおける微振動（常時微動）を計測し、この微振動に基づいて固有周期を導出してもよい。また、固有周期導出部２１は、建物１００が損傷した場合における固有周期伸張の影響を考慮し、前記導出された固有周期に対して予め設定された補正が行われた値を、建物１００の固有周期として導出してもよい。

また本願で言う「固有周期に関する情報」とは、上述のように加速度計測部１１による計測データに基づいて導出される値に代えて、建物１００の構造材や設計内容に基づく構造計算（例えば数値解析）などによって予め導出された固有周期の理論値でもよい。このような理論値は、例えばデータベース３０に事前に格納されている。すなわち、判定処理部２０の各機能部は、データベース３０を参照することで、建物１００の固有周期の値を取得してもよい。この場合、固有周期導出部２１は、省略されてもよい。

次に、応答度導出部２２について説明する。
応答度導出部２２は、加速度計測部１１により計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）に基づき、入力地震動に対する応答度を導出する。なお本願で言う「応答度」とは、入力地震動に対する応答スペクトルおよび応答値の少なくとも一方を含む。

例えば本実施形態では、応答度導出部２２は、建物１００の任意の１つの層Ｆの加速度センサＳ（例えば最下層Ｆｂの加速度センサＳｂ）により計測された計測データを読み込む。そして、応答度導出部２２は、上記加速度センサＳにより計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）に対して時刻歴応答解析を行うことで、入力地震動に対する加速度応答スペクトルを導出する。

図２は、応答度導出部２２により導出される加速度応答スペクトルの一例を示すグラフである。なお本願で言う「応答スペクトル」とは、加速度応答スペクトルに限らず、速度応答スペクトルや、変位応答スペクトルでもよい。すなわち、応答度導出部２２は、加速度応答スペクトルに代えて、または加速度応答スペクトルに加えて、入力地震動に対する速度応答スペクトルや、入力地震動に対する変位応答スペクトルを導出してもよい。

そして、本実施形態の応答度導出部２２は、導出された加速度応答スペクトルと、建物１００の固有周期に関する情報（例えば固有周期導出部２１により導出された建物１００の固有周期）とに基づき、入力地震動に対する加速度応答値（例えば建物１００の固有周期に対応した加速度応答値）を導出する。なお、建物１００の固有周期に対応した加速度応答値とは、例えば加速度応答スペクトルのなかで、建物１００の固有周期に対応した加速度応答値の値である（図２参照）。そして、応答度導出部２２は、導出された加速度応答値を、揺れの大きさを示す判定指標として健全度評価部２５に出力する。

なお本願で言う「応答値」とは、加速度応答値に限らず、速度応答値や、変位応答値でもよい。すなわち、応答度導出部２２は、導出された速度応答スペクトルまたは変位応答スペクトルと、建物１００の固有周期に関する情報とに基づき、入力地震動に対する速度応答値や変位応答値（例えば建物１００の固有周期に対応した速度応答値や変位応答値）を導出してもよい。そして、応答度導出部２２は、導出された速度応答値や変位応答値を、揺れの大きさを示す判定指標として健全度評価部２５に出力してもよい。

なお、応答度導出部２２は、応答スペクトルを導出することなく、加速度計測部１１により計測された計測データと、建物１００の固有周期に関する情報とに基づき、入力地震動に対する各種の応答値を直接に導出し、その導出された応答値を揺れの大きさを示す判定指標として健全度評価部２５に出力してもよい。また、応答度導出部２２は、各種の応答値に代えて、導出された応答スペクトル（加速度応答スペクトルや、速度応答スペクトル、変位応答スペクトル）そのものを、揺れの大きさを示す判定指標として健全度評価部２５に出力してもよい。

次に、変形度導出部２３について説明する。
変形度導出部２３は、例えば加速度計測部１１により計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）に基づき、建物１００の変形度（例えば、層間変位、層間変形角）を導出する。なお本願で言う「変形度」とは、建物１００の層間変位および層間変形角の少なくとも一方を含むが、これに限らず、建物１００の変形を伴う壁の傾斜角（例えば建物の基礎に対する壁の傾斜角）やねじれなどでもよい。なお本願で言う「変形度」とは、弾性変形を含む建物１００の変形の程度を意味する。

例えば本実施形態では、変形度導出部２３は、２つ以上の加速度センサＳにより計測された計測データを読み込む。そして、変形度導出部２３は、各加速度センサＳにより計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）に含まれる加速度を２回積分することで、各加速度センサＳが設けられた層Ｆの加速度方向の絶対変位（例えば水平方向の絶対変位）を導出する。そして、変形度導出部２３は、加速度センサＳが設けられた２つの層Ｆの変位量の差に基づき、それら２つの層Ｆの間の層間変位を導出する。なお、上記２つの層Ｆは、例えば加速度センサＳが設けられた複数の層Ｆのなかで互いに隣り合う２つの層Ｆであるが、これに限らず、加速度センサＳが設けられた複数の層Ｆのなかで１つ以上離れた２つの層Ｆでもよい。例えば本実施形態の変形度導出部２３は、全ての加速度センサＳにより計測された計測データを読み込み、加速度センサＳが設けられた全ての層Ｆのなかで互いに隣り合う全ての層Ｆの間の層間変位をそれぞれ導出する。

また本実施形態では、変形度導出部２３は、２つの層Ｆの間の導出された層間変位を、それら２つの層Ｆの間の鉛直方向の距離で除算することで、それら２つの層Ｆの間の層間変形角を導出する。なお、上記計算に用いる「２つの層Ｆの間の距離」を示す情報は、例えば予めデータベース３０に格納されている。例えば本実施形態では、変形度導出部２３は、加速度センサＳが設けられた全ての層Ｆの間の層間変形角を導出する。そして、変形度導出部２３は、導出された層間変位および層間変形角の少なくとも一方を、建物１００の変形の大きさを示す判定指標として健全度評価部２５に出力する。

次に、塑性化度導出部２４について説明する。
塑性化度導出部２４は、加速度計測部１１により計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）に基づき、建物１００の塑性化度（例えば建物１００に関する等価減衰定数、エネルギー吸収量、塑性率、累積塑性変形倍率）を導出する。なお本願で言う「塑性化度」とは、建物１００の塑性変形の程度を意味する。また本願で言う「建物に関する等価減衰定数」とは、建物の少なくとも一部における等価減衰定数を意味し、例えば、加速度センサＳが設けられた２つの層Ｆの間の等価減衰定数を意味する。なお、塑性化度導出部２４により導出される等価減衰定数は、例えば加速度センサＳが設けられた複数の層Ｆのなかで互いに隣り合う２つの層Ｆの間の等価減衰定数であるが、これに限らず、加速度センサＳが設けられた複数の層Ｆのなかで１つ以上離れた２つの層Ｆの間の等価減衰定数でもよい。例えば本実施形態の塑性化度導出部２４は、全ての加速度センサＳにより計測された計測データを読み込み、加速度センサＳが設けられた全ての層Ｆのなかで互いに隣り合う全ての層Ｆの間の等価減衰定数をそれぞれ導出する。また本願で言う等価減衰とは、例えば瞬間入力等価減衰を意味する。

図３は、変形量と加速度または力と関係の変化の一例を示す
グラフである。ここで、図３（ａ）は、建物１００に損傷が生じていない場合における変形量（例えば層間変位）と加速度または力との関係を示す。図３（ｂ）は、建物１００に損傷が生じた場合における変形量と加速度または力との関係を示す。

図３に示すように、建物１００に損傷が生じていない場合、変形量と加速度または力との関係は、直線状の比例関係にある。一方で、建物１００に損傷が生じた場合、変形量と加速度または力との関係は、比例関係ではなくなり、履歴カーブが膨らんだ形状になる。すなわち、建物１００に損傷が生じた場合、履歴カーブで囲まれる面積が増加する。この面積の増加量は、入力地震波に対するエネルギー吸収量に相当する。そこで本実施形態では、上記面積（履歴カーブの膨らみ具合）を、建物１００に関する等価減衰定数として指標化する。

図４は、等価減衰定数の導出方法を模式的に示すグラフである。
例えば、等価減衰定数をｈｅｑ、ｎステップの加速度をＡｎ、変形量（相対変形）をＤ、ｎステップの変形量の増分をΔＤｎとすると、下記の式（１）が成り立つ。ここで、ΔＷは、履歴カーブに囲まれる面積である。ΔＷは、例えば、固有周期の１サイクル分である。半サイクルの履歴カーブに囲まれる面積から１サイクル分を計算してもよい。なお、ΔＷを固有周期の１サイクル分とする場合は、入力地震動の全時間内におけるΔＷの最大値を採用してもよい。ここで、１サイクルとされる固有周期の値は、固有周期伸張の影響を考慮して予め設定された補正が行われた固有周期の値でもよい。また、Ｗｅは、図４中の斜線の三角形の面積である。Ｗｅの計算における加速度と変形量の値は、それぞれの最大値としてもよい。この場合、加速度と変形量の値は、同時刻の値でなくてもよい。また、加速度と変形量の値は、例えば正負の平均値が採用されてもよい。

次に、本実施形態の塑性化度導出部２４の具体的な処理の一例について説明する。
本実施形態の塑性化度導出部２４は、まず、変形度導出部２３と同様に、加速度計測部１１により計測された計測データ（絶対加速度の計測データ）を読み込む。そして、塑性化度導出部２４は、各加速度センサＳにより計測された計測データに含まれる加速度を２回積分することで、各加速度センサＳが設けられた層Ｆの加速度方向の変位を導出する。
そして、塑性化度導出部２４は、加速度センサＳが設けられた２つの層Ｆの変位量の差に基づき、それら２つの層Ｆの間の層間変位を導出する。上記２つの層Ｆは、例えば加速度センサＳが設けられた複数の層Ｆのなかで互いに隣り合う２つの層Ｆであるが、これに限らず、加速度センサＳが設けられた複数の層Ｆのなかで１つ以上離れた２つの層Ｆでもよい。例えば、本実施形態の塑性化度導出部２４は、全ての加速度センサＳにより計測された計測データを読み込み、加速度センサＳが設けられた全ての層Ｆのなかで、互いに隣り合う全ての層Ｆの間の層間変位をそれぞれ導出する。なお、塑性化度導出部２４は、自ら計算することに代えて、変形度導出部２３により導出された層間変位を示す情報を、変形度導出部２３から受け取ってもよい。図４中のグラフにおける横軸（変形量）はこの層間変位に相当する。

また、塑性化度導出部２４は、加速度計測部１１により計測された加速度の内、塑性化度算出対象層より上方の層Ｆで検出された加速度の値から演算処理した値を用いる。図４中のグラフにおける縦軸はこの演算処理により得られた加速度に相当する。塑性化度を導出する場合、本来であれば、縦軸として各層Ｆの復元力を使用したいところであるが、それを直接的に計測することは困難であるため、加速度値にて代替してもよい。ここで、各層Ｆの復元力は算出対象層よりも上方の層Ｆに作用した全ての地震力の累積和にて近似され、各層Ｆに作用する地震力は、各層Ｆの加速度と当該層Ｆの質量の積である。層Ｆの質量が正確に判明している場合は前述の方法にて算出した復元力を縦軸とすることが可能であるが、正確に判明していない場合は面積見合いにて質量を想定し、算出することも可能である。また、復元力は本来であれば、加速度に質量を乗じた単位となるが、本方法で最終的に求めたいのは（１）式による等価減衰定数であり、これを算出する上では、質量は分子分母の双方に現れ、最終的には相殺されるため含めていない。さらに、地震力（慣性力）の正負の向きと加速度の正負の向きは逆であるため、復元力の代替とする加速度についても符号を反転させる。このように、塑性化度導出上の加速度は、算出対象層よりも上方の層Ｆで検出された加速度の重み付き累積和の負の値となる。なお、等価減衰定数の導出は、上記の定義による加速度の重み付き累積和の負の値に代えて、計測された加速度より算出される別の値が用いられてもよい。

そして、塑性化度導出部２４は、例えば、導出された層間変位と、導出された加速度とに基づき、上述した式（１）による計算を行うことで、加速度センサＳが設けられた全ての層Ｆのなかで互いに隣り合う全ての層Ｆの間の等価減衰定数を導出する。

例えば本実施形態では、塑性化度導出部２４は、建物１００の固有周期に関する情報（例えば固有周期導出部２１により導出された建物１００の固有周期）に基づき、建物１００の固有周期の１サイクル毎（すなわち、履歴カーブの１サイクル毎）に対して等価減衰定数の値を導出する。なお、等価減衰定数の値の導出は、入力地震動に対してリアルタイムで行われてもよく、入力地震動が収まった後に纏めて行われてもよい。そして、塑性化度導出部２４は、複数の固有周期の期間を通じて見た場合（例えば入力地震動の全時間を通じて見た場合）の等価減衰定数の最大値を、健全度を評価する処理に用いられる等価減衰定数として導出する。なお、塑性化度導出部２４は、固有周期の１サイクル毎に等価減衰定数の値を導出することに代えて、建物１００の固有周期に関する情報を使用せずに例えば入力地震動の全期間の履歴カーブの情報に基づいて等価減衰定数の最大値を導出し、その導出された等価減衰定数の最大値を、健全度を評価する処理に用いられる等価減衰定数としてもよい。そして、塑性化度導出部２４は、導出された等価減衰定数を、建物１００の揺れ方の変化を示す判定指標として健全度評価部２５に出力する。なお、等価減衰定数の最大値の導出方法は、上記例に限定されない。

図５は、実施形態の変形量と加速度または力の関係について、同程度の地震動を２回受けた場合の上記の関係の変化をそれぞれ模式的に示すグラフである。この図５に示すグラフは、前述の図４と同様に、固有周期の１サイクル分の建物１００の変形量（層間変位）と加速度との関係を示す。なおこの図はあくまでも模式図であり、実際の計測データでは膨らんだ形状になる。またこの模式図や実際の関係図は、建物の履歴特性によって変わる。

図５（ａ）は、第１の地震時の固有周期の１サイクル分の建物１００の揺れの特徴を示している。例えば、１サイクルの軌跡は、Ｏ−ａ−ｂ１−ｃ１−ｄ１−ｅ―ｆ１−ｇ１−ｈ１の各点を経由するような形状として観測される。この場合の最大変位をδ１で示し、剛性をＫ１で示し、履歴面積をＡ１で示す。

剛性Ｋ１は、原点から延びる線分の横軸に対する角度（∠ｄＯｃ１）に対応する。この角度が大きいほど剛性が高い。

履歴面積Ａ１は、固有周期の１サイクル中に描かれた閉曲線の面積に対応する。

塑性化度導出部２４は、履歴面積Ａ１の面積から、建物１００が吸収したエネルギーの量を推定する。

図５（ｂ）は、第１の地震と同程度の規模の第２の地震を想定し、第２の地震時の固有周期の１サイクル分の建物１００の揺れの特徴を示している。例えば、１サイクルの軌跡は、Ｏ−ｂ２−ｃ２−ｄ２−ｆ２−ｇ２−ｈ２の各点を経由するような形状として観測される。塑性化度導出部２４は、図形Ｓ２を得る。この場合の最大変位をδ２で示し、剛性をＫ２で示し、履歴面積をＡ２で示す。

図５（ｃ）には、図５（ａ）と図５（ｂ）に示す各サイクルを対比して、それぞれの特性値の関係を整理した結果が示されている。
地震の大きさが同程度であれば、履歴面積Ａ２は、第１の地震時の履歴面積Ａ１に近い値をとり、それぞれの場合のエネルギー吸収量は同等になると考えられる。第２の地震時までに、コンクリートのひび割れなどが増加して、建物１００の剛性が低下していると仮定すれば、第２の地震時の剛性Ｋ２は、第１の地震時の剛性Ｋ１に比べ低下し、最大変位δ２は、第１の地震時の最大変位δ１に比べ大きくなる場合が考えられる。

次に、健全度評価部２５について説明する。
健全度評価部２５は、例えば、応答度導出部２２により導出された入力地震動に対する応答度（例えば応答スペクトルまたは応答値）、変形度導出部２３により導出された変形度（例えば層間変位または層間変形角）、および塑性化度導出部２４により導出された塑性化度（例えば等価減衰定数やエネルギー吸収量、塑性率、累積塑性変形倍率）の３つの判定指標に基づき、第１の地震時に受けた建物の状態を判定することにより建物１００の健全度を判定する。健全度評価部２５は、第１の地震の後に発生する第２地震を仮定し、その仮定による第２の地震を受けた建物１００の健全度を予測する。なお各判定に用いられる基準スペクトルや基準値（閾値）は、例えば建物１００ごとに設定される。

詳しく述べると、健全度評価部２５は、応答度導出部２２により導出された応答度と、予め設定された基準応答度とを比較する。例えば、健全度評価部２５は、応答度導出部２２により導出された応答値と、予め設定された複数の基準値（閾値）とを比較する。そして、健全度評価部２５は、複数の基準値に対する、応答度導出部２２により導出された応答値の大きさに基づき、揺れの大きさを複数のレベル（例えば小、中、大）に分類する。
また上記に代えて、健全度評価部２５は、応答度導出部２２により導出された応答スペクトルと、予め設定された基準スペクトルとを比較してもよい。そして、健全度評価部２５は、基準スペクトルに対する、応答度導出部２２により導出された応答スペクトルの大きさの程度に基づき、揺れの大きさを複数のレベル（例えば小、中、大）に分類してもよい。

なお、基準スペクトルは、例えば建物設計用の応答スペクトル、またはそれと同等の意味を持つスペクトルである。基準スペクトルは、例えば、告示波スペクトル（超高層建物、免震建物など）、許容応力度のような計算相当のスペクトル（中低層の一般的な耐震建物など）、または限界耐力計算のスペクトルなどであるが、これらに限定されない。また、例えば新耐震設計法の考え方において、標準せん断力係数Ｃｏが０．２と１．０の２段階で設定されてもよく、地震地域係数Ｚや振動特性係数Ｒｔなどが加味されてもよい。また、設計図書などにより余裕度があることが確認された場合、その余裕度が反映されてもよい。これらの考え方は、以下の各判定においても同様である。

また、健全度評価部２５は、変形度導出部２３により導出された変形度（例えば層間変位または層間変形角）と、予め設定された複数の基準値（閾値）とを比較することで、建物１００の変形の大きさを複数のレベル（例えば小、中、大）に分類する。例えば、層間変形角の閾値の一つは、この値を超える層間変形角が発生した場合、構造躯体の部材が変形などの損傷を受ける程の大きさ（破断などを含め、構造躯体の部材が変形した状態から元に戻らない状態となる塑性変形の限界を示す大きさ）に設定される。

また、健全度評価部２５は、塑性化度導出部２４により導出された塑性化度（例えば等価減衰定数やエネルギー吸収量、塑性率、累積塑性変形倍率）と、予め設定された複数の基準値（閾値）とを比較することで、建物１００の揺れ方の変化の大きさを複数のレベル（例えば小、中、大）に分類する。

なお、上述の基準スペクトルおよび各種の基準値（閾値）は、基準値情報３１として、データベース３０に格納されている。健全度評価部２５は、データベース３０を参照することで、基準スペクトルおよび各種の基準値（閾値）の情報を取得することができる。

そして、健全度評価部２５は、それぞれ複数のレベルに分類された揺れの大きさ、建物１００の変形の大きさ、および建物１００の揺れ方の変化の大きさの組み合わせにより、建物１００の健全度（例えば建物１００の継続使用の可否など）を評価する。本実施形態では、健全度評価部２５は、上記評価（健全度の判定）を、加速度センサＳが設けられた全ての層Ｆのなかで互いに隣り合う全ての層Ｆの間の領域に対して行う。

図６は、実施形態の健全度を評価する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。図６に示すように、判定テーブルでは、揺れの大きさ（例えば入力地震動に対する応答度）のレベル、建物１００の変形の大きさ（例えば建物１００の変形度）のレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさ（例えば建物１００の塑性化度）のレベルと、建物１００の健全度に関する複数のレベルとが予め対応付けられている。健全度評価部２５は、上記判定テーブルを参照することで、揺れの大きさのレベル、建物１００の変形の大きさのレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルに基づき、建物１００の健全度を予め設定された複数のレベルの中から一義的に導出する。建物１００の健全度に関する複数のレベルは、例えば、安全、注意、危険などである。

例えば、判定テーブルに割り当てられた建物１００の健全度は、建物１００の変形の大きさのレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルが同じであっても、揺れの大きさのレベルが大きい場合に危険度が増え、揺れの大きさのレベルが小さい場合に危険度が少なくなる。同様に、判定テーブルに割り当てられた建物１００の健全度は、揺れの大きさのレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルが同じであっても、建物１００の変形の大きさのレベルが大きい場合に危険度が増え、建物１００の変形のレベルが小さい場合に危険度が少なくなる。また、判定テーブルに割り当てられた建物１００の健全度は、揺れの大きさのレベル、および建物１００の変形の大きさのレベルが同じであっても、建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルが大きい場合に危険度が増え、建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルが小さいに場合に危険度が少なくなる。

建物健全度評価システム１は、上記の通り、図６に示す判定テーブルを用いて、第１の地震時に受けた建物１００の被災度を判定することにより、第１の地震後の建物１００の健全度を評価する。

なお、上記の図６に示す判定テーブルを用いた評価の結果により、建物１００は、第１の地震の地震動では比較的大きな損傷を受けず、第１の地震の後の建物１００の健全度が「注意」すべき状況にあると評価されることがある。ただし、第１の地震に続く地震の発生が見込まれる場合には、第１の地震より後に第２の地震が発生することが見込まれる。第２の地震が発生したときにその建物１００が継続して使用可能なものかを、第２の地震が発生する以前に判断することが容易ではないことがある。

そこで、本実施形態における健全度評価部２５は、さらに、第１の地震の後に第２の地震が発生すると仮定し、その第２の地震が発生した際の建物１００の健全度を予測する。

例えば、健全度評価部２５は、第１の地震より後に生じる第２の地震により建物１００に生じ得る損傷（状態）を予測して、第２の地震後の建物１００の健全度を予測してもよい。例えば、健全度評価部２５は、応答度導出部２２により導出された入力地震動に対する応答度（例えば応答スペクトルまたは応答値）、変形度導出部２３により導出された変形度（例えば層間変位または層間変形角）、および塑性化度導出部２４により導出された塑性化度（例えば等価減衰定数やエネルギー吸収量、塑性率、累積塑性変形倍率）の３つの判定指標に基づき、第１の地震より後に生じる第２の地震により建物１００に生じ得る損傷（状態）を予測することにより、第２の地震後の建物１００の健全度を予測する。その予測の結果に基づいて、第１の地震の後に建物１００を如何にして使用すべきかを判断するための情報が生成される。

図７は、実施形態の健全度を予測する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。図７に示すように、判定テーブルでは、前述と図６の判定テーブルと同様に、揺れの大きさのレベル、建物１００の変形の大きさのレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルと、建物１００の健全度に関する複数のレベルとが予め対応付けられている。

健全度評価部２５は、上記判定テーブルを参照することで、揺れの大きさのレベル、建物１００の変形の大きさのレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルに基づき、損傷を予測し、建物１００の健全度を予め設定された複数のレベルの中から一義的に導出する。

健全度を予測する場合において導出される建物１００の健全度に関する複数のレベルは、例えば、安全、注意、危険などである。

例えば、第１の地震の解析結果が前述の図３（ａ）に示したような状況にあれば、第１の地震後の健全度の判定により、図６の判定テーブルを用いて「安全」と判断される。その場合、その第１の地震と同様の地震が到来しても、その建物１００が「注意」又は「危険」と判断される可能性は低いと判断できる。そこで、上記の通り「安全」と判定された場合を、建物１００の健全度を予測（健全度予測）するための評価の対象から除外してもよい。この場合、建物１００の健全度に関する複数のレベルには、「安全」が含まれていなくてもよく、これに制限されない。

また、上記と同様に図６の判定テーブルを用いて「危険」と判定された場合を、健全度予測の対象から除外してもよい。既に「危険」と判定された建物が、「危険」以外のレベルになると判定されることはないため、評価の対象から除外しても支障はない。上記のように評価の対象とする条件を制限することにより、処理を簡略化することができる。

以下、健全度の評価方法の一例として、上記の図６の判定テーブルを用いて、「注意」と判定された場合を、健全度予測の評価の対象とする事例について説明する。

図６に示す判定テーブルと図７に示す判定テーブルとを対比すると、図６において揺れ方の変化が「中」である場合に、図７ではそれがさらに複数のレベルに分割されている点が異なる。

例えば、建物１００の揺れ方の変化を複数のレベル（例えば小、中、大）に分類するために予め設定された複数の基準値（閾値）に対応させて、例えば、第１閾値と第２閾値を設け、更に第３閾値を設けて、３つの閾値を利用する。第１閾値を揺れ方の変化の「小」と「中」を分ける基準にして、第２閾値を「中」と「大」を分ける基準にする。第３閾値は、第１閾値を超え第２閾値未満の値にする。これにより、「中」のレベルは、第３閾値を挟んで、例えば、第３閾値以下の「中１」のレベルと、第３閾値を超える「中２」のレベルとに分かれる。これにより、揺れ方の変化のレベルは、「小」と「中１」と「中２」と「大」の４つになる。

次に、第１の地震に基づいた建物１００の健全度の評価の結果が「注意」であり、第２の地震が到来した後の建物１００の健全度の評価の予測結果が「危険」と判定される場合を、幾つかの具体的な条件を挙げて説明する。

第１の例として、第１の地震時に揺れの大きさが「大」と判定されながら、建物の変形が「小」と判定されたことにより、第１の地震後の評価が「注意」であった場合について説明する。この場合、第１の地震時の建物の変形が「小」と判定されていたが、その地震で建物１００の塑性化度が高まっていることがある。つまり、揺れ方の変化が「中２」と判定され、第２の地震の揺れの大きさが「大」である場合には、建物１００が第２の地震の地震動を受けると、建物１００の変形がより大きくなることが想定される。つまり第１の地震では、建物１００の変形が「小」と判定されていたものが、第２の地震では、その変形が「中」又は「大」と判定されることが推定される。そこで、第１の地震時に揺れの大きさが「大」と判定され、建物の変形が「小」と判定され、揺れ方の変化が「中２」と判定された場合、健全度評価部２５は、第２の地震により「危険」な状況が発生し得るものと評価する。

第２の例として、第１の地震時に揺れの大きさが「中」と判定されながら、建物の変形が「中」と判定されたことにより、第１の地震後の評価が「注意」であった場合について説明する。この場合、第１の地震時の建物の変形が「中」と判定されていたが、その地震で建物１００の塑性化度が高まっていることがある。つまり、揺れ方の変化が「中２」と判定され、第２の地震の揺れの大きさが「中」である場合には、建物１００が第２の地震の地震動を受けると、建物１００の変形がより大きくなることが想定される。つまり第１の地震では、建物１００の変形の大きさが「中」と判定されていたものが、第２の地震では、その変形が「大」と判定されることが推定される。そこで、第１の地震時に揺れの大きさが「中」と判定され、建物の変形が「中」と判定され、揺れ方の変化が「中２」と判定された場合、健全度評価部２５は、第２の地震により「危険」な状況が発生し得るものと評価する。

第３の例として、第１の地震時に揺れの大きさが「小」と判定されながら、建物の変形が「大」と判定されたことにより、第１の地震後の評価が「注意」であった場合について説明する。この場合、第１の地震時の建物の変形が「大」と判定されていたが、その地震で建物１００の塑性化度が高まっていることがある。つまり、揺れ方の変化が「中２」と判定され、第２の地震の揺れの大きさが「小」である場合であっても、建物１００が第２の地震の地震動を受けると、建物１００の変形がより大きくなることが想定される。つまり第１の地震では、建物１００の変形が「小」と判定されていたものが、第２の地震では、その変形が「中」又は「大」と判定される揺れとなることが推定される。そこで、第１の地震時に揺れの大きさが「小」と判定され、建物の変形が「大」と判定され、揺れ方の変化が「中２」であった場合には、健全度評価部２５は、第２の地震により「危険」な状況が発生し得るものと評価する。

図６と図７に例示した判定テーブルを用いる判定方法であれば、上記のような条件を満たす場合には、健全度評価部２５は、第２の地震が到来した場合の評価結果を「注意」すべき状況ではなく、「危険」な状況になると判定する。なお、上記のような条件を満たさない場合は、比較的危険度が低いものとして、それらの評価結果を「注意」すべき状況とする判定を維持する。このように、第１の地震後の建物１００の健全性を評価するための判定テーブルと、第２の地震が到来した場合の判定テーブルとを分けることにより、第１の地震後の建物１００の健全性の評価を実施できることに加え、第２の地震が到来した場合の建物１００の健全性を予測することが可能になる。
なお、上記の各判定テーブルが、判定テーブル情報３２としてデータベース３０に格納されていることで、地震時の通信を削減することが可能になる。

次に、情報通知制御部２６について説明する。
情報通知制御部２６は、情報通知部４０に制御信号を送ることで、情報通知部４０の表示動作などを制御する。情報通知制御部２６は、判定処理部２０による判定結果を含む情報を情報通知部４０に送り、その情報を情報通知部４０の表示画面に表示させる。
上記により、建物健全度評価システム１は、第１の地震の後に建物１００を如何にして使用すべきかを判断するのに有効な情報の提供を可能にする。

図８は、実施形態の情報通知部４０に表示される情報の一例を示す図である。図８に示す画像は、情報通知部４０により表示される情報の一例である。

領域Ｚ２０は、検出された地震のうちから選択された地震の観測記録に基づいた判定の結果を示すための領域である。選択された地震波、例えば、最大規模と判定された地震である。この領域Ｚ２０には、例えば、下記の領域Ｚ２１からＺ２３が含まれる。

例えば、領域Ｚ２１には、地震の発生時刻、推定震度、判定結果と推奨する行動（次の行動））などの情報が表示されていてもよい。

例えば、領域Ｚ２２には、当該建物が立っている敷地の揺れ（当該敷地の揺れ）の情報と、当該建物における各階の揺れの情報が示されてもよい。図８に示すように、当該建物が立っている敷地の揺れの情報には、その大きさとその最大加速度の値などが含まれる。図８に示す例では、当該敷地の揺れの大きさが「震度５強」であり、その最大加速度の値が「１９７ｇａｌ」である。

当該建物における各階の揺れの情報には、各階のうち最も揺れた階の揺れ（建物最大の揺れ）の大きさと、その最大加速度の値などの情報が含まれる。図８に示す例では、建物最大の揺れの大きさが「震度６強」であり、その最大加速度の値が「７０５ｇａｌ（ガル）」である。

例えば、領域Ｚ２３には、第１の地震の後に到来する第２の地震の地震波をその建物が受けた場合を仮定した建物健全度の予測の結果が示されている。

例えば、領域Ｚ２０には、「同程度の地震が発生した場合」の評価結果が示されている。ここでは、上記の領域Ｚ２２に示した「震度５強」の地震（先の地震）の後に、同程度の地震が発生すると仮定する。「同程度の地震」とは、「先の地震」の規模、強度、揺れ方などの何れかが類似する地震を含む。

その仮定に基づいて、健全度評価部２５は、その地震の地震波を建物１００が受けた場合における、その建物１００の健全度を予測する。健全度評価部２５は、それを予測することにより、その地震が発生した場合には、「危険」な状態になる可能性がある、と判定する。さらに、健全度評価部２５は、「予測結果」により「危険」な状態が生じ得ることを表示し、「余震の際は建物から避難してください」など、避難を推奨する説明を領域Ｚ２３内に表示する。

なお、前述の図８に示す画像の領域Ｚ２３の表示は、建物の損傷（状態）を予測した結果から、その健全度が「危険」な状態となると判定された場合に限り表示するようにしてもよい。

上記の通り、情報通知部４０の表示画面には、例えば標準出力として、計測震度、層間変形角、および健全度の判定結果などが表示される。また、情報通知部４０の表示画面には、詳細出力として、応答スペクトル、建物１００の固有周期、および等価減衰定数などが表示されてもよい。また、情報通知制御部２６は、これらと同様の内容をレポートファイルとして出力してもよい。

次に、本実施形態の建物健全度評価方法の処理流れの一例を示す。
図９は、建物健全度評価システム１による建物健全度評価方法の処理流れの一例を示すフローチャートである。なお以下に示すフローチャートは、揺れの大きさを示す判定指標として入力地震動に対する加速度応答値を導出し、建物１００の変形の大きさを示す判定指標として層間変形角を導出し、揺れ方の変化の大きさを示す判定指標として等価減衰定数を導出する例を示している。

図９に示すように、建物１００に地震動が入力された場合、例えば加速度センサＳが予め設定された閾値を超える加速度を計測する。本実施形態では、例えば加速度センサＳが予め設定された閾値を超える加速度を計測したことをトリガーに、以下のフローチャートの処理がスタートする。なおこれに代えて、建物健全度評価システム１は、以下のフローチャートの処理を所定周期毎に常に行っていてもよい。なお以下に示す処理のなかで加速度の検出以外の処理は、地震動が収まってから行われてもよい。

まず、建物１００に設けられた複数の加速度センサＳにより建物１００の各層Ｆにおける加速度が計測される（Ｓ１００）。各加速度センサＳにより計測された加速度データは、計測データとして判定処理部２０に送られる。

判定処理部２０の固有周期導出部２１は、例えば最下層Ｆｂおよび最上層Ｆｒの加速度センサＳにより計測された加速度データをそれぞれフーリエ変換し、最下層Ｆｂおよび最上層Ｆｒにおける加速度フーリエスペクトルをそれぞれ導出する（Ｓ１１１）。次に、固有周期導出部２１は、最下層Ｆｂおよび最上層Ｆｒにおける加速度フーリエスペクトルに基づき、最上層Ｆｒと最下層Ｆｂとのフーリエスペクトル比を導出する（Ｓ１１２）。そして、固有周期導出部２１は、最上層Ｆｒと最下層Ｆｂとのフーリエスペクトル比に基づき、建物１００の固有周期を導出する（Ｓ１１３）。

判定処理部２０の応答度導出部２２は、加速度センサＳ（例えば最下層Ｆｂの加速度センサＳｂ）により計測された計測データに対して時刻歴応答解析を行い、入力地震動に対する加速度応答スペクトルを導出する（Ｓ１２１）。そして、応答度導出部２２は、導出された加速度応答スペクトルと、固有周期導出部２１により導出された建物１００の固有周期とに基づき、地震動に対する加速度応答値を導出する（Ｓ１２２）。そして、応答度導出部２２は、導出された加速度応答値を健全度評価部２５に出力する。

判定処理部２０の変形度導出部２３は、各加速度センサＳにより計測された計測データに基づき、各加速度センサＳが設けられた層Ｆの絶対変位を導出する（Ｓ１３１）。そして、変形度導出部２３は、例えば絶対変位が導出された２つの層Ｆの変位量の差分に基づき、それら２つの層Ｆの間の層間変位を導出する（Ｓ１３２）。次に、変形度導出部２３は、２つの層Ｆの間の層間変位を、２つの層Ｆの間の距離で除算することで、２つの層Ｆの間の層間変形角を導出する（Ｓ１３３）。そして、変形度導出部２３は、導出された層間変形角を健全度評価部２５に出力する。

判定処理部２０の塑性化度導出部２４は、各加速度センサＳにより計測された計測データに基づき、各加速度センサＳが設けられた層Ｆの絶対変位を導出する（Ｓ１４１）。そして、変形度導出部２３は、例えば絶対変位が導出された２つの層Ｆの変位量の差分に基づき、それら２つの層Ｆの間の層間変位を導出する（Ｓ１４２）。次に、塑性化度導出部２４は、導出された層間変位と、各加速度センサＳにより計測された加速度と、固有周期導出部２１により導出された建物１００の固有周期とに基づき、例えば固有周期の１サイクル毎の等価減衰定数を導出する。そして、塑性化度導出部２４は、例えば入力地震動の全時間を通じて見た場合の等価減衰定数の最大値を、建物１００に関する等価減衰定数として導出する（Ｓ１４３）。そして、塑性化度導出部２４は、導出された等価減衰定数を健全度評価部２５に出力する。なお、Ｓ１４１およびＳ１４２の処理は、Ｓ１３１およびＳ１３２の処理と共通化されてもよい。

次に、健全度評価部２５は、応答度導出部２２により導出された地震動に対する加速度応答値、変形度導出部２３により導出された層間変形角、および塑性化度導出部２４により導出された等価減衰定数の３つの判定指標に基づき、建物１００の健全度を評価する（Ｓ１５１）。例えば、上記の建物１００の健全度を評価には、第１の地震後の建物１００の健全度の評価と、第１の地震の後に第２の地震が発生すると仮定した場合の、その第２の地震が発生した際の建物１００の健全度の予測が含まれていてもよい。

次に、情報通知制御部２６は、健全度評価部２５により判定された判定結果を情報通知部４０に送信する（Ｓ１５２）。そして、情報通知部４０は、健全度評価部２５により判定された判定結果を表示画面に表示するなど情報出力を行う（Ｓ１５３）。

このような構成によれば、先の地震の後に到来する地震後の建物の健全度を予測する建物健全度評価システム１および建物健全度評価方法を提供することができる。すなわち、例えば本実施形態の建物健全度評価システム１は、建物１００が先の地震の地震波を受けたときの振動の記録に基づいて、先の地震の後に発生する地震の地震波を建物１００が受けた後の建物１００の健全度を予測する健全度評価部２５（健全度予測部）を備える。このような構成によれば、先の地震の後に発生する地震の地震波を建物１００が受ける場合を想定し、建物１００が先の地震の地震波を受けたときの振動の記録に基づいて、その後に発生する地震後の建物１００の健全性を予想することができる。

なお、建物健全度評価システム１の健全度評価部２５は、建物１００が先の地震の地震波を受けたときの建物１００の振動の記録に基づいて、先の地震と同様の強度の地震波を建物１００が受けた後の建物の健全度を予測してもよい。これによれば、建物健全度評価システム１は、建物１００において観測された振動の記録に基づいて、その後に発生する地震後の建物１００の健全性を予想することができる。

なお、建物健全度評価システム１の健全度評価部２５は、建物１００の塑性化度又は建物１００の変形度を判定の条件に含めて、先の地震の後に発生する地震の地震波を建物１００が受けた後の建物１００の健全度を予測してもよい。これによれば、建物健全度評価システム１は、建物１００の塑性化度又は建物１００の変形度を判定の条件に含めた評価により、先の地震の後に発生する地震の地震波を建物１００が受けた後の建物１００の健全度を予測することができる。

なお、建物健全度評価システム１の健全度評価部２５は、建物１００の振動の記録に基づいた判定により、建物の使用を控えるべきと判定されるほどの損傷を受けていないと判定された建物１００について、先の地震の後に発生する地震の地震波を建物１００が受けた後の建物１００の健全度を予測するようにしてもよい。これにより、建物１００の健全度を予測する処理を簡素化することができる。

なお、建物健全度評価システム１は、健全度評価部２５により予測された建物１００の健全度に基づいて、表示させる画像を生成する情報通知制御部２６を備えていてもよい。これにより、建物１００の健全度の予測の結果を表示するための画像を生成することができる。

なお、建物健全度評価システム１の情報通知制御２６は、健全度評価部２５により予測された建物１００の健全度と、既に生じている建物１００の健全度との少なくとも何れか一方を含む画像を生成してもよい。これにより、予測された建物１００の健全度と、既に生じている建物１００の健全度の一方又は双方を含む画像を得ることができる。

なお、建物健全度評価システム１の情報通知制御２６は、健全度評価部２５により予測された建物１００の健全度に基づいて、予測された建物１００の健全度と、既に生じている建物１００の健全度との何れを画像に表示させるかを調整してもよい。これにより、情報通知制御２６は、上記の画像に所望の情報を表示させることができる。

（第１の実施形態の変形例）
次に、第１の実施形態の変形例について説明する。第１の実施形態では、健全度評価部２５は、建物１００の塑性化度又は建物１００の変形度を判定の条件に含めて、先の地震の後に発生する地震の地震波を建物１００が受けた後の建物１００の健全度を予測する事例について説明した。

これに代えて、本変形例では、健全度評価部２５は、建物１００のエネルギー吸収量を判定の条件に含めるようにしてもよい。建物１００のエネルギー吸収量は、前述の図５に示した１サイクル分の履歴面積Ａに対応する。履歴面積Ａが広くなることと、建物１００の塑性化度が高まることと、建物１００のエネルギー吸収量が多いこととは、互いに等価である。健全度評価部２５は、建物１００のエネルギー吸収量を判定の条件に含めて、先の地震の後に発生する地震の地震波を建物１００が受けた後の建物１００の健全度を予測することができる。つまり、建物１００の塑性化度を条件にすることに代えて、建物１００のエネルギー吸収量を利用しても、第１の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、入力地震動に対する応答度、建物１００の変形度、および建物１００の塑性化度の３つの判定指標に基づき、建物１００の健全度を判定する事例について説明した。これに代えて、本実施形態では、建物１００の変形度、および建物１００の塑性化度の２つの判定指標に基づき、建物１００の健全度を判定する事例について説明する。第１の実施形態との相違点を中心に説明する。

図１０は、健全度を評価する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。図１１は、健全度を予測する処理に用いられる判定テーブルの一例を示す図である。

図１０に示す判定テーブルでは、建物１００の変形の大きさ（例えば建物１００の変形度）のレベルと、建物１００の健全度に関する複数のレベルとが予め対応付けられている。健全度評価部２５は、上記判定テーブルを参照することで、建物１００の変形の大きさのレベルに基づき、建物１００の健全度を予め設定された複数のレベルの中から一義的に導出する。建物１００の健全度に関する複数のレベルは、例えば、安全、注意、危険などである。
建物健全度評価システム１は、上記の通り、図１０に示す判定テーブルを用いて、第１の地震時に受けた建物１００の状態を判定することにより、第１の地震後の建物１００の健全度を評価する。

図１１に示す判定テーブルでは、建物１００の変形の大きさのレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルと、建物１００の健全度に関する複数のレベルとが予め対応付けられている。健全度評価部２５は、上記判定テーブルを参照することで、建物１００の変形の大きさのレベル、および建物１００の揺れ方の変化の大きさのレベルに基づき、建物１００の健全度を予め設定された複数のレベルの中から一義的に導出する。建物１００の健全度に関する複数のレベルは、例えば、安全、注意、危険などである。

本実施形態においても、第１の地震に対する評価が「安全」と判定された場合と、「危険」と判定された場合を、健全度予測の対象から除外することにより、処理を簡略化することができる。

図１０に示す判定テーブルと図１１に示す判定テーブルとを対比すると、図１０において変形の大きさが「中」である場合に、図１１ではそれがさらに複数のレベルに分割されている。

例えば、建物１００の変形の大きさを複数のレベル（例えば小、中、大）に分類するために予め設定された複数の基準値（閾値）に対応させて、第１閾値（例えば、図５に示すδＴＨ１。）と第２閾値（例えば、図５に示すδＴＨ２。）を設け、更に第３閾値（例えば、図５に示すδＴＨ３。）を設けて、３つの閾値を利用する。第１閾値を変形の大きさの「小」と「中」を分ける基準にして、第２閾値を「中」と「大」を分ける基準にする。第３閾値は、第１閾値を超え第２閾値未満の値にする。これにより、「中」のレベルは、第３閾値を挟んで、例えば、第３閾値以下の「中１」のレベルと、第３閾値を超える「中２」のレベルとに分かれる。これにより、変形の大きさのレベルは、「小」と「中１」と「中２」と「大」の４つになる。

次に、第１の地震に基づいた建物１００の健全度の評価の結果が「注意」であり、第２の地震が到来した後の建物１００の健全度の評価の予測結果が「危険」と判定される場合について説明する。

第１の地震時に建物の変形が「中」と判定されたことにより、第１の地震後の評価が「注意」であった場合について説明する。この場合、第１の地震時の建物の変形が「中」と判定されていたが、その地震で建物１００の塑性化度が高まっていることがある。つまり、揺れ方の変化が「大」と判定され、第１の地震時の建物の変形が「中２」である場合には、建物１００が第２の地震の地震動を受けると、建物１００の変形がより大きくなることが想定される。つまり第１の地震では、建物１００の変形が「中」と判定され、「注意」すべき状況にあると評価されていても、第２の地震では、その変形が「大」と判定されることが推定される。つまり、第１の地震時に建物の変形が「中２」と判定され、揺れ方の変化が「大」と判定された場合、健全度評価部２５は、第２の地震により「危険」な状況が発生し得るものと評価する。

図１０と図１１において例示した判定テーブルを用いる判定方法であれば、上記の条件を満たす場合に、第２の地震が到来した場合の評価結果が「注意」ではなく、それに代えて「危険」であると判定する。第１の地震後の建物１００の健全性を評価するための判定テーブルと、第２の地震が到来した場合の判定テーブルとを分けることにより、第１の地震後の建物１００の健全性の評価を実施できることに加え、第２の地震が到来した場合の建物１００の健全性を予測することが可能になる。

上記の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を奏することの他、層間変形角などを利用して建物１００の変形の大きさを条件に含めて建物１００の健全性を判定する場合に、更に建物１００の揺れ方の変化の大きさを条件に加えることで、将来発生する地震（第２の地震）による建物１００の健全度を予測することが可能になる。

なお、建物１００の揺れ方の変化は、等価減衰定数を指標に用いることで、容易に数値化することができる。ただし、等価減衰定数については、その元となる加速度と変形の関係、すなわち建物の復元力特性は構造種別により異なる。例えば、鉄骨造建物の場合、層としての復元力特性は完全バイリニアあるいは完全トリリニアに近似して、鉄筋コンクリート造建物の場合のそれは剛性低減型バイリニア、あるいは剛性低減型トリリニアに近似してもよい。また、実際の建物にはいわゆる内部粘性減衰が存在し、それによっても加速度と変形は影響を受ける。さらに、制振装置を導入している建物であればその影響も受ける。このように、等価減衰定数の値にはばらつきが存在するため、絶対的な判定指標を定めることは困難であり、建物健全度の判定に用いる際にはその点に留意する必要がある。そこで、建物の損傷の判断において同様に有益である、応答度と組み合わせて判定の精度を高めてもよい。

本実施形態では、応答度導出部２２は、前記応答スペクトルおよび前記応答値の少なくとも一方として、入力地震動に対する加速度応答スペクトルおよび加速度応答値の少なくとも一方を導出する。そして、健全度評価部２５は、応答度導出部２２により導出された加速度応答スペクトルまたは加速度応答値に基づき、建物１００の健全度を評価する。このような構成によれば、建物１００の健全度に対して影響が大きい加速度応答スペクトルまたは加速度応答値によって建物１００の健全度を判定することができる。これにより、健全度をより精度良く判定することができる。

以上、実施形態に係る建物健全度評価システム１および建物健全度評価方法について説明したが、実施形態は上記例に限定されない。例えば、建物健全度評価システム１は、変形度導出部２３を有さずに、応答度導出部２２により導出された応答度と、塑性化度導出部２４により導出された塑性化度との２つの判定指標に基づき、建物１００の健全性を評価してもよい。

１…建物健全度評価システム、１１…加速度計測部、２１…固有周期導出部、２２…応答度導出部、２３…変形度導出部（状態解析部）、２４…塑性化度導出部（状態解析部）、２５…健全度評価部（健全度予測部）、２６…情報通知制御部、１００…建物、Ｓ…加速度センサ、Ｆ…建物の層。

Claims (7)

1. 建物が先の地震の地震波を受けたときの振動の記録に基づいた加速度成分と変位成分とを得て、前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の建物の健全度を予測する建物健全度評価システムであって、
   建物の揺れ方の変化の大きさの指標である塑性化度を前記加速度成分と前記変位成分とに基づいて算出し、建物の揺れの大きさの指標である応答度及び建物の変形の大きさの指標である変形度を前記振動の記録に基づいて算出する状態解析部と、
   前記加速度成分と前記変位成分とを用いて算出された前記塑性化度、前記応答度及び前記変形度を用いて前記建物の健全度を予測する健全度予測部と、
   を備える建物健全度評価システム。
2. 前記健全度予測部は、
   前記建物が先の地震の地震波を受けたときの前記建物の振動の記録に基づいて、前記先の地震と同程度の強度の地震波を前記建物が受けた後の前記建物の健全度を予測する、
   請求項１に記載の建物健全度評価システム。
3. 前記健全度予測部は、
   前記塑性化度、前記応答度及び前記変形度を判定の条件に含めて、前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の前記建物の健全度を予測する、
   請求項１又は請求項２に記載の建物健全度評価システム。
4. 前記健全度予測部は、
   「安全、注意、危険」の判定レベルを含む判定区分を用いた前記建物の健全度の判定において、
   「注意」と判定された前記建物について、前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の前記建物の健全度を予測して、前記予測の結果に基づいた前記建物の健全度を判定し、
   前記予測の結果に基づいた前記判定により前記建物が「危険」と判定されたときに前記建物から避難することを推奨する説明を表示させる、
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の建物健全度評価システム。
5. 前記健全度予測部により予測された前記建物の健全度に基づいて、表示させる画像を生成する情報通知制御部
   を備える請求項１から請求項４の何れか１項に記載の建物健全度評価システム。
6. 前記情報通知制御部は、
   前記健全度予測部により予測された前記建物の健全度と、既に生じている前記建物の健全度との少なくとも何れか一方を含むように前記表示させる画像を生成する、
   請求項５に記載の建物健全度評価システム。
7. 建物が先の地震の地震波を受けたときの振動の記録に基づいた加速度成分と変位成分とを得て、前記建物が前記先の地震の後に発生する地震の地震波を前記建物が受けた後の建物の健全度を予測する建物健全度評価方法であって、
   建物の揺れ方の変化の大きさの指標である塑性化度を前記加速度成分と前記変位成分とに基づいて算出し、建物の揺れの大きさの指標である応答度及び建物の変形の大きさの指標である変形度を前記振動の記録に基づいて算出して、前記加速度成分と前記変位成分を用いて算出された前記塑性化度、前記応答度及び前記変形度を用いて前記建物の健全度を予測するステップ
   を含む建物健全度評価方法。

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