JPH1144615A - 地震時の建物損傷モニタリングシステム - Google Patents
地震時の建物損傷モニタリングシステムInfo
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- JPH1144615A JPH1144615A JP9200109A JP20010997A JPH1144615A JP H1144615 A JPH1144615 A JP H1144615A JP 9200109 A JP9200109 A JP 9200109A JP 20010997 A JP20010997 A JP 20010997A JP H1144615 A JPH1144615 A JP H1144615A
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- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 18
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 4
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 abstract description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 3
- 239000004744 fabric Substances 0.000 abstract 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
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- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】構造物内に引っ張られている強化材が存在しな
い通常の建物であっても、地震による損傷をモニタして
自動的に中央防災センタへ連絡する。 【解決手段】地震時の時刻歴波形を記録する地震記録計
１を、構造物内に引っ張られている強化材が存在しな
い、基礎部２を含む通常の建物３内の数カ所に設置し、
建物内ネットワーク４を介して計算機５に接続する。計
算機５は、地震後速やかに、基礎部２の地震記録計１か
ら得られた入力地震波と他の地震記録計１から得られた
建物３の応答波形の伝達関数を求め、この伝達関数を地
震前に得られている建物３の伝達関数と比較することに
より、建物３が損傷を受けたかどうか、建物３の損傷の
程度、あるいは損傷の場所等を判断し、その判断結果を
自動的に防災ネットワーク７を介して中央防災センタ８
に連絡する。
い通常の建物であっても、地震による損傷をモニタして
自動的に中央防災センタへ連絡する。 【解決手段】地震時の時刻歴波形を記録する地震記録計
１を、構造物内に引っ張られている強化材が存在しな
い、基礎部２を含む通常の建物３内の数カ所に設置し、
建物内ネットワーク４を介して計算機５に接続する。計
算機５は、地震後速やかに、基礎部２の地震記録計１か
ら得られた入力地震波と他の地震記録計１から得られた
建物３の応答波形の伝達関数を求め、この伝達関数を地
震前に得られている建物３の伝達関数と比較することに
より、建物３が損傷を受けたかどうか、建物３の損傷の
程度、あるいは損傷の場所等を判断し、その判断結果を
自動的に防災ネットワーク７を介して中央防災センタ８
に連絡する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば病院、警
察、消防署等の避難指定場所、あるいは、防災支援拠点
等の建物に対する地震時の損傷を中央防災センタよりモ
ニタする地震時の建物損傷モニタリングシステムに関す
る。
察、消防署等の避難指定場所、あるいは、防災支援拠点
等の建物に対する地震時の損傷を中央防災センタよりモ
ニタする地震時の建物損傷モニタリングシステムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】大地震による災害が発生した場合、明ら
かに崩壊している建物は別として、建物が損傷を受けた
かどうかは、一般には、構造専門家が地震発生後に被災
地を巡回して目視により判断していた。また、中央防災
センタへの通報も電話連絡等の手段を用いて人手により
行なわれていた。
かに崩壊している建物は別として、建物が損傷を受けた
かどうかは、一般には、構造専門家が地震発生後に被災
地を巡回して目視により判断していた。また、中央防災
センタへの通報も電話連絡等の手段を用いて人手により
行なわれていた。
【０００３】このような点を自動化しようという試みが
「特表平８−５１１６２２号：構造物における強化材の
連続監視」にてなされている。この発明は、「橋または
近代建築物のような構造物内の引っ張られている強化材
を連続して監視する装置」であり、「引っ張られている
強化材」が存在する建物にのみ適用できる技術である。
「特表平８−５１１６２２号：構造物における強化材の
連続監視」にてなされている。この発明は、「橋または
近代建築物のような構造物内の引っ張られている強化材
を連続して監視する装置」であり、「引っ張られている
強化材」が存在する建物にのみ適用できる技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記「構造物における
強化材の連続監視」の発明を利用すれば、地震発生後に
迅速に救援活動上重要な構造物の損傷状態を知ることが
可能となる。しかしながら、橋または近代建築物のよう
に、構造物内に引っ張られている強化材が存在しない、
通常の建物には適用することができない。
強化材の連続監視」の発明を利用すれば、地震発生後に
迅速に救援活動上重要な構造物の損傷状態を知ることが
可能となる。しかしながら、橋または近代建築物のよう
に、構造物内に引っ張られている強化材が存在しない、
通常の建物には適用することができない。
【０００５】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたもので、構造物内に引っ張られている強化材が存在
しない通常の建物であっても、地震による損傷をモニタ
して自動的に中央防災センタへ連絡することができる地
震時の建物損傷モニタリングシステムを提供することを
目的とする。
れたもので、構造物内に引っ張られている強化材が存在
しない通常の建物であっても、地震による損傷をモニタ
して自動的に中央防災センタへ連絡することができる地
震時の建物損傷モニタリングシステムを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る地震時の建
物損傷モニタリングシステムは、基礎部を含む建物の主
要な場所に設置された複数の強震記録計と、前記強震記
録計とネットワークで繋がる建物内に設置された計算機
と、前記建物内に設置された前記複数の強震記録計並び
に前記計算機からなるシステムを防災ネットワークによ
り統合的に管理する集中管理システムとを具備し、前記
計算機は、前記地震記録計からの信号により、ある程度
以上の加速度を感知した際、基礎部の地震波形と建物の
応答波形の伝達関数を求める第１の演算手段と、前記第
１の演算手段で得られた強震記録計の伝達関数と地震前
に得られている建物の伝達関数とを比較し、建物の損傷
の有無、建物の損傷部位及び損傷程度を判断する第２の
演算手段とを備えたことを特徴とする。
物損傷モニタリングシステムは、基礎部を含む建物の主
要な場所に設置された複数の強震記録計と、前記強震記
録計とネットワークで繋がる建物内に設置された計算機
と、前記建物内に設置された前記複数の強震記録計並び
に前記計算機からなるシステムを防災ネットワークによ
り統合的に管理する集中管理システムとを具備し、前記
計算機は、前記地震記録計からの信号により、ある程度
以上の加速度を感知した際、基礎部の地震波形と建物の
応答波形の伝達関数を求める第１の演算手段と、前記第
１の演算手段で得られた強震記録計の伝達関数と地震前
に得られている建物の伝達関数とを比較し、建物の損傷
の有無、建物の損傷部位及び損傷程度を判断する第２の
演算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
全体のシステム構成図である。図１に示すように地震時
の時刻歴波形を記録する例えば加速度計等の地震記録計
１を、基礎部２を含むモニタリングの対象となる建物
３、すなわち、構造物内に引っ張られている強化材が存
在しない、通常の建物３内の主要箇所に設置する。上記
地震記録計１は、建物内ネットワーク４を通じて上記建
物３の中に設置された計算機５に接続する。また、この
計算機５は、例えば電話回線、あるいは無線回線等によ
り構築してなる防災ネットワーク７を通じて中央防災セ
ンタ８に接続する。この中央防災センタ８は、上記建物
３内に設置された複数の地震記録計１、計算機５等より
なるシステムを防災ネットワーク７を介して統合的に管
理する集中管理システムを構成している。
実施形態を説明する。図１は本発明の一実施形態に係る
全体のシステム構成図である。図１に示すように地震時
の時刻歴波形を記録する例えば加速度計等の地震記録計
１を、基礎部２を含むモニタリングの対象となる建物
３、すなわち、構造物内に引っ張られている強化材が存
在しない、通常の建物３内の主要箇所に設置する。上記
地震記録計１は、建物内ネットワーク４を通じて上記建
物３の中に設置された計算機５に接続する。また、この
計算機５は、例えば電話回線、あるいは無線回線等によ
り構築してなる防災ネットワーク７を通じて中央防災セ
ンタ８に接続する。この中央防災センタ８は、上記建物
３内に設置された複数の地震記録計１、計算機５等より
なるシステムを防災ネットワーク７を介して統合的に管
理する集中管理システムを構成している。
【０００８】上記地震記録計１は、ある程度以上の加速
度を感知した場合に強震波形の記録を開始し、計算機５
は建物内ネットワーク４を通じて地震記録計１の地震波
形を収集する。上記計算機５は、その後、加速度が小さ
くなった時点で地震波形のデータ分析を開始し、基礎部
２の地震記録計１から得られた地震時の入力波形と他の
地震記録計１から得られた建物３の応答波形との伝達関
数６を求める。更に、計算機５は、この伝達関数６を地
震前に取得した建物３の伝達関数と比較することによ
り、建物３の構造物が地震により損傷を受けたかどうか
を判断し、また、損傷箇所並びに損傷程度を求める。
度を感知した場合に強震波形の記録を開始し、計算機５
は建物内ネットワーク４を通じて地震記録計１の地震波
形を収集する。上記計算機５は、その後、加速度が小さ
くなった時点で地震波形のデータ分析を開始し、基礎部
２の地震記録計１から得られた地震時の入力波形と他の
地震記録計１から得られた建物３の応答波形との伝達関
数６を求める。更に、計算機５は、この伝達関数６を地
震前に取得した建物３の伝達関数と比較することによ
り、建物３の構造物が地震により損傷を受けたかどうか
を判断し、また、損傷箇所並びに損傷程度を求める。
【０００９】上記計算機５は、解析終了後、直ちに、防
災ネットワーク７を通じて中央防災センタ８に解析結果
を連絡する。次に上記実施形態の動作を説明する。
災ネットワーク７を通じて中央防災センタ８に解析結果
を連絡する。次に上記実施形態の動作を説明する。
【００１０】建物の解析モデルは、一般に図２に示すよ
うな「離散系の集中質量−ばねモデル」で示すことがで
きる。また、図３に示すように集中質量の数に応じた振
動モードが存在する。各振動モードには、それぞれ固有
振動数がある。図４に示す地震時の入力波形と建物の応
答波形との伝達関数から、この固有振動数を見ることが
できる。
うな「離散系の集中質量−ばねモデル」で示すことがで
きる。また、図３に示すように集中質量の数に応じた振
動モードが存在する。各振動モードには、それぞれ固有
振動数がある。図４に示す地震時の入力波形と建物の応
答波形との伝達関数から、この固有振動数を見ることが
できる。
【００１１】一般に、建物の柱・はり等の構造部材が地
震中に損傷を受けると、剛性が低下し、固有振動数が低
下する。従って、固有振動数の低下から剛性の低下を求
め、構造部材の損傷の程度を知ることができる。
震中に損傷を受けると、剛性が低下し、固有振動数が低
下する。従って、固有振動数の低下から剛性の低下を求
め、構造部材の損傷の程度を知ることができる。
【００１２】１質点系の場合、剛性の低下は、固有振動
数の低下から次のように求めることができる。質量を
ｍ、剛性をｋとすると、固有振動数ｆは、
数の低下から次のように求めることができる。質量を
ｍ、剛性をｋとすると、固有振動数ｆは、
【００１３】
【数１】 となる。上記（１）式を変形すると、剛性ｋは、 ｋ＝（２πｆ）2 ｍ …（２） となる。
【００１４】損傷を受ける前の固有振動数をｆa 、損傷
を受けた後の固有振動数をｆb とし、固有振動数の低下
がβ倍あったとすると、次の関係式が成り立つ。 ｆb ＝βｆa …（３） 上記（３）式を（２）式に代入すると、 ｋb ＝（２πｆb ）2 ｍ＝（２πβｆa ）2 ｍ＝β2 ・（２πｆa ）2 ｍ ＝β2 ・ｋa …（４） となり、損傷前と損傷後の固有振動数の比βから、損傷
前の剛性ｋa と損傷後の剛性ｋb の比の関係を求めるこ
とができる。
を受けた後の固有振動数をｆb とし、固有振動数の低下
がβ倍あったとすると、次の関係式が成り立つ。 ｆb ＝βｆa …（３） 上記（３）式を（２）式に代入すると、 ｋb ＝（２πｆb ）2 ｍ＝（２πβｆa ）2 ｍ＝β2 ・（２πｆa ）2 ｍ ＝β2 ・ｋa …（４） となり、損傷前と損傷後の固有振動数の比βから、損傷
前の剛性ｋa と損傷後の剛性ｋb の比の関係を求めるこ
とができる。
【００１５】なお、上記剛性の低下と損傷の程度につい
ては、事前調査等により明らかにしておくものもとす
る。大地震時の伝達関数と大地震以前の小規模地震で記
録されていた伝達関数との比較、あるいは、大地震時に
時刻を区切って伝達関数を求めることにより得られる、
大地震初期時の伝達関数と終了時の伝達関数とを比較す
ると、図５に示すように固有振動数の変化を得ることが
できる。
ては、事前調査等により明らかにしておくものもとす
る。大地震時の伝達関数と大地震以前の小規模地震で記
録されていた伝達関数との比較、あるいは、大地震時に
時刻を区切って伝達関数を求めることにより得られる、
大地震初期時の伝達関数と終了時の伝達関数とを比較す
ると、図５に示すように固有振動数の変化を得ることが
できる。
【００１６】更に、モード形状を求めることにより、モ
ード形状の変化を知ることができ、どの部分の剛性がど
れだけ低下したかを知ることができるので、損傷場所を
推定することが可能となる。
ード形状の変化を知ることができ、どの部分の剛性がど
れだけ低下したかを知ることができるので、損傷場所を
推定することが可能となる。
【００１７】計算機５は、上記解析終了後、直ちに防災
ネットワーク７を通じて中央防災センタ８に解析結果、
すなわち、建物３の損傷状態を連絡する。従って、中央
防災センタ８では、地震発生後に迅速に救援活動上重要
な構造物の損傷状態を知ることができ、救援活動に役立
たせることができる。
ネットワーク７を通じて中央防災センタ８に解析結果、
すなわち、建物３の損傷状態を連絡する。従って、中央
防災センタ８では、地震発生後に迅速に救援活動上重要
な構造物の損傷状態を知ることができ、救援活動に役立
たせることができる。
【００１８】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、構
造物内に引っ張られている強化材が存在しない、通常の
建物内の数カ所に地震記録計を取り付け、この地震記録
計に接続された計算機により、地震後速やかに、基礎部
の地震記録計から得られた入力地震波と他の地震記録計
から得られた建物の応答波形の伝達関数を求め、この伝
達関数を地震前に得られている建物の伝達関数と比較す
ることにより、建物が損傷を受けたかどうか、建物の損
傷の程度、あるいは損傷の場所等を判断し、その判断結
果を自動的に防災ネットワークを介して中央防災センタ
に連絡するようにしたので、構造物内に引っ張られてい
る強化材が存在しない通常の建物であっても、中央防災
センタにおいて、地震発生後に迅速に救援活動上重要な
構造物の損傷状態を知ることができると共に、複数の構
造物で統一の取れた客観的な損傷程度を把握でき、救援
活動に役立たせることができる。
造物内に引っ張られている強化材が存在しない、通常の
建物内の数カ所に地震記録計を取り付け、この地震記録
計に接続された計算機により、地震後速やかに、基礎部
の地震記録計から得られた入力地震波と他の地震記録計
から得られた建物の応答波形の伝達関数を求め、この伝
達関数を地震前に得られている建物の伝達関数と比較す
ることにより、建物が損傷を受けたかどうか、建物の損
傷の程度、あるいは損傷の場所等を判断し、その判断結
果を自動的に防災ネットワークを介して中央防災センタ
に連絡するようにしたので、構造物内に引っ張られてい
る強化材が存在しない通常の建物であっても、中央防災
センタにおいて、地震発生後に迅速に救援活動上重要な
構造物の損傷状態を知ることができると共に、複数の構
造物で統一の取れた客観的な損傷程度を把握でき、救援
活動に役立たせることができる。
【図１】本発明の一実施形態に係る全体のシステム構成
図。
図。
【図２】同実施形態における建物の解析モデル図。
【図３】同実施形態における建物の振動モード図。
【図４】同実施形態における地震時の入力波形と建物の
応答波形との伝達関数を示す図。
応答波形との伝達関数を示す図。
【図５】同実施形態における伝達関数から判断する固有
振動数の変化について示した図。
振動数の変化について示した図。
１ 地震記録計 ２ 基礎部 ３ 建物 ４ 建物内ネットワーク ５ 計算機 ６ 伝達関数 ７ 防災ネットワーク ８ 中央防災センタ
Claims (1)
- 【請求項１】 基礎部を含む建物の主要な場所に設置さ
れた複数の強震記録計と、 前記強震記録計とネットワークで繋がる建物内に設置さ
れた計算機と、 前記建物内に設置された前記複数の強震記録計並びに前
記計算機からなるシステムを防災ネットワークにより統
合的に管理する集中管理システムとを具備し、 前記計算機は、前記地震記録計からの信号により、ある
程度以上の加速度を感知した際、基礎部の地震波形と建
物の応答波形の伝達関数を求める第１の演算手段と、前
記第１の演算手段で得られた強震記録計の伝達関数と地
震前に得られている建物の伝達関数とを比較し、建物の
損傷の有無、建物の損傷部位及び損傷程度を判断する第
２の演算手段とを備えたことを特徴とする地震時の建物
損傷モニタリングシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9200109A JPH1144615A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 地震時の建物損傷モニタリングシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9200109A JPH1144615A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 地震時の建物損傷モニタリングシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144615A true JPH1144615A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16418987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9200109A Withdrawn JPH1144615A (ja) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | 地震時の建物損傷モニタリングシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144615A (ja) |
Cited By (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1997
- 1997-07-25 JP JP9200109A patent/JPH1144615A/ja not_active Withdrawn
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