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公開番号2025150321
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024051140
出願日2024-03-27
発明の名称地震発生時の応答予測方法及び応答予測システム
出願人飛島建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01M 99/00 20110101AFI20251002BHJP(測定;試験)
要約【課題】必要最小限の加速度計測装置の設置により建物の応答を予測することができる地震発生時の応答予測方法及び応答予測システムを提供する。
【解決手段】地震発生時の応答予測方法では、準備工程として各階の荷重-水平変位曲線を作成し、1質点系に縮約して、建物の代表的な加速度と水平変位量との関係を示す性能曲線を作成する。地震発生時には、1台の加速度計測装置から計測された加速度に基づいて加速度応答スペクトル及び変位応答スペクトルを算出し、加速度-変位応答スペクトル曲線を作成すると共に、加速度-変位応答スペクトル曲線に対して、建物の塑性化による応答低減効果を考慮するように補正した補正スペクトル曲線を作成する。その後、補正スペクトル曲線と性能曲線の交点を代表変位として建物の応答変形量を算出する。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
地震発生時における建物の応答を予測する地震発生時の応答予測方法であって、
前記地震発生前に、各階の荷重－水平変位曲線を作成する第１準備工程と、
前記第１準備工程で作成された各階の前記荷重－水平変位曲線を１質点系に縮約して、前記建物の代表的な加速度と水平変位量との関係を示す性能曲線を作成する第２準備工程と、
前記地震発生時に、１台の加速度計測装置から前記地震の加速度を計測する加速度計測工程と、
前記加速度計測工程で計測された加速度に基づいて加速度応答スペクトル及び変位応答スペクトルを算出する応答スペクトル算出工程と、
前記応答スペクトル算出工程で算出された前記加速度応答スペクトル及び前記変位応答スペクトルに基づいて、加速度－変位応答スペクトル曲線を作成すると共に、前記加速度－変位応答スペクトル曲線に対して、前記建物の塑性化による応答低減効果を考慮するように補正した補正スペクトル曲線を作成するスペクトル曲線作成工程と、
前記スペクトル曲線作成工程で作成された前記補正スペクトル曲線及び前記性能曲線に基づいて前記建物の代表変位を特定する代表変位特定工程と、
前記代表変位を前記建物の代表応答変形量として特定する応答変形量算出工程とを備える、地震発生時の応答予測方法。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記応答変形量算出工程は、前記代表変位特定工程で特定された前記代表変位及び各階の前記荷重－水平変位曲線に基づいて各階の予測応答変形量を算出する、請求項１に記載の地震発生時の応答予測方法。
【請求項３】
前記第１準備工程又は前記第２準備工程は、応答変形量に応じて被災の度合いを階級分けした被災度レベルを作成する工程を含み、
前記応答変形量算出工程は、前記地震発生時に、前記応答変形量算出工程で特定された前記代表応答変形量が前記被災度レベルのいずれの階級に属するかを判断して、前記建物の応急危険度を判定する工程を含む、請求項１に記載の地震発生時の応答予測方法。
【請求項４】
前記第１準備工程又は前記第２準備工程は、応答変形量に応じて被災の度合いを階級分けした被災度レベルを作成する工程を含み、
前記応答変形量算出工程は、前記代表変位特定工程で特定された前記代表変位及び各階の前記荷重－水平変位曲線に基づいて各階の予測応答変形量を算出し、前記地震発生時に、各階の前記予測応答変形量が前記被災度レベルのいずれの階級に属するかを判断して、各階の応急危険度を判定する工程を含む、請求項１に記載の地震発生時の応答予測方法。
【請求項５】
前記応答変形量算出工程で出された結果を出力する出力工程を更に備える、
請求項１から請求項４のいずれかに記載の地震発生時の応答予測方法。
【請求項６】
地震発生時における建物の応答を予測する地震発生時の応答予測システムであって、
前記応答予測システムが、サーバと、所定のネットワークを介して前記サーバに接続可能な加速度計測装置及び通信端末とから形成され、
前記加速度計測装置が、前記建物につき１台設置され、前記建物の各階のうちの１の階における前記地震の加速度を計測し、
前記サーバが、予め前記建物の各階の荷重－水平変位曲線及び各階の前記荷重－水平変位曲線を１質点系に縮約して、前記建物の代表的な加速度と水平変位量との関係を示す性能曲線を作成して記憶する記憶手段と、前記加速度計測装置が計測した加速度を取得する加速度取得手段と、前記加速度取得手段によって取得した加速度に基づいて加速度応答スペクトル及び変位応答スペクトルを算出する応答スペクトル算出手段と、前記応答スペクトル算出手段によって算出された前記加速度応答スペクトル及び前記変位応答スペクトルに基づいて、加速度－変位応答スペクトル曲線を作成すると共に、前記加速度－変位応答スペクトル曲線に対して、前記建物の塑性化による応答低減効果を考慮するように補正した補正スペクトル曲線を作成するスペクトル曲線作成手段と、前記スペクトル曲線作成手段によって作成された前記補正スペクトル曲線及び前記性能曲線に基づいて前記建物の代表変位を特定する代表変位特定手段と、前記代表変位特定手段によって特定された前記代表変位と各階の前記荷重－水平曲線に基づいて各階の予測応答変形量を算出する応答変形量算出手段と、前記応答変形量算出手段によって算出された前記予測応答変形量を応答予測結果として前記通信端末に送信する応答予測結果送信手段とを有し、
前記通信端末が、前記応答予測結果送信手段によって前記サーバから送信された各階の前記応答予測結果を出力する出力手段とを有することを特徴とする地震発生時の応答予測システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震発生時の建物の応答を予測する応答予測方法及び応答予測システムに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
建物や橋梁などの構造物に地震計（主に加速度計測装置）を設置することで、地震発生時の建物損傷度の評価や、通常使用による経年劣化を確認することを構造ヘルスモニタリング（以下、ＳＨＭ）という。
【０００３】
地震の被害を受けた建物の場合、部材の変形追随性やコンクリート部材のひび割れ状況から使用限界や修復限界を判断することになるが、現地での目視や計測による確認が困難な場合には、地震計の計測結果から建物の卓越周期や各階の応答変形量を算出し、構造性能の診断を行う。
【０００４】
従来の応答予測方法として、地震発生時に地震計（加速度センサ）が加速度を検出し、検出された加速度に基づいて管理システムが層間変形角を計算し、層間変形角が大きいと診断された構造物から優先的に処置されるように優先順位を表示する方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
この応答予測方法では、各階の応答変形量を求める場合には、各階に地震計を設置することで、検出された加速度記録から変位履歴を計算し、その差分を応答変形量（層間変位）としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１８－５９７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のような従来の応答予測方法では、各階の応答変形量を求めるために各階に地震計を設置する必要があり、設置する地震計の増加に伴い、イニシャルコストが増大し、修理や維持管理に負担がかかっていた。又、各階の応答変形量を算出しなければ建物全体のおおまかな応答変形量を算出することができなかった。
【０００８】
本発明の目的は、必要最小限の加速度計測装置の設置により建物の応答を予測することができる地震発生時の応答予測方法及び応答予測システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための本発明の前提は、地震発生時における建物の応答を予測する地震発生時の応答予測方法である。
【００１０】
前記前提における本発明の地震発生時の応答予測方法の特徴は、地震発生前に、各階の荷重－水平変位曲線を作成する第１準備工程と、第１準備工程で作成された各階の荷重－水平変位曲線を１質点系に縮約して、建物の代表的な加速度と水平変位量との関係を示す性能曲線を作成する第２準備工程と、地震発生時に、１台の加速度計測装置から地震の加速度を計測する加速度計測工程と、加速度計測工程で計測された加速度に基づいて加速度応答スペクトル及び変位応答スペクトルを算出する応答スペクトル算出工程と、応答スペクトル算出工程で算出された加速度応答スペクトル及び変位応答スペクトルに基づいて、加速度－変位応答スペクトル曲線を作成すると共に、加速度－変位応答スペクトル曲線に対して、建物の塑性化による応答低減効果を考慮するように補正した補正スペクトル曲線を作成するスペクトル曲線作成工程と、スペクトル曲線作成工程で作成された補正スペクトル曲線及び性能曲線に基づいて建物の代表変位を特定する代表変位特定工程と、代表変位を建物の代表応答変形量として特定する応答変形量算出工程とを備えることにある。
（【００１１】以降は省略されています）

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