(57)【要約】【課題】建物の危険度を判定する際に、地震による地盤の塑性変形を加味する。【解決手段】ステップＳ４０において、常時における地盤の固有周期：ＣＧＴ１に対する地震時における地盤の固有周期：ＥＧＴ１の延び率εを算出し、常時における地盤の卓越周期：ＮＧＴ１に延び率εを乗ずることにより、地震時における地盤の卓越周期：ＥＢＴ１を算出する。ステップＳ５０において、建物の層間変形角Ｅ＾（δ／Ｌ）に基づいて建物の損傷レベルを設定すると共に、層間変形角と建物の復元力特性との関係から、地震時における建物の固有周期：ＣＥＴ１を層間変形角毎に算出する。ステップＳ６０において、損傷レベルに応じて規定される地震時における建物の固有周期：ＣＥＴ１の範囲と、地震時における地盤の卓越周期：ＥＢＴ１とに基づいて、建物の危険度を判定する。【選択図】図１
2020008518.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の常時微動を測定する常時微動測定工程と、
前記地盤の常時微動の波形データに基づいて前記地盤のスペクトルを算出するスペクトル算出工程と、
前記地盤のスペクトルに基づいて、常時における前記地盤の卓越周期：ＮＧＴ１を算出する地盤の常時卓越周期算出工程と、
前記地盤の構成を示すデータに基づいて、常時における前記地盤の固有周期：ＣＧＴ１、及び地震時における前記地盤の固有周期：ＥＧＴ１を算出する地盤応答解析工程と、
常時における前記地盤の固有周期：ＣＧＴ１に対する地震時における前記地盤の固有周期：ＥＧＴ１の延び率εを算出する工程と、
常時における前記地盤の卓越周期：ＮＧＴ１に前記延び率εを乗ずることにより、地震時における前記地盤の卓越周期：ＥＢＴ１を算出する工程と、
前記建物の層間変形角に基づいて前記建物の損傷レベルを設定すると共に、前記層間変形角と前記建物の復元力特性との関係から、地震時における前記建物の固有周期：ＣＥＴ１を前記層間変形角毎に算出する工程と、
前記損傷レベルに応じて規定される地震時における前記建物の固有周期：ＣＥＴ１の範囲と、地震時における前記地盤の卓越周期：ＥＢＴ１とに基づいて、前記建物の危険度を判定する危険度判定工程と、
を有することを特徴とする建物危険度判定方法。
【請求項２】
前記地盤の常時微動測定工程では、地表面の水平Ｘ方向の常時微動と、前記水平Ｘ方向と直交する水平Ｙ方向の常時微動と、前記水平Ｘ方向と前記水平Ｙ方向に直交する鉛直Ｚ方向の常時微動を測定し、
前記地盤の常時卓越周期算出工程は、
前記水平Ｘ方向の常時微動、前記水平Ｙ方向の常時微動、及び前記鉛直Ｚ方向の常時微動から、夫々の方向のスペクトルＨｘ、Ｈｙ、Ｈｚを算出する工程と、
前記スペクトルＨｘ、前記スペクトルＨｙ、前記スペクトルＨｚから、Ｈ／Ｖスペクトル比を算出し、該Ｈ／Ｖスペクトル比のピーク周期から前記地盤の卓越周期を算出する工程と、を有することを特徴とする請求項１に記載の建物危険度判定方法。
【請求項３】
常時における前記建物の固有周期：ＮＢＴ１を算出する建物の常時固有周期算出工程を有し、常時における前記建物の固有周期：ＮＢＴ１を前記建物の降伏点における固有周期として設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の建物危険度判定方法。
【請求項４】
前記危険度判定工程では、地震時における前記地盤の卓越周期：ＥＢＴ１が、前記建物の固有周期：ＣＥＴ１の範囲の何れに含まれているかに応じて、前記建物の危険度を判定することを特徴とする請求項１に記載の建物危険度判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常時微動を利用した建物の危険度判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震に遭遇した建物は、一見して健全そうに見えても、地震による損傷が進んでいる場合がある。余震時には、損傷が進んでいる建物から建材が落下することや、建物自体が倒壊すること等が原因で、二次災害を発生させる虞がある。
二次災害の発生を防止するために、地震発生から比較的短時間の間に建物の被災状況を調査して、建物の当面の使用可否について判定することが実施されている。建物の当面の使用可否については、調査員の目視により判定されるため、判定結果にばらつきが生じるという問題がある。
そこで、素早く、正確に、且つ、ばらつきなく、建物の状態を判定する方法が要求される。
特許文献１に記載された建物の耐震性能を評価する耐震性能評価システムにおいては、建物の常時微動を計測し、建物の剛性の低下量と固有周期の延び量との関係に基づいて、剛性が変化した後の建物の固有周期を建物の常時微動から算出する。剛性が変化した後の建物が地盤とどのように共振するかにより、建物の耐震性を評価する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４８９４９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１においては、地盤の常時微動から地盤の卓越周期を求め、地盤の卓越周期と剛性が変化した後の建物の固有周期との関係から、建物の耐震性を評価しており、地震による地盤の塑性変形について考慮されていない。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、地震による地盤の塑性変形を加味して、素早く、正確に、且つ、ばらつきなく、建物の危険度を判定できる建物危険度判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の建物危険度判定方法は、地盤の常時微動を測定する常時微動測定工程と、前記地盤の常時微動の波形データに基づいて前記地盤のスペクトルを算出するスペクトル算出工程と、前記地盤のスペクトルに基づいて、常時における前記地盤の卓越周期：ＮＧＴ１を算出する地盤の常時卓越周期算出工程と、前記地盤の構成を示すデータに基づいて、常時における前記地盤の固有周期：ＣＧＴ１、及び地震時における前記地盤の固有周期：ＥＧＴ１を算出する地盤応答解析工程と、常時における前記地盤の固有周期：ＣＧＴ１に対する地震時における前記地盤の固有周期：ＥＧＴ１の延び率εを算出する工程と、常時における前記地盤の卓越周期：ＮＧＴ１に前記延び率εを乗ずることにより、地震時における前記地盤の卓越周期：ＥＢＴ１を算出する工程と、前記建物の層間変形角に基づいて前記建物の損傷レベルを設定すると共に、前記層間変形角と前記建物の復元力特性との関係から、地震時における前記建物の固有周期：ＣＥＴ１を前記層間変形角毎に算出する工程と、前記損傷レベルに応じて規定される地震時における前記建物の固有周期：ＣＥＴ１の範囲と、地震時における前記地盤の卓越周期：ＥＢＴ１とに基づいて、前記建物の危険度を判定する危険度判定工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、地震による地盤の塑性変形を加味して建物の危険度を判定するので、素早く、正確に、且つ、ばらつきなく、建物の危険度を判定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の一実施形態に係る建物危険度判定方法の判定手順の概要を示すフローチャートである。
【図２】常時微動の測定方法を示す概略説明図である。
【図３】ステップＳ１０：地盤の卓越周期（常時）の算出手順を示すフローチャートである。
【図４】ステップＳ２０：建物の固有周期（常時）の算出手順を示すフローチャートである。
【図５】ステップＳ３０：地盤応答解析手順を示すフローチャートである。
【図６】ステップＳ５０：建物の地震応答解析手順を示すフローチャートである。
【図７】建物の復元力特性モデルの一例をグラフで示す図である。
【図８】ステップＳ６０：建物の危険度判定の手順を示すフローチャートである。
【図９】危険度判定グラフの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【０００９】
［手順概要］
本発明の概要は以下の通りである。地盤と、この地盤上に建設された建物は、地震により塑性化すると（破壊されると）固有周期が延びるという特徴を持つ。本発明においては、地盤と建物の塑性化後の固有周期の延びを考慮して両者の共振幅を算出することで、より正確に建物の倒壊危険度を判定するものである。以下、危険度の判定方法について説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態に係る建物危険度判定方法の判定手順の概要を示すフローチャートである。
ステップＳ１０では、危険度判定の対象となる建物の近隣（例えば敷地内）の地盤の常時微動を計測することにより、地盤の卓越周期（常時）：ＮＧＴ１を算出する（常時卓越周期算出工程）。
ステップＳ２０では、建物の常時微動を計測することにより、建物の固有周期（常時）：ＮＢＴ１を算出する（建物の常時固有周期算出工程）。なお、建物の常時微動を計測できない場合は建物の形状等に基づき推定した値を建物の固有周期（常時）：ＮＢＴ１として設定する。
ステップＳ３０では、地盤に係るデータに基づいて地盤応答解析を実行することにより、地盤の固有周期（常時）：ＣＧＴ１、及び、地盤の固有周期（地震時）：ＥＧＴ１を算出する（地盤応答解析工程）。
【００１１】
ステップＳ４０では、地盤応答解析の結果から、地震時における地盤の卓越周期の延び率εを算出し、地盤の卓越周期（常時）：ＮＧＴ１に上記延び率εを乗ずることにより、地盤の卓越周期（地震時）：ＥＢＴ１を算出する。
ステップＳ５０では、建物の地震応答解析を実行することにより、建物が塑性化した後の建物の固有周期（地震時）：ＣＥＴ１を、層間変形角毎に算出する（地震時における建物の固有周期：ＣＥＴ１を層間変形角毎に算出する工程）。
なお、降伏点における建物の固有周期（等価周期）を１（倍）として、塑性変形による建物の剛性の変化と、剛性に対する固有周期との関係から、塑性変形後の各層間変形角における固有周期（等価周期）を算出する。
ステップＳ６０では、層間変形角毎における建物の固有周期（地震時）：ＣＥＴ１と、地盤の卓越周期（地震時）：ＥＢＴ１の重なり具合から、建物の危険度を判定する（危険度判定工程）。
【００１２】
［常時微動の測定方法］
ステップＳ１０、及びステップＳ２０では、地盤と建物の常時微動を計測する。その方法について簡単に説明する。
図２は、常時微動の測定方法を示す概略説明図である。
振動計測装置１（１ａ，１ｂ）は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の夫々の方向の振動を測定するセンサと、センサが測定した振動を記録する記録装置とを備えている。
地盤２の常時微動を計測する場合は、振動計測装置１ａを地表面２ａに設置する。本例では、センサの水平Ｘ方向が東西（ＥＷ）方向に、水平Ｙ方向が南北（ＮＳ）方向に、鉛直Ｚ方向が上下（ＵＤ）方向に向くように、振動計測装置１ａを地表面２ａに設置している。
建物３の常時微動を計測する場合は、振動計測装置１ｂを建物３の床面３ａに設置する。振動計測装置１ｂの設置方向は、地表面２ａに設置する振動計測装置１ａの設置方向に揃える。また、建物が複数の階層を有する場合は、各階の床面に振動計測装置１ｂを設置し、各階において常時微動を計測する。
【００１３】
［ステップＳ１０：地盤の卓越周期（常時）の算出］
図３は、ステップＳ１０：地盤の卓越周期（常時）の算出手順を示すフローチャートである。
ステップＳ１１（常時微動測定工程）においては、地盤の常時微動を計測する。ここで、常時微動の計測には、振動計測装置を用い、地盤の３方向成分（東西方向、南北方向、鉛直方向）の常時微動加速度時刻歴に係る波形データを得る。
ステップＳ１２（スペクトル算出工程、地盤の常時卓越周期算出工程）においては、地盤の常時微動加速度時刻歴の各成分の波形データから、地盤の卓越周期（常時）：ＮＧＴ１を算出する。
本ステップでは、まず地盤の常時微動加速度時刻歴の各成分の波形データに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等を施すことにより、フーリエスペクトルを求める。求めた各成分のフーリエスペクトルに対しては、所定のフィルタ操作を実行する。本例では、ローパスフィルタにより所定値以上の周波数成分を除去する処理を実行すると共に、窓関数により平滑化処理を実行する。ローパスフィルタでは、例えば１０Ｈｚ以上の周波数成分をノイズと見なして除去する。また、窓関数には、一例としてパルゼンウィンドウ（Parzen Window）を用いることができる。パルゼンウィンドウのスペクトル分解バンド幅は例えば０．４Ｈｚのように設定できる。
このようにして求められた３方向のフーリエスペクトルから、レイリー波（Rayleigh波）の影響を除去するために、Ｈ／Ｖスペクトル比を算出する。
【００１４】
Ｈ／Ｖスペクトル比の算出には、式（１）や式（２）等を用いることができる。
Ｈ／Ｖ＝√（Ｈｅｗ×Ｈｎｓ）／Ｖ
・・・式（１）
Ｈ／Ｖ＝√（Ｈｅｗ^2×Ｈｎｓ^2）／Ｖ
・・・式（２）
【００１５】
ここで、Ｈｅｗ、Ｈｎｓ、Ｖは、夫々、東西ＥＷ方向の水平成分、南北ＮＳ方向の水平成分、鉛直方向成分の常時微動のフーリエスペクトル（スペクトルＨｘ、スペクトルＨｙ、スペクトルＨｚ）である。式（１）は水平動のスペクトルＨをスペクトルＨｅｗとＨｎｓの相乗平均とする場合の式であり、式（２）は水平動のスペクトルＨをスペクトルＨｅｗとＨｎｓの二乗和平方根とする場合の式である。
求めたＨ／Ｖスペクトル比について、０．１秒〜１．４秒の周期（Ｔ）の範囲内で、ピークとなる周期を取る。このピーク周期を、常時微動計測から得た地盤の卓越周期（通常時）：ＮＧＴ１とする。
【００１６】
［ステップＳ２０：建物の固有周期（常時）の算出］
図４は、ステップＳ２０：建物の固有周期（常時）の算出手順を示すフローチャートである。
ステップＳ２１においては、建物の常時微動を計測できるか否かを判定する。ここで、建物の常時微動を計測できる場合とは、計測対象となる建物内への立ち入りが可能、且つ振動測定装置を建物内に設置可能な場合である。建物の常時微動を計測できる場合は（ステップＳ２１にてＹＥＳ）ステップＳ２２以下の処理が実行され、計測できない場合、例えば所有者の許可が得られない場合や建物が倒壊する虞がある場合等には（ステップＳ２１にてＮＯ）ステップＳ２４の処理が実行される。
ステップＳ２２においては、建物の常時微動を計測する。本処理は、ステップＳ１１の処理と類似する。即ち、振動計測装置を用いて、建物の水平２成分（東西方向、南北方向）の常時微動加速度時刻歴に係る波形データを得る。
ステップＳ２３においては、建物の常時微動加速度時刻歴の各成分の波形データから、建物の固有周期（通常時）：ＮＢＴ１を算出する。
【００１７】
本ステップでは、まず建物の常時微動加速度時刻歴の各成分の波形データに対して高速フーリエ変換（ＦＦＴ）等を施すことにより、フーリエスペクトルを求める。求めた各成分のフーリエスペクトルに対しては、所定のフィルタ操作を実行する。本例では、ローパスフィルタにより所定値以上の周波数成分を除去する処理を実行すると共に、窓関数を用いた平滑化処理を実行する。ローパスフィルタでは、例えば１０Ｈｚ以上の周波数成分をノイズと見なして除去する。また、窓関数には、一例としてパルゼンウィンドウ（Parzen Window）を用いることができる。パルゼンウィンドウのスペクトル分解バンド幅は例えば０．４Ｈｚのように設定できる。
このようにして求められた建物の１階部分の水平方向（東西方向、南北方向）のフーリエスペクトルを、地盤の同方向（東西方向、南北方向）のフーリエスペクトルで夫々除することにより、地盤から建物の１階部分への振動の伝達関数を算出する。なお、建物が複数階層の建物の場合は、上層階部分の各方向のフーリエスペクトルを、１階の同方向のフーリエスペクトルで除することにより、１階から上層階への振動の伝達関数（層間伝達関数）も算出する。
求めた伝達関数について、周期（Ｔ）のピークとなる周期を常時微動計測から得た建物の固有周期（通常時）：ＮＢＴ１とする。
ステップＳ２４においては、建物の構造種別（木造、軽量鉄骨造、鉄筋コンクリート造等）、及び階数、その他の条件に応じて推定した値を、建物の固有周期（通常時）：ＮＢＴ１として設定する。
【００１８】
［ステップＳ３０：地盤応答解析工程］
図５は、ステップＳ３０：地盤応答解析手順を示すフローチャートである。本ステップでは、地盤の固有周期（常時：ＣＧＴ１、地震時：ＥＧＴ１）を地盤応答解析ソフトウェアによる地盤応答解析（地盤の等価線形解析又は時刻歴応答解析）により算出する。
地盤は、地震時に一定以上の歪が加わると、非線形挙動（剛性が低下し、減衰が増加する現象）が起こる。しかし、ステップＳ１０にて得られた地盤の卓越周期は、地盤に歪が発生していない状態（地盤が線形挙動する状態）で測定された波形データに基づいて算出された周期であるから、地震時における地盤の卓越周期は非線形性を考慮した上で算出する必要がある。
そこで、本実施形態においては、地震時における地盤の卓越周期を算出するに先立って、常時微動測定地点又はその近隣の地盤の状態に基づいて地盤応答解析を実行し、常時と地震時における地盤の挙動（線形挙動、非線形挙動）から、地盤の固有周期（常時、地震時）を算出する。
【００１９】
ステップＳ３１においては、地盤応答解析ソフトウェアによる地盤応答解析が可能か否かを判定する。地盤応答解析には、各種理論に基づく計算を実行するソフトウェアを用いることができる。地盤応答解析に利用できる代表的な地盤応答解析ソフトウェアとしては、一次元波動伝搬解析を実行するＳＨＡＫＥ，ＦＬＩＰ，ＬＩＱＣＡ，ＡＬＩＤ等を例示できる。以下では、汎用解析コードのＳＨＡＫＥと同等の重複反射理論に基づいて、地盤の地震応答解析を実行するＳｈａｋｅＰＲＯ−Ｌ（ユニオンシステム株式会社製）を利用する場合の例に沿って説明する。
本ステップにおいて「地盤応答解析が可能」とは、地盤応答解析ソフトウェアによる計算に必要なデータが存在することを意味する。上記ＳｈａｋｅＰＲＯ−Ｌを利用する場合は、解析対象地点又はその近隣の地盤の調査結果であるボーリング柱状図が存在することがソフトウェアによる地盤応答解析の条件となる。
地盤応答解析ソフトウェアによる地盤応答解析が可能な場合（ステップＳ３１にてＹＥＳ）にはステップＳ３２以下の処理が実行され、地盤応答解析が不可能な場合（ステップＳ３１にてＮＯ）にはステップＳ３４以下の処理が実行される。
【００２０】
ステップＳ３２においては、常時における地盤の解析、即ち、地盤の線形挙動を解析する。なお、地盤応答解析に先立って解析に必要な地盤データ（地盤を構成する土質及びその層厚等）をボーリング柱状図に基づいて入力する。また、地盤の強度を示すＮ値や、必要に応じてＳ波速度（Ｖｓ）等を入力する。本ステップにより、工学的基盤面２ｂから地表面２ａ（図２）における地盤固有周期（常時）：ＣＧＴ１が算出される。
ステップＳ３３においては、地盤の地震応答解析、即ち地盤の非線形挙動を解析する。本ステップでは、ステップＳ３２において入力したデータに加えて、地盤の歪依存特性、及び告示波（財団法人日本建築センター：時刻歴応答解析建物性能評価業務方法書、ＢＲ構−０２−０１、平成１３年４月）を入力する。
ここで、工学的基盤面２ｂに対する入射波として、告示波レベル２に適合する乱数位相の波形を利用できる。
【００２１】
また、ＳｈａｋｅＰＲＯ−Ｌによる地盤応答解析の際には、地盤の歪依存特性として、国土交通省告示の値を用いることができる。そして、地盤の歪依存特性を線形とした場合と等価線形にした場合の夫々について、地表面又は建物床付け面における加速度伝達関数を算出し、そのピークから、夫々の固有周期を算出する。
本ステップにより、工学的基盤面から地表面における地盤固有周期（地震時）：ＣＧＴ１が算出される。また、後段の建物の地震応答解析（ステップＳ５０）を実行するために、床付け面２ｃ（図２）における告示波（床付けレベル告示波）も算出する。
ステップＳ３４においては、地盤の固有周期（常時）：ＣＧＴ１を、建築基準法により定められた地盤種別（第１種〜第３種地盤）に基づいて推定し、推定した値を設定する。
ステップＳ３５においては、地盤の固有周期（地震時：ＣＧＴ１）を、地盤の固有周期（常時）に対して１．５〜５．０倍の範囲で推定した値を設定する。
【００２２】
［ステップＳ４０］
図１のフローチャートに示したステップＳ４０では、地震による地盤の剛性低下（非線形挙動）を考慮した地盤の卓越周期（地震時）：ＥＢＴ１を、以下の式（３）により算出する。
【００２３】
ＥＢＴ１＝（ＥＧＴ１／ＣＧＴ１）×ＮＧＴ１ 
・・・式（３）
【００２４】
ここで「ＥＧＴ１／ＣＧＴ１」は、地震時における地盤の卓越周期（固有周期）の延び率εである。延び率εは、ステップＳ３０の地盤応答解析により算出（又は推定）された地盤の固有周期（常時：ＣＧＴ１、地震時：ＥＧＴ１）から算出される。この値を、ステップＳ１０にて算出された地盤の卓越周期（常時）：ＮＧＴ１に乗ずることにより、地盤の卓越周期（地震時）：ＥＢＴ１を算出する。
【００２５】
［ステップＳ５０：建物の地震応答解析］
図６は、ステップＳ５０：建物の地震応答解析手順を示すフローチャートである。本ステップでは、建物の損傷レベル（危険度）を建物の層間変形角Ｅ＾（δ／Ｌ）に応じて設定する。また、建物の層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)毎に建物固有周期（地震時）：ＣＥＴ１を計算すことで、建物の危険度判定の基礎となる建物の固有周期の範囲を設定する。
【００２６】
ステップＳ５１においては、建物の地震応答解析が可能か否かを判定する。本ステップにおいて「建物の地震応答解析が可能」とは、地震応答解析に必要なデータが存在することを意味する。具体的には、危険度の判定対象となっている建物について構造計算書が存在し、当該計算書から建物形状、建物重量、及び建物復元力特性の値を得られる場合である。また、ステップＳ４０にて床付けレベル告示波が算出されている場合である。
建物の地震応答解析が可能な場合（ステップＳ５１にてＹＥＳ）にはステップＳ５２以下の処理が実行され、建物の地震応答解析が不可能な場合（ステップＳ５１にてＮＯ）にはステップＳ５３の処理が実行される。
【００２７】
ステップＳ５２においては、建物地震応答解析を実行することにより、建物固有周期（地震時）：ＣＥＴ１を、建物の層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)毎に算出する。即ち、ステップＳ３３にて得られた床付けレベル告示波に係るデータと、構造計算書から得られた建物形状、建物重量、及び建物復元力特性に関するデータとを計算機に入力して、地震時における建物の固有周期を、建物の層間変形角毎に得る。
【００２８】
＜建物復元力特性＞
図７は、建物の復元力特性モデルの一例をグラフで示す図である。横軸は質点の層間変位［１／ｒａｄ］を示し、縦軸は質点に加わる地震層せん断力を示す。
例えば、建物の復元力特性モデルを図のように完全弾塑性型とし、降伏点での層間変位をｄｙ、塑性後の任意の層間変位をｄｍとする。このとき、塑性率μは「μ＝ｄｍ／ｄｙ」と表現できる。また、降伏点に至るまでの剛性をｋとすると、建物の層間変位がｄｍであるときの等価剛性ｋ′は「ｋ′＝ｋ／μ」と表現できる。
建物の固有周期Ｔは、建物の質量をｍとすれば「Ｔ＝√（ｍ／ｋ）」であり、固有周期Ｔは剛性ｋの二乗根に反比例する。建物の層間変位がｄｍであるときの等価周期Ｔ′は等価剛性ｋ′から「Ｔ′＝√（ｍ／ｋ′）＝√（ｍμ／ｋ）」となり、塑性変形前、すなわち常時の固有周期Ｔに対して√（μ）倍になる。
【００２９】
ところで、建物の剛性ｋは層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)の逆数に等しい。本実施形態においては、層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)に基づいて建物の損傷レベルを設定し、設定された層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)と建物の等価剛性ｋ′との関係から、建物が降伏した後（塑性変形した後）の建物の等価周期Ｔ′を設定する。
例えば、建物の降伏点における層間変形角を１／１２０とし、建物の損傷レベルを、層間変形角が１／１２０までは軽微損傷、１／１２０〜１／６０では小破、１／６０〜１／２０では中破〜大破、１／２０を超えると倒壊、のように設定する。
層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)がμ倍になったときの等価周期Ｔ′は常時の固有周期Ｔに対して√（μ）倍になるから、層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)：１／１２０のときの固有周期をＴとすれば、
層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)：１／６０のとき、等価周期Ｔ′＝Ｔ×√（２）
層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)：１／２０のとき、等価周期Ｔ′＝Ｔ×√（６）
となる。
【００３０】
このように、層間変形角と建物の復元力特性との関係から、建物の層間変形角、言い換えれば建物の損傷レベルと地震時における建物の固有周期の延びとの間には所定の関係がある。
例えば、建物の降伏点における層間変形角を１／１２０とし、建物の損傷レベルを、層間変形角が１／１２０までは軽微損傷、１／１２０〜１／６０では小破、１／６０〜１／２０では中破〜大破、１／２０を超えると倒壊、のように設定することで、建物の層間変形角と建物の損傷レベルとを対応付けることができる。また、建物の危険度については、建物の損傷レベルが軽微損傷の場合には安全、小破の場合は要注意、中・大破の場合は危険、のように判定することができる。
なお、建物の復元力特性モデルは、完全弾塑性型以外のモデルに設定してもよい。
【００３１】
図６に戻り、ステップＳ５３においては、建物の地震応答値を予測する。即ち、地震時における建物固有周期を層間変形角毎に算出する。本工程では、例えば建物の復元力特性モデルを例えば図７のようなバイリニア型と仮定し、上述した層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)と等価周期Ｔ′との関係を利用することができる。そして、ステップＳ２０にて算出した建物固有周期（常時）：ＮＢＴ１に基づいて、建物固有周期（地震時）：ＣＥＴ１を建物の損傷レベル毎に、言い換えれば層間変形角毎に算出する。なお、層間変形角が１／１２０の時における建物固有周期（地震時）：ＣＥＴ１の値は、建物固有周期（常時）：ＮＢＴ１と同一となる。
【００３２】
［ステップＳ６０：建物の危険度判定工程］
図８は、ステップＳ６０：建物の危険度判定の手順を示すフローチャートである。
ステップＳ６１においては、危険度判定グラフを出力する。
図９は、危険度判定グラフの一例を示す図である。
危険度判定グラフには、建物の層間変形角に基づいて設定された建物の損傷レベルと、塑性化により延びる建物の固有周期の範囲との関係が示されている。
【００３３】
また、危険度判定グラフには、危険度判定に使用する固有周期の上限値と下限値に係る情報が示されている。ここで、固有周期Ｔの判定下限値は、常時微動計測により求められた地盤卓越周期（常時）：ＮＧＴ１と、地盤応答解析により求められた地盤固有周期（常時）：ＣＧＴ１のうちの、小さい方の値に設定される。また、固有周期Ｔの判定上限値は、地盤卓越周期（常時）：ＮＧＴ１に周期の延び率εを乗じることにより得られた地盤卓越周期（地震時）：ＥＢＴ１と、地盤応答解析により求められた地盤固有周期（地震時）：ＣＧＴ１のうちの、大きい方の値に設定される。実測値を基準として求められる地盤卓越周期（常時）：ＮＧＴ１と地盤卓越周期（地震時）：ＥＢＴ１に対して、解析（計算）により求められる地盤固有周期（地震時）：ＣＧＴ１と地盤卓越周期（地震時）：ＥＢＴ１とは、基本的には夫々同等の値になると予測される。しかし、両者の値が大きく異なる場合を考慮して、固有周期Ｔの判定下限値と判定上限値は、実測値を基準とする値と、解析により求められる値の双方に基づいて決定している。
【００３４】
ステップＳ６２においては、ステップＳ６１にて得られた危険度判定グラフに基づいて、建物の危険度を判定する。地盤の地震時における卓越周期（固有周期、又は等価周期）が、建物の何れの損傷レベル範囲内に含まれているに応じて、建物の危険度を判定する。図９に示す例では、地盤の地震時における卓越周期が「中・大破」の範囲内にあるため、建物の損傷レベルを「中・大破」と判定し、危険度を「危険」と判定することができる。
【００３５】
［Ｈ／Ｖスペクトル比］
ここで、地盤のＨ／Ｖスペクトル比について補足する。
上記実施形態においては、式（１）や式（２）により算出されたＨ／Ｖスペクトル比を用いた。この値は、水平東西方向のスペクトル成分Ｈｅｗと水平南北方向のスペクトル成分Ｈｎｓとを掛け合わせたものである。
仮に、工学的基盤が略水平な場合は、Ｈｅｗ／Ｖスペクトル比から求められる卓越周期と、Ｈｎｓ／Ｖスペクトル比から求められる卓越周期は、Ｈ／Ｖスペクトル比から求められる卓越周期と略一致する。しかし、工学的基盤が傾斜している場合には、Ｈｅｗ方向のスペクトル比とＨｎｓ方向のスペクトル比とが大きく異なる（卓越周期が一致しない）ことがある。
そこで、上記実施形態において利用したＨ／Ｖスペクトル比に代えて、水平ＥＷ方向におけるＨｅｗ／Ｖスペクトル比と、水平ＮＳ方向におけるＨｎｓ／Ｖスペクトル比を用い、地盤の傾斜を加味した判定を行うようにしてもよい。この場合、ステップＳ５０では、東西方向、南北方向の夫々において建物固有周期（地震時）：ＣＥＴ１を建物の層間変形角Ｅ＾（δ／Ｌ）毎に算出し、東西方向、南北方向の夫々で建物の危険度を判定する。
【００３６】
〔本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ〕
＜第一の実施態様＞
本態様に係る建物危険度判定方法は、地盤の常時微動を測定する常時微動測定工程（ステップＳ１１）と、地盤の常時微動の波形データに基づいて地盤のスペクトルを算出するスペクトル算出工程（ステップＳ１２）と、地盤のスペクトルに基づいて、常時における地盤の卓越周期：ＮＧＴ１を算出する地盤の常時卓越周期算出工程（ステップＳ１２）と、地盤２の構成を示すデータに基づいて、常時における地盤の固有周期：ＣＧＴ１、及び地震時における地盤の固有周期：ＥＧＴ１を算出する地盤応答解析工程（ステップＳ３０）と、常時における地盤の固有周期：ＣＧＴ１に対する地震時における地盤の固有周期：ＥＧＴ１の延び率εを算出する工程（ステップＳ４０）と、常時における地盤の卓越周期：ＮＧＴ１に延び率εを乗ずることにより、地震時における地盤の卓越周期：ＥＢＴ１を算出する工程（ステップＳ４０）と、建物３の層間変形角Ｅ^(δ／Ｌ)に基づいて建物の損傷レベルを設定すると共に、層間変形角と建物の復元力特性との関係から、地震時における建物の固有周期：ＣＥＴ１を層間変形角毎に算出する工程（ステップＳ５０）と、損傷レベルに応じて規定される地震時における建物の固有周期：ＣＥＴ１の範囲と、地震時における地盤の卓越周期：ＥＢＴ１とに基づいて、建物の危険度を判定する危険度判定工程（ステップＳ６０）と、を有することを特徴とする。
【００３７】
地盤と、この地盤上に建設された建物は、地震により塑性化すると（破壊されると）固有周期が延びるという特徴を持つ。本態様においては、地震時における地盤の卓越周期と地震時における建物の固有周期とを算出して、地震時における地盤と建物の共振幅から建物の危険度を判定する。
本態様によれば、地震による地盤の塑性変形について加味して、建物の危険度を判定するので、素早く、正確に、且つ、ばらつきなく、建物の危険度を判定できる。
【００３８】
＜第二の実施態様＞
本態様の建物危険度判定方法に係る地盤の常時微動測定工程（ステップＳ１１）では、地表面の水平Ｘ方向の常時微動と、水平Ｘ方向と直交する水平Ｙ方向の常時微動と、水平Ｘ方向と水平Ｙ方向に直交する鉛直Ｚ方向の常時微動を測定する。
また、地盤の常時卓越周期算出工程（ステップＳ１２）は、水平Ｘ方向の常時微動、水平Ｙ方向の常時微動、及び鉛直Ｚ方向の常時微動から、夫々の方向のスペクトルＨｘ、Ｈｙ、Ｈｚを算出する工程と、スペクトルＨｘ、スペクトルＨｙ、スペクトルＨｚから、Ｈ／Ｖスペクトル比を算出し、Ｈ／Ｖスペクトル比のピーク周期から地盤の卓越周期を算出する工程と、を有する。
本態様によれば、レイリー波（Rayleigh波）の影響を除去することができるので、地盤の卓越周期（常時）を正確に算出できる。
【００３９】
＜第三の実施態様＞
本態様に係る建物危険度判定方法は、常時における建物の固有周期：ＮＢＴ１を算出する建物の常時固有周期算出工程（ステップＳ２０）を有し、常時における建物の固有周期：ＮＢＴ１を建物の降伏点における固有周期として設定する（ステップＳ５３）ことを特徴とする。
本態様によれば、地震による建物の塑性変形について加味して、建物の危険度を判定するので、素早く、正確に、且つ、ばらつきなく、建物の危険度を判定できる。
【００４０】
＜第四の実施態様＞
危険度判定工程では、地震時における地盤の卓越周期：ＥＢＴ１が、建物の固有周期：ＣＥＴ１の範囲の何れに含まれているかに応じて、建物の危険度を判定することを特徴とする。
本態様によれば、地震による地盤の塑性変形について加味して、建物の危険度を判定するので、素早く、正確に、且つ、ばらつきなく、建物の危険度を判定できる。
【符号の説明】
【００４１】
１、１ａ、１ｂ…振動計測装置、２…地盤、２ａ…地表面、２ｂ…工学的基盤面、２ｃ…床付け面、３…建物、３ａ…床面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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