(57)【要約】【課題】  建物の耐震性能を簡単に取得できるような耐震診断システムを提供する。【解決手段】  建物１の２階に配置されてそこに伝わる常時微動に起因する振動の加速度を検出して検出信号を出力するための振動検出器２１、２２と、これらの振動検出器からの検出信号を受けて予め定められた解析処理を行う解析器１５を含む。解析器は、解析処理として、各検出信号について加速度値と振動の周波数に関する解析を行って前記加速度値がピーク加速度値を示す時の前記振動の周波数を建物の動的共振周波数ｆｄとして検出する。解析器は次に、検出した前記動的共振周波数ｆｄと予め与えられている重力の加速度ｇ（＝９８０ｃｍ／ｓｅｃ２）を用い、予め定められた以下の式、Ｈｄ＝（２πｆｄ）２／ｇを用いて建物の動的評点Ｈｄを算出する。解析器は更に、動的評点Ｈｄを、南北方向及び東西方向について算出した後、建物の東西南北のそれぞれの壁について算出する。【選択図】      図１
2010261193.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の２階に配置されてそこに伝わる常時微動に起因する振動の加速度を検出して第１の検出信号を出力するための第１の振動検出器と、前記第１の検出信号を受けて予め定められた解析処理を行う解析器を含み、
前記解析器は、前記解析処理として、前記第１の検出信号についてフーリエ変換を行なってから加速度値と振動の周波数に関する解析を行って前記加速度値がピーク加速度値を示す時の前記振動の周波数を建物の動的共振周波数ｆｄとして検出し、
前記解析器は更に、検出した前記動的共振周波数ｆｄと予め与えられている重力の加速度ｇ（＝９８０ｃｍ／ｓｅｃ２）を用い、予め定められた以下の式、
Ｈｄ＝（２πｆｄ）２／ｇ
を用いて建物の動的評点Ｈｄを算出することを特徴とする耐震診断システム。
【請求項２】
前記解析器は更に、算出した前記動的評点Ｈｄを用い、予め定められた以下の式、
Ｍｄ＝２Ｈｄ−１
を用いて建物の動的壁率Ｍｄを算出することを特徴とする請求項１に記載の耐震診断システム。
【請求項３】
前記解析器は更に、算出した前記動的壁率Ｍｄと、予め与えられている建物の単位面積あたりの壁量Ｒ（ｍ／ｍ２）、建物の１階の面積Ｓ（ｍ２）、及び建物基礎の上面から２階床面までの階高ｈ（ｍ）を用い、予め定められた以下の式、
Ｋｄ＝（２４０×Ｒ×Ｍｄ×Ｓ）／ｈ
を用いて建物の動的剛性Ｋｄを算出することを特徴とする請求項２に記載の耐震診断システム。
【請求項４】
前記解析器は更に、算出した前記動的評点Ｈｄ及び算出した前記動的剛性Ｋｄと、予め与えられている建物の１ｍ２当たりの上部荷重Ｗｕ（ｋＮ／ｍ２）及び前記面積Ｓを用い、予め定められた以下の式、
τｄ＝（Ｈｄ×Ｗｕ×Ｓ）／Ｋｄ
あるいは、算出した前記動的評点Ｈｄ及び算出した前記動的壁率Ｍｄと、前記壁量Ｒ及び前記階高ｈを用い、予め定められた以下の式、
τｄ’＝（Ｈｄ×Ｗｕ×ｈ）／（２４０×Ｒ×Ｍｄ）
を用いて建物の動的振動増幅率τｄ’を算出することを特徴とする請求項３に記載の耐震診断システム。
【請求項５】
前記解析器は更に、地震発生時に建物の前記階高ｈのところで１／１２０（ｒａｄ）変形する時の加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）を、あらかじめ定められた以下の式、
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ
または、
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ’
を用いて算出することを特徴とする請求項４に記載の耐震診断システム。
【請求項６】
前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、前記南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも南寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、前記東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも西寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、
前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、
前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）に対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することを特徴とする請求項５に記載の耐震診断システム。
【請求項７】
前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄り及び南寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に第２の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１の検出信号及び前記第２の振動検出器からの第２の検出信号に対して前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄り及び西寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に前記第２の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に対して前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、
前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、
前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）に対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することを特徴とする請求項５に記載の耐震診断システム。
【請求項８】
建物の２階に配置されてそこに伝わる常時微動に起因する振動の加速度を検出して第１の検出信号を出力するための第１の振動検出器と、２階より下の当該建物内あるいは建物外に配置されてそこに伝わる常時微動に起因する振動の加速度を検出して第２の検出信号を出力するための第２の振動検出器と、前記第１、第２の検出信号を受けて予め定められた解析処理を行う解析器を含み、
前記解析器は、前記第１、第２の検出信号のそれぞれについてフーリエ変換を行なってから振動の周波数に関する解析を行って第１、第２の解析結果を得ると共に、前記第２の解析結果に対する前記第１の解析結果の比がピーク加速度値を示す時の前記振動の周波数を建物の動的共振周波数ｆｄとして検出し、
前記解析器は更に、検出した前記動的共振周波数ｆｄと予め与えられている重力の加速度ｇ（＝９８０ｃｍ／ｓｅｃ２）を用い、予め定められた以下の式、
Ｈｄ＝（２πｆｄ）２／ｇ
を用いて建物の動的評点Ｈｄを算出することを特徴とする耐震診断システム。
【請求項９】
前記解析器は更に、算出した前記動的評点Ｈｄを用い、予め定められた以下の式、
Ｍｄ＝２Ｈｄ−１
を用いて建物の動的壁率Ｍｄを算出することを特徴とする請求項８に記載の耐震診断システム。
【請求項１０】
前記解析器は更に、算出した前記動的壁率Ｍｄと、予め与えられている建物の単位面積あたりの壁量Ｒ（ｍ／ｍ２）、建物の１階の面積Ｓ（ｍ２）、及び建物基礎の上面から２階床面までの階高ｈ（ｍ）を用い、予め定められた以下の式、
Ｋｄ＝（２４０×Ｒ×Ｍｄ×Ｓ）／ｈ
を用いて建物の動的剛性Ｋｄを算出することを特徴とする請求項９に記載の耐震診断システム。
【請求項１１】
前記解析器は更に、算出した前記動的評点Ｈｄ及び算出した前記動的剛性Ｋｄと、予め与えられている建物の１ｍ２当たりの上部荷重Ｗｕ（ｋＮ／ｍ２）及び前記面積Ｓを用い、予め定められた以下の式、
τｄ＝（Ｈｄ×Ｗｕ×Ｓ）／Ｋｄ
あるいは、算出した前記動的評点Ｈｄ及び算出した前記動的壁率Ｍｄと、前記壁量Ｒ及び前記階高Ｈを用い、予め定められた以下の式、
τｄ’＝（Ｈｄ×Ｗｕ×ｈ）／（２４０×Ｒ×Ｍｄ）
を用いて建物の動的振動増幅率τｄ’を算出することを特徴とする請求項１０に記載の耐震診断システム。
【請求項１２】
前記解析器は更に、地震発生時に建物の前記階高ｈのところで１／１２０（ｒａｄ）変形する時の加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）を、あらかじめ定められた以下の式、
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ
または、
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ’
を用いて算出することを特徴とする請求項１１に記載の耐震診断システム。
【請求項１３】
前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、前記南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも南寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、前記東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも西寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、
前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、
前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）に対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することを特徴とする請求項１２に記載の耐震診断システム。
【請求項１４】
前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄り及び南寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に第３の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析と前記第２の検出信号、前記第３の振動検出器からの第３の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄り及び西寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に前記第３の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析と前記第２、第３の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、
前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、
前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸに対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することを特徴とする請求項１２に記載の耐震診断システム。
【請求項１５】
前記解析器は更に、建物の設計図面に基づいて予め計算された設計壁率Ｍｓと重力の加速度ｇを用い、予め定められた以下の式、
ｆｓ＝（１／２π）×［（Ｍｓ＋１）×ｇ／２］１／２
を用いて建物の設計共振周波数ｆｓを算出することを特徴とする請求項６、７、１３、１４のいずれか１項に記載の耐震診断システム。
【請求項１６】
前記解析器は更に、前記計算された設計壁率Ｍｓを用い、予め定められた以下の式、
Ｈｓ＝（Ｍｓ＋１）／２
を用いて建物の設計評点Ｈｓを算出することを特徴とする請求項１５に記載の耐震診断システム。
【請求項１７】
前記解析器は更に、前記計算された設計壁率Ｍｓと、前記壁量Ｒ、前記面積Ｓ、及び前記階高ｈを用い、予め定められた以下の式、
Ｋｓ＝（２４０×Ｒ×Ｍｓ×Ｓ）／ｈ
を用いて建物の設計剛性Ｋｓを算出することを特徴とする請求項１６に記載の耐震診断システム。
【請求項１８】
前記解析器は更に、算出した前記設計評点Ｈｓ及び算出した前記設計剛性Ｋｓと、予め与えられている前記上部荷重Ｗｕ及び前記面積Ｓを用い、予め定められた以下の式、
τｓ＝（Ｈｓ×Ｗｕ×Ｓ）／Ｋｓ
を用いて建物の設計振動増幅率τｓを算出することを特徴とする請求項１７に記載の耐震診断システム。
【請求項１９】
前記解析器は更に、算出した前記設計共振周波数ｆｓ、算出した前記設計振動増幅率τｓと、予め与えられている前記上部荷重Ｗｕ、前記面積Ｓ、前記重力の加速度ｇを用い、予め定められた以下の式、
Ｋｓｆ＝［（２πｆｓ）２×Ｗｕ×Ｓ］／［ｇ×τｓ］
を用いて建物の設計剛性Ｋｓｆを算出することを特徴とする請求項１８に記載の耐震診断システム。
【請求項２０】
前記解析器は、前記建物の設計共振周波数として、東西方向の揺れに対する設計共振周波数ｆｓＸと、南北方向の揺れに対する設計共振周波数ｆｓＹを算出し、
前記解析器は更に、前記設計共振周波数ｆｓに代えて、算出された前記設計共振周波数ｆｓＸを用いて前記建物の設計評点Ｈｓ、前記設計壁率Ｍｓ、前記設計剛性Ｋｓ、前記設計振動増幅率τｓをそれぞれ、設計評点ＨｓＸ、設計壁率ＭｓＸ、設計剛性ＫｓＸ、設計振動増幅率τｓＸとして算出すると共に、前記設計共振周波数ｆｓに代えて、算出された前記設計共振周波数ｆｓＹを用いて前記建物の設計評点Ｈｓ、前記設計壁率Ｍｓ、前記設計剛性Ｋｓ、前記設計振動増幅率τｓをそれぞれ、設計評点ＨｓＹ、設計壁率ＭｓＹ、設計剛性ＫｓＹ、設計振動増幅率τｓＹとして算出することを特徴とする請求項１９に記載の耐震診断システム。
【請求項２１】
前記常時微動に起因する振動に代えて建物に強制的に振動を与えるために当該建物の２階に配置された加振機であって、加振周波数を変化させながら加振を行なう加振機を更に含み、前記解析器は、前記建物の動的共振周波数ｆｄを検出する際には前記振動の周波数として前記加振周波数を用いることを特徴とする請求項６、７、１３、１４のいずれか１項に記載の耐震診断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は建物、特に住宅家屋の耐震性能を診断する耐震診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、建物の建築に際しては耐震設計が採用される。一般住宅家屋でも耐震構造に加えて、免震構造や減震構造を採用した建築が増えつつあるが、免震構造や減震構造は高価であることから、その増加率は新築住宅の増加率に比べれば低い。
【０００３】
想定される震度を考慮した耐震構造を採用する場合であっても、住宅が構築される地盤には一種、二種、三種の種別があり、その種別に応じた設計が必要である。しかしながら、このようにして設計された値はあくまでも一般式に基づく設計値であり、設計値が基準を満足していれば安全かと言えば、必ずしもそうであるとは言えない。
【０００４】
このような現状から、新築住宅の購買者には、購入した住宅が実際にどの程度の耐震性能を持つのかを知りたいという欲求がある。つまり、これまでの一般式に基づいて求められる耐震性能は、実際の住宅構造や地盤状況を考慮したものではないので、あくまでも目安程度のものに過ぎないという心配があるからである。
【０００５】
一方、耐震性能数値の取得欲求は新築住宅の購買者に限らず、現在住んでいる住宅、いわば中古住宅の所有者も同様であるが、設計値をそのまま一般式に当てはめて計算することは難しい。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】「耐震・免震・制震のはなし」第７８−７９頁、斉藤大樹著、２００５年７月２６日、日刊工業新聞社発行
【非特許文献２】「新築住宅の住宅性能表示制度ガイド」第６頁、国土交通省住宅局住宅生産課監修
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
建物の耐震性能を示す数値として、例えば耐震強度がある。耐震強度は、建物に対して様々な計測を行い、その計測結果を用いて計算で算出することができる。しかしながら、計測作業は煩雑であり、耐震強度計算も１つの計算式で与えられるものではなく、複雑である。
【０００８】
このような問題点に鑑み、本発明は、建物の耐震性能を簡単に取得できるような耐震診断システムを提供しようとするものである。
【０００９】
本発明はまた、新築の建物のみならず、中古の建物にも適用可能な耐震診断システムを提供することにある。
【００１０】
本発明は更に、建物の耐震性能が不足する場合に補強の目安を簡単に知ることのできる耐震性能診断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】
【００１１】
本発明の第１の態様による耐震診断システムは、建物の２階に配置されてそこに伝わる常時微動に起因する振動の加速度を検出して第１の検出信号を出力するための第１の振動検出器と、前記第１の検出信号を受けて予め定められた解析処理を行う解析器を含み、前記解析器は、前記解析処理として、前記第１の検出信号についてフーリエ変換を行なってから加速度値と振動の周波数に関する解析を行って前記加速度値がピーク加速度値を示す時の前記振動の周波数を建物の動的共振周波数ｆｄとして検出し、前記解析器は更に、検出した前記動的共振周波数ｆｄと予め与えられている重力の加速度ｇ（＝９８０ｃｍ／ｓｅｃ２）を用い、予め定められた以下の式、
Ｈｄ＝（２πｆｄ）２／ｇ
を用いて建物の動的評点Ｈｄを算出することを特徴とする。
【００１２】
本発明の第２の態様による耐震診断システムは、建物の２階に配置されてそこに伝わる常時微動に起因する振動の加速度を検出して第１の検出信号を出力するための第１の振動検出器と、２階より下の当該建物内あるいは建物外に配置されてそこに伝わる常時微動に起因する振動の加速度を検出して第２の検出信号を出力するための第２の振動検出器と、前記第１、第２の検出信号を受けて予め定められた解析処理を行う解析器を含み、前記解析器は、前記第１、第２の検出信号のそれぞれについてフーリエ変換を行なってから振動の周波数に関する解析を行って第１、第２の解析結果を得ると共に、前記第２の解析結果に対する前記第１の解析結果の比がピーク加速度値を示す時の前記振動の周波数を建物の動的共振周波数ｆｄとして検出し、前記解析器は更に、検出した前記動的共振周波数ｆｄと予め与えられている重力の加速度ｇ（＝９８０ｃｍ／ｓｅｃ２）を用い、予め定められた以下の式、
Ｈｄ＝（２πｆｄ）２／ｇ
を用いて建物の動的評点Ｈｄを算出することを特徴とする。
【００１３】
上記第１、第２の態様による耐震診断システムのいずれにおいても、前記解析器は更に、算出した前記動的評点Ｈｄを用い、予め定められた以下の式、
Ｍｄ＝２Ｈｄ−１
を用いて建物の動的壁率Ｍｄを算出する。
【００１４】
上記第１、第２の態様による耐震診断システムのいずれにおいても、前記解析器は更に、算出した前記動的壁率Ｍｄと、予め与えられている建物の単位面積あたりの壁量Ｒ（ｍ／ｍ２）、建物の１階の面積Ｓ（ｍ２）、及び建物基礎の上面から２階床面までの階高ｈ（ｍ）を用い、予め定められた以下の式、
Ｋｄ＝（２４０×Ｒ×Ｍｄ×Ｓ）／ｈ
を用いて建物の動的剛性Ｋｄを算出する。
【００１５】
上記第１、第２の態様による耐震診断システムのいずれにおいても、前記解析器は更に、算出した前記動的評点Ｈｄ及び算出した前記動的剛性Ｋｄと、予め与えられている建物の１ｍ２当たりの上部荷重Ｗｕ（ｋＮ／ｍ２）及び前記面積Ｓを用い、予め定められた以下の式、
τｄ＝（Ｈｄ×Ｗｕ×Ｓ）／Ｋｄ
あるいは、算出した前記動的評点Ｈｄ及び算出した前記動的壁率Ｍｄと、前記壁量Ｒ及び前記階高ｈを用い、予め定められた以下の式、
τｄ’＝（Ｈｄ×Ｗｕ×ｈ）／（２４０×Ｒ×Ｍｄ）
を用いて建物の動的振動増幅率τｄ’を算出する。
【００１６】
第１の態様による耐震診断システムにおいては、前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、前記南北方向として規定される線分上北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくともの南寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、前記東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも西寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記解析器による解析が行われることで西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）に対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することができる。
【００１７】
第１の態様による耐震診断システムにおいてはまた、前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄り及び南寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に第２の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１の検出信号及び前記第２の振動検出器からの第２の検出信号に対して前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄り及び西寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に前記第２の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１の検出信号及び前記第２の検出信号に対して前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）に対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することが望ましい。
【００１８】
一方、第２の態様による耐震診断システムにおいては、前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、前記南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも南寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、前記東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも西寄りに前記第１の振動検出器が配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）に対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することができる。
【００１９】
第２の態様による耐震診断システムにおいてはまた、前記建物の２階床面において南北方向として規定される線分上の北寄り、南寄り、それらの中間のうちの少なくとも北寄り及び南寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に第３の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析と前記第２の検出信号、前記第３の振動検出器からの第３の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで北側のピーク加速度値αＮと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＸが検出されると共に、南側のピーク加速度値αＳと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＸが検出される一方、前記建物の２階床面において東西方向として規定される線分上の東寄り、西寄り、それらの中間のうちの少なくとも東寄り及び西寄りの一方に前記第１の振動検出器、他方に前記第３の振動検出器がそれぞれ配置されて前記第１、第２の検出信号に対する前記解析器による解析と前記第２、第３の検出信号に対する前記解析器による解析が行われることで東側のピーク加速度値αＥと前記動的共振周波数ｆｄとして動的共振周波数ｆｄＹが検出されると共に、西側のピーク加速度値αＷと前記動的共振周波数ｆｄとして前記動的共振周波数ｆｄＹが検出され、
前記解析器は、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＸを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸ、加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）として算出すると共に、前記動的共振周波数ｆｄに代えて、検出された前記動的共振周波数ｆｄＹを用いて前記建物の動的評点Ｈｄ、前記動的壁率Ｍｄ、前記動的剛性Ｋｄ、前記動的振動増幅率τｄ又はτｄ’、前記加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）をそれぞれ、動的評点ＨｄＹ、動的壁率ＭｄＹ、動的剛性ＫｄＹ、動的振動増幅率τｄＹ、加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）として算出し、前記解析器は更に、算出した前記動的評点ＨｄＸ、動的壁率ＭｄＸ、動的剛性ＫｄＸ、動的振動増幅率τｄＸに対し、前記検出された北側のピーク加速度値αＮ及び南側のピーク加速度値αＳを用いて北側及び南側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出すると共に、前記検出された東側のピーク加速度値αＥ及び西側のピーク加速度値αＷを用いて東側及び西側の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさをそれぞれ算出することが望ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、建物自体の持つ耐震性能を計測し、より効果的で安価に耐震補強のできる手法が提供される。すなわち、本発明による耐震診断システムは、まず、その建物の持つ固有の共振周波数、評点、壁率、剛性、振動増幅率を解析器を使用して正確に算出、表示できる。これにより、顧客は自身の建物の周りで発生する近い将来の地震に対し建物が倒壊しないだけの十分安心できる補強を考えることができる。補強は、壁の補強、筋交の補強、梁の補強、床板の補強、重い屋根を軽い屋根に代える間接的な補強方法のいずれも事前に評価し、実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による耐震診断システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】２階建て住宅の場合の第１の実施形態における振動検出器の設置形態及び建物上部荷重の定義を説明するための図である。
【図３】２階建て住宅の場合の第１の実施形態における振動検出器の設置形態を説明するための平面図である。
【図４】第１の実施形態において検出される加速度と動的共振周波数の関係を示した図である。
【図５】本発明による耐震診断システムの第２の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】２階建て住宅の場合の第２の実施形態における振動検出器の設置形態を説明するための平面図である。
【図７】第２の実施形態における解析処理について説明するための図である。
【図８】本発明による耐震診断システムの第３の実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】２階建て住宅の場合の第３の実施形態における振動検出器及び加振機の設置形態を説明するための図である。
【図１０】２階建て住宅の場合の第３の実施形態における振動検出器の設置形態を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
はじめに、地盤中を伝搬する振動について雑音の比較的少ない地域、すなわち交通量の激しい道路や、鉄道線路、あるいは振動発生を伴う工場等に隣接していない地域の戸建住宅について耐震性能診断を行なうのに適した第１の実施形態について説明する。
【００２３】
第１の実施形態は、地盤中で常時発生、伝達されている常時微動と呼ばれる振動成分を利用して戸建住宅の共振周波数を検出する。簡単に言えば、地盤中を伝わる微弱な振動について周波数分析を行い、どの周波数の振動に対して戸建住宅が共振するかを計測する。なお、戸建住宅の共振周波数は、計測によらずに、設計図面を参照して周知の計算方法で算出することもできる。そこで、計測により得られる共振周波数と、計算により算出される共振周波数を区別するために、以下では、計測により得られる共振周波数を動的共振周波数と呼び、計算により算出される共振周波数を設計共振周波数と呼ぶ。
【００２４】
さて、上記の動的共振周波数、設計共振周波数を使用して予め定められた演算処理を行なって、耐震性能判断に必要な評点、壁率、剛性、振動増幅率等を算出する。評点、壁率、剛性、振動増幅率については後述するが、共振周波数と同様、動的共振周波数に基づいて算出される場合には動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率と呼び、設計共振周波数に基づいて算出される場合には設計評点、設計壁率、設計剛性、設計振動増幅率と呼ぶ。
【００２５】
図１を参照して、第１の実施形態による耐震診断システムは、加速度を検出することのできる第１、第２の振動検出器２１、２２、これらの出力信号である第１、第２の検出信号を増幅するための第１、第２の増幅器１３、２４、アナログ信号である検出信号をディジタルの加速度信号に変換する第１、第２のＡ／Ｄ変換器１４、２５、ディジタルの加速度信号に対して解析を行う解析器１５、計算に際して必要な既知の数値を入力するためのパラメータ入力部１９を含む。振動検出器は加速度や速度を検出する手段として用いられており、以下では加速度を検出する場合について説明するが、速度を検出するようにしても良い。また、ここでは、本発明を２階建ての戸建住宅に適用する場合について説明するが、１階建てや３階建て以上の建物にも適用可能であることは言うまでもなく、以下では建物と呼ぶこととする。また、新築、中古の別は問わない。
【００２６】
２階建ての建物の場合、図２に示すように、第１、第２の振動検出器２１、２２は２階の床に設置される。ここで、建物基礎１０１の上面から２階の床までの高さを階高ｈと呼ぶものとし、３．００（ｍ）を採用するものとする。
【００２７】
図３は、図２に示された第１、第２の振動検出器２１、２２の設置形態を平面図で示す。
【００２８】
図３では、２階床面において南北方向として規定することのできる線分上の北方向端部、南方向端部にそれぞれ、第１、第２の振動検出器２１、２２を設置している。すなわち、第１、第２の振動検出器２１、２２をＹ方向（南北方向）に並設している。この場合、第１、第２の振動検出器２１、２２は、南北方向に直角な方向、つまり東西方向に揺れる、常時微動に起因する振動の加速度を検出する。
【００２９】
一方、南北方向に揺れる、常時微動に起因する振動の加速度を検出する場合には、第１、第２の振動検出器２１、２２を、図３中、一点鎖線で示すように、東西方向の線分上の東方向端部、西方向端部にそれぞれ設置する。すなわち、第１、第２の振動検出器２１、２２をＸ方向（東西方向）に並設する。
【００３０】
次に、本耐震診断システムによる耐震性能診断について説明する。以下の耐震性能診断は、解析器１５の記憶装置にインストールされている耐震性能診断のための解析処理プログラム（耐震診断プログラム）に基づいて行われる。従って、解析器１５は、パーソナルコンピュータ、特にポータブルタイプのパーソナルコンピュータによって実現され、耐震診断に際しては記憶装置から解析処理プログラムを読み出して解析処理を実行する。この場合、パラメータ入力部１９はキーボードで実現される。また、増幅器、Ａ／Ｄ変換器は解析器に内蔵されていても良い。
【００３１】
１．建物の動的評点（耐震強度）の算出
本明細書で使用される評点というのは、耐震強度のランクとして国の定める「評点」に対応する値であると考えて良い。
【００３２】
図３に示すように、建物２階の北側端部に設置された第１の振動検出器２１、建物２階の南側端部に設置された第２の振動検出器２２は、東西方向に揺れる常時微動に起因する振動成分の加速度を検出する。第１、第２の振動検出器２１、２２からの加速度検出信号は、様々な周波数成分の加速度を持つ。第１、第２の振動検出器２１、２２で検出された加速度検出信号は、第１、第２の増幅器１３、２４で増幅され第１、第２のＡ／Ｄ変換器１４、２５でディジタル信号に変換されて解析器１５に与えられる。解析器１５は、前述のように解析処理プログラムに基づいて信号処理及び解析処理を行う。
【００３３】
解析器１５は、第１、第２のＡ／Ｄ変換器１４、２５の出力信号をそれぞれＡ（ｔ），Ｂ（ｔ）とした場合、信号処理として以下の数１によるフーリエ変換を行なう。
【００３４】
【数１】
2010261193.tif 000003
【００３５】
解析器１５はまた、解析処理として、処理された信号ＳＡ（ｆ）、ＳＢ（ｆ）に対してここでは周波数分析を行い、加速度検出信号における周波数成分と加速度値との関係を分析する。すると、図４に示すように、ある特定の周波数において加速度値がピーク値を示す。この時の周波数は共振周波数と呼ばれ、解析器１５はこの共振周波数を動的共振周波数として検出すると共に、加速度のピーク値をピーク加速度値として検出する。
【００３６】
ここで、図３で説明したように、東西方向に揺れる微弱振動について計測した場合には、第１、第２の振動検出器２１、２２の出力である第１、第２の検出信号からは同じ動的共振周波数が検出されることとなる。以下では、これをＸ方向（東西方向）の動的共振周波数ｆｄＸと呼ぶ。また、第１、第２の検出信号からはピーク加速度値が検出され、第１の振動検出器２１で検出されるピーク加速度値をαＮ、第２の振動検出器２２で検出されるピーク加速度値をαＳと呼ぶ。これらの検出値は記憶装置に保存される。
【００３７】
東西方向に揺れる微弱振動について計測が終了すると、第１、第２の振動検出器２１、２２をそれぞれ、東側端部、西側端部に移し替える。建物２階の東側端部に設置された第１の振動検出器２１、建物２階の西側端部に設置された第２の振動検出器２２は、南北方向に揺れる常時微動に起因する振動成分の加速度を検出する。その結果、上記と同様の信号処理及び解析処理により、解析器１５は、南北方向に揺れる微弱振動に対し、第１、第２の振動検出器２１、２２からＹ方向（南北方向）の動的共振周波数ｆｄＹを検出すると共に、第１の振動検出器２１からピーク加速度値αＥ、第２の振動検出器２２からはピーク加速度値αＷをそれぞれ検出し、これらを記憶装置に保存する。
【００３８】
続いて、解析器１５は、以下の２つの式（１）に基づいて建物のＸ方向に関する動的評点ＨｄＸ、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹを算出する。以下では、特に断りがなくても算出された値は記憶装置に保存されるものとする。
【００３９】
ＨｄＸ＝（２πｆｄＸ）２／ｇ
ＨｄＹ＝（２πｆｄＹ）２／ｇ                                  （１）
式（１）において、ｇは重力の加速度９８０（ｃｍ／ｓｅｃ２）である。
【００４０】
上記式（１）は以下のようにして導かれたものである。
【００４１】
一般的に、建物の強さ（剛性）は建物のばね定数Ｋで表され、非特許文献１によると、固有円振動数ω（＝２πｆ）とばね定数Ｋとの間に、２π／ω＝２π（ｍ／Ｋ）１／２（但し、ｍは質量）の関係があるとされている。この式からＫ＝ｍ×ω２となり、質量ｍはＷＵ／ｇで与えられることから、
Ｋ＝［（２πｆＳ）２×ＷＵ×Ｓ］／ｇ                          （２）
が得られる。なお、ｆＳは設計共振周波数（設計値として周知の計算方法で計算される値）、ＷＵは建物１の上部荷重であり、２階建住宅の場合、図２に示すように、建物基礎１０１の上面から所定の高さｈ１（ｍ）、ここでは１．３５（ｍ）の高さより上方の建物１の重量が建物１の１ｍ２当たりの上部荷重ＷＵ（ｋＮ／ｍ２）として扱われる。上部荷重ＷＵは設計図面から計算されるが、一例を挙げると、軽量材による軽い屋根の場合３．４２（ｋＮ／ｍ２）、重量材による重い屋根の場合４．２０（ｋＮ／ｍ２）という値が採用されている。
【００４２】
ここで、本発明者は、上記式（２）を以下の式（３）のように変形することで、上記式（１）による動的評点Ｈｄを得ることができるようにした。
【００４３】
Ｈｄ＝
Ｋ／ＷＵ×Ｓ＝［（２πｆｄ）２×ＷＵ×Ｓ］／（ｇ×ＷＵ×Ｓ）      （３）
＝（２πｆｄ）２／ｇ
【００４４】
なお、動的評点をＸ方向、Ｙ方向について算出するのは、通常、戸建住宅のような建物は南向きに建てられ、その場合の建物の壁は、主に南北方向と東西方向に延びているからである。勿論、戸建住宅が南向きでない場合もあり、このような場合、外壁の延在方向で規定することができる。これは、戸建住宅の場合、通常、１つの外壁に着目するとこの外壁に対してほぼ直角に交差する外壁が存在し、上記のＸ方向、Ｙ方向に対応付けることができるからである。
【００４５】
次に、解析器１５は、以下の４つの式（４）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いてＸ方向に関する動的評点ＨｄＸを北側の動的評点ＨｄＸＮと南側の動的評点ＨｄＸＳに分け、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いてＹ方向に関する動的評点ＨｄＹを東側の動的評点ＨｄＹＥと西側の動的評点ＨｄＹＷに分ける計算を行なう。
【００４６】
ＨｄＸＮ＝［ＨｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＨｄＸＳ＝［ＨｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＨｄＹＥ＝［ＨｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
ＨｄＹＷ＝［ＨｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（４）
【００４７】
以上のように、解析器１５は、解析処理プログラムに基づいて、第１、第２の振動検出器２１、２２をそれぞれ建物２階の北側端部、南側端部に配置して得られた動的共振周波数ｆｄＸとピーク加速度値αＮ、αＳ、第１、第２の振動検出器２１、２２をそれぞれ建物２階の東側端部、西側端部に配置して得られた動的共振周波数ｆｄＹとピーク加速度値αＥ、αＷ、重力の加速度ｇを用いて上記式（１）、（４）により、北側、南側、東側、西側の動的評点ＨｄＸＮ、ＨｄＸＳ、ＨｄＹＥ、ＨｄＹＷを自動的に算出して結果を記憶装置に保存すると共に、ディスプレイにて表示したり、プリントアウトしたりする。
【００４８】
以上のようにして、本耐震診断システムによれば、耐震強度のランクとして国の定める「評点」に対応する動的評点を得ることができる。
【００４９】
なお、上記の形態では、振動検出器を２個用いているが、第１の実施形態は１個の振動検出器でも実現可能である。この場合、はじめに振動検出器を建物２階の北側寄りに配置して動的共振周波数とピーク加速度値αＮとを検出する。次に、振動検出器を建物２階の南側寄りに配置して動的共振周波数とピーク加速度値αＳとを検出する。この場合、振動検出器が北側寄り、南側寄りのいずれに配置されても同じ動的共振周波数ｆｄＸが検出される。同様にして、振動検出器を建物２階の東側寄りに配置して動的共振周波数ｆｄＹとピーク加速度値αＥとを検出する。次に、振動検出器を建物２階の西側寄りに配置して動的共振周波数ｆｄＹとピーク加速度値αＷとを検出する。この場合も、振動検出器が東側寄り、西側寄りのいずれに配置されても同じ動的共振周波数ｆｄＹが検出される。北側、南側、東側、西側の動的評点ＨｄＸＮ、ＨｄＸＳ、ＨｄＹＥ、ＨｄＹＷの算出方法は上記とまったく同じである。
【００５０】
なお、動的評点は、建物１の２階の中央における値も算出されることが望ましい。この場合、第１、第２の振動検出器２１、２２の中間部に中央部用の振動検出器を配置して上記と同様の計測、計算を行うことで建物のＸ方向、Ｙ方向の両方について中央部用の振動検出器でピーク加速度値αＸｃ、αＹｃを検出し、続いてＸ方向に関する動的評点ＨｄＸ、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹを算出した後、中央部の動的評点ＨｄＸｃ、ＨｄＹｃを算出する。但し、算出式は、上記式（４）と少し異なる、以下の６つの式（４−１）のようになる。
【００５１】
ＨｄＸＮ＝
［ＨｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）＋（１／αＸｃ）］／３｝
ＨｄＸＳ＝
［ＨｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）＋（１／αＸｃ）］／３｝
ＨｄＸＣ＝
［ＨｄＸ×（１／αＸＣ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）＋（１／αＸｃ）］／３｝
ＨｄＹＥ＝
［ＨｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）＋（１／αＹｃ）］／３｝
ＨｄＹＷ＝
［ＨｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）＋（１／αＹｃ）］／３｝
ＨｄＹＣ＝
［ＨｄＹ×（１／αＹＣ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）＋（１／αＹｃ）］／３｝
（４−１）
【００５２】
これは、以降で説明される動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率についてもまったく同じである。それゆえ、以降の説明では、建物２階の中央における動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率の計算式や算出方法については説明を省略する。
【００５３】
２．建物の動的壁率の算出
壁率というのは、建物１の壁率の倍数（壁倍率）であり、解析器１５でこれを算出することで、建物１の壁に対する補強の必要性の有無を判定するために用いる。
【００５４】
動的壁率は、以下の式（５）で表される。
【００５５】
動的壁率Ｍｄ＝２×（動的評点Ｈｄ）−１                        （５）
この式（５）は、非特許文献２に開示されている耐震等級、評点、及び壁率の以下の関係から直線近似により導かれたものである。
【００５６】
耐震等級      壁率          評点
１          １．０        １．００
２          １．５        １．２５
３          ２．０        １．５０
【００５７】
解析器１５は、動的壁率についても、以下の２つの式（６）により、Ｘ方向に関する動的評点ＨｄＸを用いてＸ方向に関する動的壁率ＭｄＸを算出すると共に、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹを用いてＹ方向に関する動的壁率ＭｄＹを算出する。
【００５８】
ＭｄＸ＝２×（ＨｄＸ）−１
ＭｄＹ＝２×（ＨｄＹ）−１                                        （６）
【００５９】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（７）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いて動的壁率ＭｄＸを北側の動的壁率ＭｄＸＮと、南側の動的壁率ＭｄＸＳに分けて算出する一方、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いて動的壁率ＭｄＹを東側の動的壁率ＭｄＹＥと、西側の動的壁率ＭｄＹＷに分けて算出する。
【００６０】
ＭｄＸＮ＝［ＭｄＸ×（１／αＮ）］／［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］
ＭｄＸＳ＝［ＭｄＸ×（１／αＳ）］／［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］
ＭｄＹＥ＝［ＭｄＹ×（１／αＥ）］／［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］
ＭｄＹＷ＝［ＭｄＹ×（１／αＷ）］／［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］    （７）
【００６１】
ところで、現行建築基準法によると、新築住宅では、耐震等級１の場合、地震力に対する所要壁量は、軽量材による軽い屋根では０．２９（ｍ／ｍ２）、重量材による重い屋根の場合０．３３（ｍ／ｍ２）と規定されている。中古住宅の場合、動的評点（建築基準法による評点）１．００がこれに相当する。解析器１５は、北側、南側、東側、西側の壁のそれぞれについて動的壁率ＭｄＸＮ、ＭｄＸＳ、ＭｄＹＥ、ＭｄＹＷを算出した後、算出値に建物の１階の面積Ｓ（ｍ２）を乗算して壁量（動的壁量）を算出し、必要とされる壁量と比較して補強の必要性の有無について判別するようにしても良い。補強を行なう場合、１枚当たりの壁量は通常０．９１（ｍ）（壁率１の壁）とされていることから、［不足壁量（ｍ）／０．９１］により追加補強すべき壁の枚数を算出する。なお、壁率２の壁が用いられる場合には、壁量は半分で済むことは言うまでも無い。
【００６２】
３．建物の動的剛性（ばね定数）の算出
建物１の南北方向あるいは東西方向の動的剛性Ｋｄは、以下の式（８）で表される。
【００６３】
Ｋｄ＝（２πｆｄ）２×Ｓ×ＷＵ／（ｇ×τ）                      （８）
τは振動増幅率であり、以下のようにして導出される。
【００６４】
建物の設計上の剛性（必要耐力）ＫＳは、以下の式（９）で算出される。
【００６５】
ＫＳ＝［２／（ｈ／１２０）］×Ｓ×Ｒ×Ｍｄ                      （９）
【００６６】
式（９）において、［２／（ｈ／１２０）］は壁率が１の壁の剛性を意味する。Ｒは建築基準法で定められた必要壁率であり、一例を挙げると、前述したように、軽量材による軽い屋根の場合０．２９（ｍ／ｍ２）、重量材による重い屋根の場合０．３３（ｍ／ｍ２）という値が定められている。また、Ｍｄは前述したように壁率である。
【００６７】
一方、計測により求められる剛性は、上記式（８）で表される。
【００６８】
ここで、Ｋｓ＝Ｋｄとおき、上記式（３）を代入して振動増幅率τを求める。
【００６９】
［２／（ｈ／１２０）］×Ｓ×Ｒ×Ｍ＝
（２πｆｄ）２×Ｓ×ＷＵ／（ｇ×τ）＝
（Ｈｄ）×Ｓ×ＷＵ／τ
振動増幅率τは、以下の式（１０）で表される。
【００７０】
τ＝
｛（Ｈｄ）×ＷＵ×ｈ｝／（２４０×Ｒ×Ｍｄ）                  （１０）
上記式（８）は更に、上記式（３）、（１０）を利用して、以下の式（１２）のように変形することができる。
【００７１】
Ｋｄ＝（２πｆｄ）２×Ｓ×ＷＵ／（ｇ×τ）
＝｛［（２πｆｄ）２／ｇ］×Ｓ×ＷＵ｝／｛［（Ｈｄ）×ＷＵ×ｈ）］／
（２４０×Ｒ×Ｍ）｝
＝［（Ｈｄ）×ＷＵ×Ｓ×２４０×Ｒ×Ｍｄ］／［（Ｈｄ）×ＷＵ×ｈ］
＝（２４０×Ｒ×Ｍｄ×Ｓ）／ｈ                          （１２）
【００７２】
解析器１５は、以上のようにして得られた変形式（１２）を用いて、動的剛性についても、以下の２つの式（１３）により、Ｘ方向に関する動的壁率ＭｄＸを用いてＸ方向に関する動的剛性ＫｄＸを算出すると共に、Ｙ方向に関する動的壁率ＭｄＹを用いてＹ方向に関する動的剛性ＫｄＹを算出する。
【００７３】
ＫｄＸ＝＝（２４０×Ｒ×ＭｄＸ×Ｓ）／ｈ
ＫｄＹ＝＝（２４０×Ｒ×ＭｄＹ×Ｓ）／ｈ                        （１３）
【００７４】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（１４）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いて動的剛性ＫｄＸを北側の動的剛性ＫｄＸＮと、南側の動的剛性ＫｄＸＳに分けて算出する一方、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いて動的剛性ＫｄＹを東側の動的剛性ＫｄＹＥと、西側の動的剛性ＫｄＹＷに分けて算出する。
【００７５】
ＫｄＸＮ＝［ＫｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＫｄＸＳ＝［ＫｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＫｄＹＥ＝［ＫｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
ＫｄＹＷ＝［ＫｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（１４）
【００７６】
以上のようにして北側、南側の動的剛性ＫｄＸＮ、ＫｄＸＳが得られたら、これらの２つの値が実質上等しくなるように補強を行なうことが望ましい。補強は、壁、梁、床板等で行なわれるのが好ましい。特に、中央部について動的剛性が算出される場合には、補強は床板に適用される。
【００７７】
同様にして、東側、西側の動的剛性ＫｄＹＥ、ＫｄＹＷについても、これらの２つの値が実質上等しくなるように補強を行なうことが望ましい。
【００７８】
４．建物の動的振動増幅率τｄの算出
建物の動的振動増幅率τｄは、以下の式（１５）又は式（１６）で表される。
【００７９】
τｄ＝（Ｈｄ×Ｗｕ×Ｓ）／Ｋｄ                                （１５）
τｄ’＝｛（Ｈｄ）×ＷＵ×ｈ｝／（２４０×Ｒ×Ｍｄ）          （１６）
【００８０】
以下では、式（１５）を用いる場合について説明する。
【００８１】
解析器１５は、動的振動増幅率についても、以下の２つの式（１７）により、Ｘ方向に関する動的評点ＨｄＸ及び動的剛性ＫｄＸを用いてＸ方向に関する動的振動増幅率τｄＸを算出すると共に、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹ及び動的剛性ＫｄＹを用いてＹ方向に関する動的振動増幅率τｄＹを算出する。
【００８２】
τｄＸ＝（ＨｄＸ×Ｗｕ×Ｓ）／ＫｄＸ 
τｄＹ＝（ＨｄＹ×Ｗｕ×Ｓ）／ＫｄＹ                              （１７）
【００８３】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（１８）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いて動的振動増幅率τｄＸを北側の動的振動増幅率τｄＸＮと、南側の動的振動増幅率τｄＸＳに分けて算出する一方、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いて動的振動増幅率τｄＹを東側の動的振動増幅率τｄＹＥと、西側の動的振動増幅率τｄＹＷに分けて算出する。
【００８４】
τｄＸＮ＝［τｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
τｄＸＳ＝［τｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
τｄＹＥ＝［τｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
τｄＹＷ＝［τｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（１８）
上記式（１６）を用いる場合もまったく同様である。
【００８５】
５．地震発生時、建物の階高ｈで１／１２０（ｒａｄ）変形する時の動的加速度αｄ（ｈ／１２０）（ガル）の算出
建物１は、その耐力のほとんどが壁によって得られるように構成されている。そして、この壁は壁の強さ（剛性）に関係なく（ｈ／１２０）（ｒａｄ）（階高ｈ＝３ｍで２．５ｃｍの揺れ）までの変形に対しては弾性体として働き、それ以上の例えば（ｈ／６０）（ｒａｄ）、（ｈ／３０）（ｒａｄ）では塑性域に入る。従って、（ｈ／１２０）（ｒａｄ）までの変形では無傷の領域と言えるので、地震等により（ｈ／１２０）（ｒａｄ）まで揺れる時の加速度（地震力）（ガル）を知ることで、地震等により建物が被害を受けることの無い最大の地震力がわかる。
【００８６】
解析器１５は、地震発生時に建物の階高ｈのところで１／１２０（ｒａｄ）変形する時の加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）を、動的共振周波数ｆｄ、動的振動増幅率τｄ又はτｄ’を用い、あらかじめ定められた以下の２つの式（１９−１）、（１９−２）のいずれかを用いて算出する。
【００８７】
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ      （１９−１）
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ’    （１９−２）
【００８８】
以下では、式（１９−１）を用いる場合について説明する。
【００８９】
解析器１５は、加速度の大きさについても、以下の２つの式（２０）により、Ｘ方向に関する動的振動増幅率τｄＸを用いてＸ方向に関する加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）を算出すると共に、Ｙ方向に関する動的振動増幅率τｄＹを用いてＹ方向に関する加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）を算出する。
【００９０】
αｄＸ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄＸ）２×（ｈ／１２０）］／τｄＸ 
αｄＹ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄＹ）２×（ｈ／１２０）］／τｄＹ      （２０）
【００９１】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（２１）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いてＸ方向に関する加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）を北側の加速度の大きさαｄＸＮ（ｈ／１２０）と南側の加速度の大きさαｄＸＳ（ｈ／１２０）に分け、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いてＹ方向に関する加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）を東側の加速度の大きさαｄＹＥ（ｈ／１２０）と西側の加速度の大きさαｄＹＷ（ｈ／１２０）に分ける計算を行なう。
【００９２】
αｄＸＮ（ｈ／１２０）
＝［αｄＸ（ｈ／１２０）×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
αｄＸＳ（ｈ／１２０）
＝［αｄＸ（ｈ／１２０）×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
αｄＹＥ（ｈ／１２０）
＝［αｄＹ（ｈ／１２０）×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
αｄＹＷ（ｈ／１２０）
＝［αｄＹ（ｈ／１２０）×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（２１）
【００９３】
なお、解析器１５は、建物の階高ｈにおいて（ｈ／１２０）（ｒａｄ）の変形を伴う加速度の大きさα（ｈ／１２０）、（ｈ／６０）（ｒａｄ）の変形を伴う加速度の大きさα（ｈ／６０）、（ｈ／３０）（ｒａｄ）の変形を伴う加速度の大きさα（ｈ／３０）、（ｈ／３０）（ｒａｄ）超の変形を伴う加速度の大きさα（＜ｈ／３０）をそれぞれ以下の４つの式（２２）からなる簡易式を用いて算出することもできる。
【００９４】
α（ｈ／１２０）＝４００×Ｈｄ−２００
α（ｈ／６０）＝４００×Ｈｄ−１２０
α（ｈ／３０）＝４００×Ｈｄ
α（＜ｈ／３０）＝４００×Ｈｄ                                  （２２）
【００９５】
そして、動的評点Ｈｄとして、上述した演算により算出した北側、南側、東側、西側の動的評点ＨｄＸＮ、ＨｄＸＳ、ＨｄＹＥ、ＨｄＹＷをそれぞれ代入することで北側、南側、東側、西側のそれぞれについて加速度の大きさα（ｈ／１２０）、α（ｈ／６０）、α（ｈ／３０）、α（＜ｈ／３０）を算出することができる。
【００９６】
以上の動的共振周波数、動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率、加速度の大きさは、新築の建物に適用して耐震診断を行なうようにしても良いが、新築よりはむしろ、中古の建物に適用して将来の大地震に備えるための耐震診断とするのに適している。これは、新築の建物の場合、設計図より得られるパラメータを用い、本発明により提供される式に基づいて、設計共振周波数、設計評点、設計壁率、設計剛性、設計振動増幅率を算出して耐震診断用のデータとすることができるからである。
【００９７】
このことから、第１の実施形態による解析器１５は、以下に説明する計算式に基づいて設計共振周波数、設計評点、設計壁率、設計剛性、設計振動増幅率を算出する機能を有する。これは、後述される第２の実施形態においても同様であり、後述する第２の実施形態においては説明を省略する。
【００９８】
１ａ．建物の設計共振周波数の算出
解析器１５は、建物の設計図面に基づいて予め計算されたＸ方向の設計壁率ＭｓＸとＹ方向の設計壁率ＭｓＹと重力の加速度ｇを用い、以下の２つの式（２３）に基づいて建物のＸ方向の設計共振周波数ｆｓＸ、Ｙ方向の設計共振周波数ｆｓＹを算出する。設計壁率ＭｓＸ、ＭｓＹの計算方法については周知であるので、説明は省略する。
【００９９】
ｆｓＸ＝（１／２π）×｛［（ＭｓＸ＋１）×ｇ］／２｝１／２ 
ｆｓＹ＝（１／２π）×｛［（ＭｓＹ＋１）×ｇ］／２｝１／２        （２３）
【０１００】
２ａ．建物の設計評点の算出
解析器１５は、予め計算されたＸ方向の設計壁率ＭｓＸとＹ方向の設計壁率ＭｓＹを用い、以下の２つの式（２４）に基づいて建物のＸ方向の設計評点ＨｓＸ、Ｙ方向の設計評点ＨｓＹを算出する。
【０１０１】
ＨｓＸ＝（ＭｓＸ＋１）／２
ＨｓＹ＝（ＭｓＹ＋１）／２                                      （２４）
【０１０２】
３ａ．建物の設計剛性の算出
解析器１５は、予め計算されたＸ方向の設計壁率ＭｓＸとＹ方向の設計壁率ＭｓＹと、壁量Ｒ、面積Ｓ、及び階高ｈを用い、予め定められた以下の２つの式（２５）に基づいて建物のＸ方向の設計剛性ＫｓＸ、Ｙ方向の設計剛性ＫｓＹを算出する。
【０１０３】
ＫｓＸ＝（２４０×Ｒ×ＭｓＸ×Ｓ）／ｈ
ＫｓＹ＝（２４０×Ｒ×ＭｓＹ×Ｓ）／ｈ                          （２５）
【０１０４】
４ａ．建物の設計振動増幅率の算出
解析器１５は、算出したＸ方向の設計評点ＨｓＸ及び算出した設計剛性ＫｓＸと、算出したＹ方向の設計評点ＨｓＹ及び算出した設計剛性ＫｓＹと、上部荷重Ｗｕ及び面積Ｓを用い、予め定められた以下の２つの式（２６）に基づいて建物のＸ方向の設計振動増幅率τｓＸ、Ｙ方向の設計振動増幅率τｓＹを算出する。
【０１０５】
τｓＸ＝（ＨｓＸ×Ｗｕ×Ｓ）／ＫｓＸ
τｓＹ＝（ＨｓＹ×Ｗｕ×Ｓ）／ＫｓＹ                            （２６）
【０１０６】
５ａ．地震発生時、建物の階高ｈで１／１２０（ｒａｄ）変形する時の設計加速度αＳ（ｈ／１２０）（ガル）の算出
解析器１５は、算出したＸ方向の設計共振周波数ｆｓＸ、設計振動増幅率τｓＸと、算出したＹ方向の設計共振周波数ｆｓＹ、設計振動増幅率τｓＹを用い、地震発生時に建物の階高ｈのところで１／１２０（ｒａｄ）変形する時のＸ方向の設計加速度の大きさαＳＸ（ｈ／１２０）、Ｙ方向の設計加速度の大きさαＳＹ（ｈ／１２０）をそれぞれ、あらかじめ定められた以下の２つの式（２７）を用いて算出する。
【０１０７】
αＳＸ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｓＸ）２×（ｈ／１２０）］／τｓＸ 
αｄＹ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｓＹ）２×（ｈ／１２０）］／τｓＹ    （２７）
【０１０８】
なお、解析器１５は、算出したＸ方向の設計共振周波数ｆｓＸ、Ｙ方向の設計共振周波数ｆｓＹ、算出したＸ方向の設計振動増幅率τｓＸ、算出したＹ方向の設計振動増幅率τｓＹと、上部荷重Ｗｕ、面積Ｓ、重力の加速度ｇを用い、以下の２つの式（２８）に基づいて、建物のＸ方向の設計剛性ＫｓｆＸ、Ｙ方向の設計剛性ＫｓｆＹを算出しても良い。
【０１０９】
ＫｓｆＸ＝［（２πｆｓＸ）２×Ｗｕ×Ｓ］／［ｇ×τｓＸ］
ＫｓｆＹ＝［（２πｆｓＹ）２×Ｗｕ×Ｓ］／［ｇ×τｓＹ］          （２８）
【０１１０】
（第２の実施形態）
次に、地盤中を伝搬する振動について雑音の比較的多い地域、すなわち交通量の激しい道路や、鉄道線路、あるいは振動発生を伴う工場等に隣接している地域の戸建住宅について耐震性能診断を行なうのに適した第２の実施形態について説明する。
【０１１１】
第１の実施形態は、地盤中を伝搬する振動について雑音が多いと、その影響を受け易い。そこで、第２の実施形態は、雑音の影響を受けにくくしている。
【０１１２】
第２の実施形態も、地盤中で常時発生、伝達されている常時微動と呼ばれる振動成分を利用して戸建住宅の共振周波数を検出する。つまり、地盤中を伝わる微弱な振動について周波数分析を行い、どの周波数の振動に対して戸建住宅が共振するかを計測する点においては第１の実施形態と同じである。
【０１１３】
図５を参照して、第２の実施形態による耐震診断システムは、加速度を検出することのできる第１、第２、第３の振動検出器２１、２２、２３、これらの出力信号である第１、第２、第３の検出信号を増幅するための第１、第２、第３の増幅器１３、２４、１７、アナログ信号である検出信号をディジタルの加速度信号に変換する第１、第２、第３のＡ／Ｄ変換器１４、２５、１８、ディジタルの加速度信号に対して解析を行う解析器１５、計算に際して必要な既知の数値を入力するためのパラメータ入力部１９を含む。なお、特許請求の範囲の請求項には、第２の振動検出器２２は第３の振動検出器と記載され、第３の振動検出器２３が第２の振動検出器と記載されている。第１の実施形態と同様、振動検出器は加速度や速度を検出する手段として用いられており、以下では加速度を検出する場合について説明するが、速度を検出するようにしても良い。また、２階建ての戸建住宅に適用する場合について説明するが、１階建てや３階建て以上の建物にも適用可能であることは言うまでもなく、以下では建物と呼ぶこととする。また、新築、中古の別は問わない。
【０１１４】
２階建ての建物の場合、図５に示すように、第１、第２の振動検出器２１、２２は２階の床に設置され、第３の振動検出器２３は２階より下の建物内あるいは建物外の地面に設置される。
【０１１５】
図６は、図５に示された第１、第２、第３の振動検出器２１、２２、２３の設置形態を平面図で示す。
【０１１６】
図６では、２階床面において南北方向として規定することのできる線分上の北方向端部、南方向端部にそれぞれ、第１、第２の振動検出器２１、２２を設置している。すなわち、第１、第２の振動検出器２１、２２をＹ方向（南北方向）に並設している。この場合、第１、第２の振動検出器２１、２２は、南北方向に直角な方向、つまり東西方向に揺れる、常時微動に起因する振動の加速度を検出する。
【０１１７】
一方、南北方向に揺れる、常時微動に起因する振動の加速度を検出する場合には、第１、第２の振動検出器２１、２２を、図６中、一点鎖線で示すように、東西方向の線分上の東方向端部、西方向端部にそれぞれ設置する。すなわち、第１、第２の振動検出器２１、２２をＸ方向（東西方向）に並設する。
【０１１８】
第１の実施形態と同様、以下の耐震性能診断は、解析器１５の記憶装置にインストールされている耐震性能診断のための解析処理プログラム（耐震診断プログラム）に基づいて行われる。従って、解析器１５は、パーソナルコンピュータ、特にポータブルタイプのパーソナルコンピュータによって実現され、耐震診断に際しては記憶装置から解析処理プログラムを読み出して解析処理を実行する。
【０１１９】
２−１．建物の動的評点の算出
図６に示すように、建物２階の北側端部に設置された第１の振動検出器２１、建物２階の南側端部に設置された第２の振動検出器２２、建物外の地面に設置された第３の振動検出器２３は、東西方向に揺れる常時微動に起因する振動成分の加速度を検出する。第１、第２、第３の振動検出器２１、２２、２３からの加速度検出信号は、様々な周波数成分の加速度を持つ。第１、第２、第３の振動検出器２１、２２、２３で検出された加速度検出信号は、第１、第２、第３の増幅器１３、２４、１７で増幅され第１、第２、第３のＡ／Ｄ変換器１４、２５、１８でディジタル信号に変換されて解析器１５に与えられる。解析器１５は、前述のように解析処理プログラムに基づいて信号処理及び解析処理を行う。
【０１２０】
解析器１５は、信号処理として、第１、第２、第３のＡ／Ｄ変換器１４、２５、１８の出力信号について第１の実施形態と同様のフーリエ変換を行なう。解析器１５はまた、解析処理として周波数分析、具体的には処理された第３の加速度検出信号に対する処理された第１の加速度検出信号の比を演算する。すると、図７に示すように、ある特定の周波数において比のレベルがピーク値を示す。解析器１５は、この時の周波数を動的共振周波数ｆｄとして検出すると共に、この時の第１、第２の振動検出器２１、２２の検出信号で示される加速度をピーク加速度値として検出する。簡単に言えば、第３の振動検出器２３は、常時微動に起因する微弱な振動成分に混在した雑音成分による影響を小さくするためのものである。
【０１２１】
第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、主に、上記のような振動検出器の配置形態と解析処理である。言い換えれば、動的共振周波数、ピーク加速度値が検出された後の動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率の計算は、第１の実施形態とまったく同じである。
【０１２２】
従って、図６において、第１の実施形態と同様、東西方向に揺れる微弱振動について計測した場合には、第１、第２の振動検出器２１、２２の出力である第１、第２の検出信号からは同じ動的共振周波数、つまり、Ｘ方向（東西方向）の動的共振周波数ｆｄＸが検出される。また、第１、第２の検出信号からはそれぞれ、ピーク加速度値αＮ、ピーク加速度値αＳが検出される。
【０１２３】
東西方向に揺れる微弱振動について計測が終了すると、第１、第２の振動検出器２１、２２をそれぞれ、東側端部、西側端部に移し替える。第３の振動検出器２３については同じ場所に向きを変えて設置することが望ましい。建物２階の東側端部に設置された第１の振動検出器２１、建物２階の西側端部に設置された第２の振動検出器２２は、南北方向に揺れる常時微動に起因する振動成分の加速度を検出する。その結果、解析器１５は、南北方向に揺れる微弱振動に対し、第１、第２の振動検出器２１、２２からＹ方向（南北方向）の動的共振周波数ｆｄＹを検出すると共に、第１の振動検出器２１からピーク加速度値αＥ、第２の振動検出器２２からはピーク加速度値αＷをそれぞれ検出する。
【０１２４】
続いて、解析器１５は、以下の２つの式（１）に基づいて建物のＸ方向に関する動的評点ＨｄＸ、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹを算出する。
【０１２５】
ＨｄＸ＝（２πｆｄＸ）２／ｇ
ＨｄＹ＝（２πｆｄＹ）２／ｇ                                    （１）
【０１２６】
次に、解析器１５は、以下の４つの式（４）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いてＸ方向に関する動的評点ＨｄＸを北側の動的評点ＨｄＸＮと南側の動的評点ＨｄＸＳに分け、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いてＹ方向に関する動的評点ＨｄＹを東側の動的評点ＨｄＹＥと西側の動的評点ＨｄＹＷに分ける計算を行なう。
【０１２７】
ＨｄＸＮ＝［ＨｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＨｄＸＳ＝［ＨｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＨｄＹＥ＝［ＨｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
ＨｄＹＷ＝［ＨｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（４）
【０１２８】
以上のように、第２の実施形態においても、解析器１５は、解析処理プログラムに基づいて、第１、第２の振動検出器２１、２２をそれぞれ建物２階の北側端部、南側端部に配置して得られた動的共振周波数ｆｄＸとピーク加速度値αＮ、αＳ、第１、第２の振動検出器２１、２２をそれぞれ建物２階の東側端部、西側端部に配置して得られた動的共振周波数ｆｄＹとピーク加速度値αＥ、αＷ、重力の加速度ｇを用いて上記式（１）、（４）により、北側、南側、東側、西側の動的評点ＨｄＸＮ、ＨｄＸＳ、ＨｄＹＥ、ＨｄＹＷを自動的に算出して結果を記憶装置に保存すると共に、ディスプレイにて表示したり、プリントアウトしたりする。
【０１２９】
なお、第２の実施形態では、振動検出器を３個用いているが、振動検出器は建物２階に設置する振動検出器（便宜上、この説明でのみ第１の振動検出器と呼ぶ）と、２階より下の建物内あるいは建物外の地面に設置する振動検出器（便宜上、この説明でのみ第２の振動検出器と呼ぶ）の２個でも良い。この場合、第２の振動検出器は２階より下の建物内あるいは建物外の地面に設置したままとし、はじめに第１の振動検出器を建物２階の北側寄りに配置して動的共振周波数とピーク加速度値αＮとを検出する。次に、第１の振動検出器を建物２階の南側寄りに配置して動的共振周波数とピーク加速度値αＳとを検出する。この場合、振動検出器が北側寄り、南側寄りのいずれに配置されても同じ動的共振周波数ｆｄＸが検出される。同様にして、第１の振動検出器を建物２階の東側寄りに配置して動的共振周波数ｆｄＹとピーク加速度値αＥとを検出する。次に、第１の振動検出器を建物２階の西側寄りに配置して動的共振周波数ｆｄＹとピーク加速度値αＷとを検出する。この場合も、振動検出器が東側寄り、西側寄りのいずれに配置されても同じ動的共振周波数ｆｄＹが検出される。北側、南側、東側、西側の動的評点ＨｄＸＮ、ＨｄＸＳ、ＨｄＹＥ、ＨｄＹＷの算出方法は上記とまったく同じである。
【０１３０】
第２の実施形態においても、動的評点は、建物１の２階の中央における値も算出されることが望ましい。この場合、第１、第２の振動検出器２１、２２の中間部に中央部用の振動検出器（第４の振動検出器）を配置して上記と同様の計測、計算を行うことで建物のＸ方向、Ｙ方向の両方について中央部用の振動検出器でピーク加速度値αＸｃ、αＹｃを検出し、続いてＸ方向に関する動的評点ＨｄＸ、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹを算出した後、中央部の動的評点ＨｄＸｃ、ＨｄＹｃを算出する。算出式は、以下の６つの式（４−１）のようになる。
【０１３１】
ＨｄＸＮ＝
［ＨｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）＋（１／αＸｃ）］／３｝
ＨｄＸＳ＝
［ＨｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）＋（１／αＸｃ）］／３｝
ＨｄＸＣ＝
［ＨｄＸ×（１／αＸＣ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）＋（１／αＸｃ）］／３｝
ＨｄＹＥ＝
［ＨｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）＋（１／αＹｃ）］／３｝
ＨｄＹＷ＝
［ＨｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）＋（１／αＹｃ）］／３｝
ＨｄＹＣ＝
［ＨｄＹ×（１／αＹＣ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）＋（１／αＹｃ）］／３｝
（４−１）
【０１３２】
これは、以降で説明される動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率についてもまったく同じである。それゆえ、以降の説明では、建物２階の中央における動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率の計算式や算出方法については説明を省略する。
【０１３３】
２．建物の動的壁率の算出
第１の実施形態と同様、解析器１５は、動的壁率についても、以下の２つの式（６）により、Ｘ方向に関する動的評点ＨｄＸを用いてＸ方向に関する動的壁率ＭｄＸを算出すると共に、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹを用いてＹ方向に関する動的壁率ＭｄＹを算出する。
【０１３４】
ＭｄＸ＝２×（ＨｄＸ）−１
ＭｄＹ＝２×（ＨｄＹ）−１                                      （６）
【０１３５】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（７）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いて動的壁率ＭｄＸを北側の動的壁率ＭｄＸＮと、南側の動的壁率ＭｄＸＳに分けて算出する一方、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いて動的壁率ＭｄＹを東側の動的壁率ＭｄＹＥと、西側の動的壁率ＭｄＹＷに分けて算出する。
【０１３６】
ＭｄＸＮ＝［ＭｄＸ×（１／αＮ）］／［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］
ＭｄＸＳ＝［ＭｄＸ×（１／αＳ）］／［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］
ＭｄＹＥ＝［ＭｄＹ×（１／αＥ）］／［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］
ＭｄＹＷ＝［ＭｄＹ×（１／αＷ）］／［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］    （７）
【０１３７】
３．建物の動的剛性（ばね定数）の算出
解析器１５は、動的剛性についても、以下の２つの式（１３）により、Ｘ方向に関する動的壁率ＭｄＸを用いてＸ方向に関する動的剛性ＫｄＸを算出すると共に、Ｙ方向に関する動的壁率ＭｄＹを用いてＹ方向に関する動的剛性ＫｄＹを算出する。
【０１３８】
ＫｄＸ＝＝（２４０×Ｒ×ＭｄＸ×Ｓ）／ｈ
ＫｄＹ＝＝（２４０×Ｒ×ＭｄＹ×Ｓ）／ｈ                        （１３）
【０１３９】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（１４）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いて動的剛性ＫｄＸを北側の動的剛性ＫｄＸＮと、南側の動的剛性ＫｄＸＳに分けて算出する一方、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いて動的剛性ＫｄＹを東側の動的剛性ＫｄＹＥと、西側の動的剛性ＫｄＹＷに分けて算出する。
【０１４０】
ＫｄＸＮ＝［ＫｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＫｄＸＳ＝［ＫｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
ＫｄＹＥ＝［ＫｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
ＫｄＹＷ＝［ＫｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（１４）
【０１４１】
以上のようにして北側、南側の動的剛性ＫｄＸＮ、ＫｄＸＳが得られたら、これらの２つの値が実質上等しくなるように補強を行なうことが望ましい。補強は、壁、梁、床板等で行なわれるのが好ましい。本実施形態でも、中央部について動的剛性が算出される場合には、補強は床板に適用される。
【０１４２】
同様にして、東側、西側の動的剛性ＫｄＹＥ、ＫｄＹＷについても、これらの２つの値が実質上等しくなるように補強を行なうことが望ましい。
【０１４３】
４．建物の動的振動増幅率τｄの算出
解析器１５は、建物の動的振動増幅率τｄを、以下の式（１５）又は式（１６）で算出する。
【０１４４】
τｄ＝（Ｈｄ×Ｗｕ×Ｓ）／Ｋｄ                                （１５）
τｄ’＝｛（Ｈｄ）×ＷＵ×ｈ｝／（２４０×Ｒ×Ｍｄ）          （１６）
【０１４５】
以下では、式（１５）を用いる場合について説明する。
【０１４６】
解析器１５は、動的振動増幅率についても、以下の２つの式（１７）により、Ｘ方向に関する動的評点ＨｄＸ及び動的剛性ＫｄＸを用いてＸ方向に関する動的振動増幅率τｄＸを算出すると共に、Ｙ方向に関する動的評点ＨｄＹ及び動的剛性ＫｄＹを用いてＹ方向に関する動的振動増幅率τｄＹを算出する。
【０１４７】
τｄＸ＝（ＨｄＸ×Ｗｕ×Ｓ）／ＫｄＸ 
τｄＹ＝（ＨｄＹ×Ｗｕ×Ｓ）／ＫｄＹ                              （１７）
【０１４８】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（１８）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いて動的振動増幅率τｄＸを北側の動的振動増幅率τｄＸＮと、南側の動的振動増幅率τｄＸＳに分けて算出する一方、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いて動的振動増幅率τｄＹを東側の動的振動増幅率τｄＹＥと、西側の動的振動増幅率τｄＹＷに分けて算出する。
【０１４９】
τｄＸＮ＝［τｄＸ×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
τｄＸＳ＝［τｄＸ×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
τｄＹＥ＝［τｄＹ×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
τｄＹＷ＝［τｄＹ×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（１８）
上記式（１６）を用いる場合もまったく同様である。
【０１５０】
５−１．地震発生時、建物の階高ｈで１／１２０（ｒａｄ）変形する時の動的加速度αｄ（ｈ／１２０）（ガル）の算出
第２の実施形態においても、解析器１５は、地震発生時に建物の階高ｈのところで１／１２０（ｒａｄ）変形する時の加速度の大きさαｄ（ｈ／１２０）を、動的共振周波数ｆｄ、動的振動増幅率τｄ又はτｄ’を用い、あらかじめ定められた以下の２つの式（１９−１）、（１９−２）のいずれかを用いて算出する。
【０１５１】
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ      （１９−１）
αｄ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄ）２×（ｈ／１２０）］／τｄ’    （１９−２）
【０１５２】
以下では、式（１９−１）を用いる場合について説明する。
【０１５３】
解析器１５は、加速度の大きさについても、以下の２つの式（２０）により、Ｘ方向に関する動的振動増幅率τｄＸを用いてＸ方向に関する加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）を算出すると共に、Ｙ方向に関する動的振動増幅率τｄＹを用いてＹ方向に関する加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）を算出する。
【０１５４】
αｄＸ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄＸ）２×（ｈ／１２０）］／τｄＸ 
αｄＹ（ｈ／１２０）＝［（２πｆｄＹ）２×（ｈ／１２０）］／τｄＹ      （２０）
【０１５５】
解析器１５は続いて、以下の４つの式（２１）により、ピーク加速度値αＮ、αＳを用いてＸ方向に関する加速度の大きさαｄＸ（ｈ／１２０）を北側の加速度の大きさαｄＸＮ（ｈ／１２０）と南側の加速度の大きさαｄＸＳ（ｈ／１２０）に分け、ピーク加速度値αＥ、αＷを用いてＹ方向に関する加速度の大きさαｄＹ（ｈ／１２０）を東側の加速度の大きさαｄＹＥ（ｈ／１２０）と西側の加速度の大きさαｄＹＷ（ｈ／１２０）に分ける計算を行なう。
【０１５６】
αｄＸＮ（ｈ／１２０）
＝［αｄＸ（ｈ／１２０）×（１／αＮ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
αｄＸＳ（ｈ／１２０）
＝［αｄＸ（ｈ／１２０）×（１／αＳ）］／｛［（１／αＮ）＋（１／αＳ）］／２｝
αｄＹＥ（ｈ／１２０）
＝［αｄＹ（ｈ／１２０）×（１／αＥ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
αｄＹＷ（ｈ／１２０）
＝［αｄＹ（ｈ／１２０）×（１／αＷ）］／｛［（１／αＥ）＋（１／αＷ）］／２｝
（２１）
【０１５７】
なお、第２の実施形態においても、解析器１５は、建物の階高ｈにおいて（ｈ／１２０）（ｒａｄ）の変形を伴う加速度の大きさα（ｈ／１２０）、（ｈ／６０）（ｒａｄ）の変形を伴う加速度の大きさα（ｈ／６０）、（ｈ／３０）（ｒａｄ）の変形を伴う加速度の大きさα（ｈ／３０）、（ｈ／３０）（ｒａｄ）超の変形を伴う加速度の大きさα（＜ｈ／３０）をそれぞれ以下の４つの式（２２）からなる簡易式を用いて算出することもできる。
【０１５８】
α（ｈ／１２０）＝４００×Ｈｄ−２００
α（ｈ／６０）＝４００×Ｈｄ−１２０
α（ｈ／３０）＝４００×Ｈｄ
α（＜ｈ／３０）＝４００×Ｈｄ                                  （２２）
【０１５９】
そして、第１の実施形態と同様、動的評点Ｈｄとして、上述した演算により算出した北側、南側、東側、西側の動的評点ＨｄＸＮ、ＨｄＸＳ、ＨｄＹＥ、ＨｄＹＷをそれぞれ代入することで北側、南側、東側、西側のそれぞれについて加速度の大きさα（ｈ／１２０）、α（ｈ／６０）、α（ｈ／３０）、α（＜ｈ／３０）を算出することができる。
【０１６０】
（第３の実施形態）
図８を参照して、本発明による耐震診断システムの第３の実施形態について説明する。本システムは、第２の実施形態による耐震診断システムに加振機を導入して、建物に対して積極的に振動を与えるようにしたものである。従って、後述されるように、加振機により、Ｘ方向の揺れを発生させるような振動を与えつつ北側端部及び南側端部に設置した第１、第２の振動検出器による計測を行う一方、Ｙ方向の揺れを発生させるような振動を与えつつ東側端部及び西側端部に設置した第１、第２の振動検出器による計測を行う点を除いて第２の実施形態とほぼ同じである。
【０１６１】
図８において、本耐震診断システムは、周波数可変の加振信号を発生する任意波発振器１１、加振信号を増幅する電力増幅器１２、電力増幅器１２からの増幅された加振信号で建物に対して加振を行なう加振機２０、加振機２０で加振されている間の加速度を検出する第１、第２、第３の振動検出器２１、２２、２３、これらの検出信号を増幅するための第１、第２、第３の増幅器１３、１７、２４、アナログ信号である検出信号をディジタルの加速度信号に変換する第１、第２、第３のＡ／Ｄ変換器１４、１８、２５、解析器１５、パラメータ入力部１９を含む。
【０１６２】
２階建ての場合、図９に示すように、加振機２０、第１〜第３の振動検出器２１〜２３は２階の床に設置され、特に第３の振動検出器２３は建物１の重心対応位置またはその近傍に設置された加振機２０に近い位置に設置される。
【０１６３】
図１０は、図９に示された加振機２０、第１〜第３の振動検出器２１〜２３の設置形態を平面図で示す。図１０は、加振機２０でＸ方向について起振する場合について示している。この場合、２階床の北側端部、南側端部にそれぞれ、第１、第２の振動検出器２１、２２が設置され、建物１の重心対応位置またはその近傍に設置された加振機２０に近い中央位置に第３の振動検出器２３が設置される。すなわち、第１〜第３の振動検出器２１〜２３はＹ方向（南北方向）に並設される。一方、加振機２０でＹ方向について起振する場合、２階床の東側端部、西側端部にそれぞれ、第１、第２の振動検出器２１、２２が設置され、加振機２０に近い中央位置に第３の振動検出器２３が設置される。すなわち、第１〜第３の振動検出器２１〜２３はＸ方向に並設される。
【０１６４】
図８において、任意波発振器１１に対して波形を指定することにより、任意波発振器１１から、ここでは正弦波が発生され、電力増幅器１２で増幅されて加振機２０に与えられる。加振機２０は増幅された正弦波に基づいて建物１を水平方向に振動させる。その時の建物１の加速度が第１〜第３の振動検出器２１〜２３で検出される。第１〜第３の振動検出器２１〜２３で検出された加速度信号は、第１〜第３の増幅器１３、１７、２４で増幅され第１〜第３のＡ／Ｄ変換器１４、１８、２５でディジタル信号に変換されて解析器１５に与えられる。解析器１５は、前述のように解析処理プログラムに基づいて信号処理及び解析処理を行うものである。解析器１５にはまた、任意波発振器１１からの正弦波信号が周波数信号として与えられる。
【０１６５】
なお、任意波発振器１１は周波数の異なる複数種類の正弦波信号を発生することができるほか、ランダム波信号としてマルチサイン信号、スウェプトサイン信号を発生することができる。マルチサイン信号というのは、異なる周波数ｆ１〜ｆｎの正弦波信号を様々な振幅を持つように合成した信号である。一方、スウェプトサイン信号というのは、異なる周波数ｆ１〜ｆｎの正弦波信号を振幅が一定の状態になるように合成した信号で、いわば周波数変調波である。
【０１６６】
第１〜第３の振動検出器のうち、第３の振動検出器２３で検出される加速度をＵｈとすると、加速度Ｕｈと加振機２０による加振周波数ｆ（任意波発振器１１からの信号周波数）との関係は図４で説明した特性と同様になる。つまり、加速度Ｕｈは加振周波数ｆがある値になるとピーク値を示す。この周波数が動的共振周波数ｆｄとして解析器１５で検出される。ここで、これまでの実施形態と同様に、Ｘ方向について起振した場合に第３の振動検出器２３について検出された動的共振周波数をｆｄＸとし、Ｙ方向について起振した場合に第３の振動検出器２３について検出された動的共振周波数をｆｄＹとする。また、Ｘ方向について起振した場合、第３の振動検出器２３について動的共振周波数ｆｄＸを検出した時に第１、第２、第３の振動検出器（北側、南側、中央の振動検出器）２１、２２、２３で検出された加速度をαＮ、αＳ、αＸＣとする。同様に、Ｙ方向について起振した場合、第３の振動検出器２３について動的共振周波数ｆｄＹを検出した時に第１、第２、第３の振動検出器（東側、西側、中央の振動検出器）２１、２２、２３で検出された加速度をαＥ、αＷ、αＹＣとする。
【０１６７】
Ｘ方向の起振、Ｙ方向の起振の結果、解析器１５は、任意波発振器１１からの周波数信号と第３のＡ／Ｄ変換器２５からの加速度検出信号により、上記動的共振周波数ｆｄＸ、ｆｄＹを検出すると共に、加速度αＮ、αＳ、αＸＣと加速度αＥ、αＷ、αＹＣを検出する。
【０１６８】
以後、解析器１５は、第２の実施形態で説明したのと同じ動作で北側、南側、東側、西側のそれぞれについて動的評点、動的壁率、動的剛性、動的振動増幅率の算出を行なう。算出方法は、第２の実施形態とまったく同じであるので、説明は省略する。
【０１６９】
以上説明した本発明の実施形態による耐震診断システムによれば、建物自体の持つ耐震性能を計測し、より効果的で安価に耐震補強のできる手法が提供される。すなわち、本発明による耐震診断システムは、まず、その建物の持つ固有の動的評点（耐震強度）を目視でなく計測器及び解析器を使用して正確に表示できるほか、補強の目安となる剛性、壁率等を容易に算出できる。これにより、顧客は自身の建物の周りで発生する近い将来の地震に対し建物が倒壊しないだけの十分安心できる補強を考えることができる。補強は、壁の補強、筋交の補強、梁の補強、床板の補強、重い屋根を軽い屋根に代える間接的な補強方法のいずれも事前に評価し、実施することが可能である。
【０１７０】
また、本発明による耐震診断システムによって建物の東西南北に関して上記各数値の算出が容易に正しく行なわれることにより、地震対策として地震発生時に建物がねじれによって倒壊することがない様、建物の地震に対する脆弱部分の改修も可能となることから、有効な耐震性能診断並びに補強の補助手段として威力を発揮することが期待される。
【符号の説明】
【０１７１】
１    建物
２０    加振機
２１    第１の振動検出器
２２    第２の振動検出器
２３    第３の振動検出器
【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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【図１０】
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