(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震による対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法であって、
前記対象鉄筋コンクリート造建物の耐震特性のように、地震被害を想定するために必須の事項を得るための第１の手順と、
前記対象鉄筋コンクリート造建物の微動測定のように、１質点系の解析をする場合に必要とする処理と、ボーリングデータ等を利用することで、推定の精度向上が見込まれる処理と、前記対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデルの作成をする場合に必要とする処理と、近傍地震観測点の地下構造簡略モデルの作成をする場合に必要とする処理と、対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の計測震度差の推定をする場合に必要とする処理とを選択することが可能となっており、処理を選択して、かつ、前記第１の手順による処理結果を基に事前に行う第２の手順と、
地震発生による地震記録と得られた処理結果とを基に被害評価マトリックスを用いて前記対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する処理と、前記地震記録と得られた処理結果とを基に弾塑性応答解析を行い、該解析で得た塑性率から該対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する処理とを選択することが可能となっており、いずれかの処理を選択して、前記対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する第３の手順と、
を含み、
前記第１の手順を行って、前記第２の手順を行うか否かを選択して、前記第２の手順を行うことを選択した場合は前記第２の手順を行った後に前記第３の手順を行い、前記第２の手順を行わないことを選択した場合は前記第３の手順を行う、
ことを特徴とする鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法。
【請求項２】
前記第３の手順で用いる地震記録の代わりに、将来発生が想定される地震の予測地震動を用いる、
ことを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、地震による鉄筋コンクリート造建物の被害を推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震対策には各種あるが、例えば電力会社は、電力設備の地震被害の想定を行い、必要な設備対策等を行う。電力会社の事業所が設置されている敷地（以下、「事業所敷地」という）に想定される揺れは、国や自治体による各地つまり代表点での予測震度に基づいている。しかし、事業所敷地の地盤状況が代表点と著しく異なる場合、事業所敷地での実際の揺れが予測震度や観測点での震度等とかけ離れる可能性がある。このために、事業所敷地および最寄りの観測点で、常時微動測定を実施し、最寄りの観測点の発表される震度情報の震度と、事業所敷地に想定される震度との差異を補正することにより、被害予測に有用である。震度補正方法としては、以下の先行技術がある（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
この方法は、微動の水平動と上下動とのスペクトル（微動Ｈ／Ｖスペクトル）を用い、ボーリングデータが存在しない地点の計測震度を、次の各推定方法で求めている。
Ａ．推定方法その１
【０００４】
この推定方法では、２地点間の微動Ｈ／Ｖスペクトルの最大値の比と、計測震度の差との関係より求めた関係式で求める。
Ｂ．推定方法その２
【０００５】
この推定方法では、微動Ｈ／Ｖスペクトルがそれを観測した地盤のＳ波増幅特性を表していると仮定した方法により求める。
Ｃ．推定方法その３
【０００６】
この推定方法では、推定方法その１と推定方法その２とを、２地点の卓越周期の差により使い分ける方法により求める。
Ｄ．推定方法その４
【０００７】
この推定方法では、Ｒａｙｌｅｉｇｈ波基本モードの論理Ｈ／Ｖスペクトルに基づき計測震度を推定する。
Ｅ．推定方法その５
【０００８】
この推定方法では、推定方法その４に地盤の非線形化を考慮した方法により求める。
【０００９】
このように、震度補正方法では５つの推定方法が提案されている。この他にも、例えば次のような地震の被害を推定評価するシステムがある（例えば、特許文献１参照。）。このシステムでは、防災を行う指定地域施設に地震計を設置し、観測結果から地震検知情報や、施設内震度分布などの観測・推定情報、被害推定情報を計算出力するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００２−１６８９６３号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】日本建築学会中国支部研究報告集  第３１巻  「微動Ｈ／Ｖスペクトルを用いた計測震度の面的補間−その６  呉市市街地における実用性の検討−」  平成２０年３月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、先に述べた震度補正方法には次の課題がある。この方法では５つの推定方法により、事業所敷地にある建物の地震被害を推定する。この場合、少ない処理で地震被害を求める必要があるケースや、逆に、詳細かつ正確に地震被害を推定する必要があるケースがある。このようなときに、どの推定方法を選択して、解析を進めていくかは未定である。
【００１３】
一方、地震の被害を推定評価するシステムには、次の課題がある。このシステムでは、地震計の設置が必要であり、特に、施設内震度分布などの観測をする場合には、多数の地震計の設置が必要である。このような地震計の設置には、費用と人的な作業を必要とする。
【００１４】
さらに、各県の機関が震度マップを公表しているが、このマップは基準点での震度階を基に作成されている。しかし、基準点と対象点では表層地盤等の地盤特性に違いがあると、震度マップは対象地点の正しい震度階を表示していない。
【００１５】
この発明の目的は、前記の課題を解決し、事前の調査ができる範囲に応じて地震被害を推定する場合や、正確に地震被害を推定する必要がある場合などに応じて、的確な地震被害の推定を可能にする鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
前記の課題を解決するために、請求項１の発明は、地震による対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法であって、前記対象鉄筋コンクリート造建物の耐震特性のように、地震被害を想定するために必須の事項を得るための第１の手順と、前記対象鉄筋コンクリート造建物の微動測定のように、１質点系の解析をする場合に必要とする処理と、ボーリングデータ等を利用することで、推定の精度向上が見込まれる処理と、前記対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデルの作成をする場合に必要とする処理と、近傍地震観測点の地下構造簡略モデルの作成をする場合に必要とする処理と、対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の計測震度差の推定をする場合に必要とする処理とを選択することが可能となっており、処理を選択して、かつ、前記第１の手順による処理結果を基に事前に行う第２の手順と、地震発生による地震記録と得られた処理結果とを基に被害評価マトリックスを用いて前記対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する処理と、前記地震記録と得られた処理結果とを基に弾塑性応答解析を行い、該解析で得た塑性率から該対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する処理とを選択することが可能となっており、いずれかの処理を選択して、前記対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する第３の手順と、を含み、前記第１の手順を行って、前記第２の手順を行うか否かを選択して、前記第２の手順を行うことを選択した場合は前記第２の手順を行った後に前記第３の手順を行い、前記第２の手順を行わないことを選択した場合は前記第３の手順を行う、ことを特徴とする鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法である。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１に記載の鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法において、前記第３の手順で用いる地震記録の代わりに、将来発生が想定される地震の予測地震動を用いる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
請求項１の発明によれば、第２の手順での選択や、第３の手順で、被害評価マトリックスを用いて対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定するか、塑性率を用いて対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定するかの選択が行えるので、事前の調査ができる範囲に応じて地震被害を推定する場合や、正確に地震被害を推定する必要がある場合に応じて、的確な地震被害の推定を可能にする。
【００１９】
請求項２の発明によれば、地震記録の代わりに予測地震動を用いることで、発生が想定される将来の地震による被害を、現時点で正確に予測することを可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法のフローチャートを示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法のフローチャートを示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法のフローチャートを示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法のフローチャートを示す図である。
【図５】ＲＤ法の重ね合わせ概念図である。
【図６】減衰定数の推定値とバンド幅率の関係を示す図である。
【図７】履歴モデルのスケルトンカーブを示す図である。
【図８】Ｓ波速度とＰ波速度、密度の関係を示す
【図９】被害評価マトリックスを示す図である。
【図１０】変形角、塑性率と被災度の対応を示す図である。
【図１１】地盤の非線形化を考慮した経験的グリーン関数の概念図である。
【図１２】非線形特性同定の流れを示す図である。
【図１３】小地震と大地震の位置関係および波形合成の概念図である。
【図１４】観測点と対象鉄筋コンクリート造建物との様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。
【００２２】
（実施の形態１）
この実施の形態による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法のフローチャートを図１〜図４に示す。これらのフローチャートで表される鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法は、次の６つの手法で形成されている。
ａ．対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル（化手法）
ｂ．対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデル（化手法）
ｃ．近傍地震観測点の地下構造簡略モデル（化手法）
ｄ．対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の計測震度差（推定手法）
ｅ．地震発生直後の対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害推定（手法）
ｆ．想定地震に対する対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害推定（手法）
【００２３】
さらに、上記ａ〜ｆの手法は詳細な各処理のステップから成っている。以下では、各手法について順に説明しながら、図１〜図４の各ステップを説明していく。なお、上記ａの「対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル」で用いる１質点系モデルは、対象鉄筋コンクリート造建物の重心に対象鉄筋コンクリート造建物の重量があるとして、この対象鉄筋コンクリート造建物を表すための手法である。また、上記ｅの「地震発生直後の対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害推定」で用いるＩＳ値は、対象鉄筋コンクリート造建物の耐震性を表す値であり、この値が大きくなると耐震性が高くなる。さらに、フローチャートの「（）」内の符号は以下に述べるように、関連する文書番号を表している。
ａ．対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル
ａ１．対象鉄筋コンクリート造建物の決定と資料の収集
【００２４】
地震による鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する対象鉄筋コンクリート造建物を選定し、その建物の耐震診断結果ならびにその建物の敷地あるいは近傍のボーリングデータを収集する。この際ボーリングデータは標準貫入試験が実施されているものを選定する。
【００２５】
この「対象鉄筋コンクリート造建物の決定と資料の収集」の手法には、ステップＳ１〜Ｓ３と、ステップＳ７、１３、１４とが該当する。
ａ２．対象鉄筋コンクリート造建物における微動測定
【００２６】
本提案手法では微動測定によって得られた微動記録から対象鉄筋コンクリート造建物の弾性周期ならびにその周期における減衰定数を推定し、さらに地盤の水平動と上下動のスペクトル比（Ｈ／Ｖスペクトル）を算出する。
【００２７】
微動測定は、建物屋上（あるいは最上階）と１階（基礎上）および地盤の３地点で同時に行う。建物内の測定点は建物の剛心であることが望ましいが、現場の状況により適宜異動させる。地盤の測定点は建物の高さに相当する距離だけ建物から離すことが望ましいが、隣接する建物との距離や安全面を考慮して適宜配置する。最低限必要な微動の成分は、建物内部（屋上と１階）については直交する水平動２成分であり、地盤については直交する水平動２成分と上下方向である。この際、水平動の向きは建物の長辺方向と短辺方向に合わせておくことが望ましい。
【００２８】
測定時間については、後述するＲＤ法による減衰定数の推定のために３０分以上が必要である。
【００２９】
この「対象鉄筋コンクリート造建物における微動測定」の手法には、ステップＳ４、Ｓ８〜Ｓ１０と、ステップＳ１５とが該当する。
ａ３．測定された微動記録による建物の固有周期の推定
１）測定された微動記録は１ブロックの記録長を２０．４８秒として、１０．２４秒ずつずらしながら複数のブロック（３０分の測定ならば１７４ブロック）に分割する。
２）分割された各ブロックの水平動のフーリエスペクトルを算出する。この際、ブロックごとに次式に示すＣＯＳ型のテーパーＴＰ（Ｉ）を掛ける。また適切な平滑化も行う。
【数１】
0005502843.tif 000002
ここでＩはデータ番号、Ｎは１ブロック当たりのデータ数（１００Ｈｚサンプリングならば、Ｎ＝２０４８）である。
３）ブロックごとに地盤の微動に対する屋上（あるいは最上階）の微動のフーリエスペクトル比（伝達関数）を算出する。
４）算出された全ての伝達関数を周波数ごとに平均する（平均伝達関数）。
５）次式に示す評価関数Ｓ１を用いて、平均伝達関数と各ブロックの伝達関数の差を算出し、この差が最も大きい伝達関数のブロックを削除する。
【数２】
0005502843.tif 000003
ここで、ｎ１、ｎ２は平均と各ブロックの伝達関数の差を算出する差異に対象とする下限と上限の周波数に対応するデータ番号、Ｎｎは対象となるデータ数、ＴＦは各ブロックの伝達関数、ＴＦａｖｇは平均伝達関数である。
６）残ったブロックの数が２０になるまで、４）、５）の操作を繰り返し、残った２０ブロックの平均を対象鉄筋コンクリート造建物の伝達関数とする。
７）求められた伝達関数のピークから対象鉄筋コンクリート造建物の固有周波数（固有周期）を読み取る。
【００３０】
この「測定された微動記録による建物の固有周期の推定」の手法には、ステップＳ１１、Ｓ１２が該当する。
ａ４．測定された微動記録による建物の減衰定数の推定
【００３１】
減衰定数の推定方法（ＲＤ法）については、次の通りである。
【００３２】
ＲＤ法とは、ランダム応答波形を数多くの長さＴの小サンプルに分割し、これを単に重ね合わせる方法である。この時、各小サンプルの初期値はランダム応答波形の極大値になるように分割する。この小サンプルを数多く重ね合わせることにより、ランダム成分はアンサンブル平均されて消え、自由振動波形成分のみが残る。図５にこの概念を示す。得られた自由振動波形に対して各ピーク振幅を測り、最小二乗法による対数減衰率を求め、減衰定数を算出する。ＲＤ法から推定される減衰定数は、系の固有振動数成分の狭帯域波を取り出す際に用いるバンドパスフィルターの特性や重ね合わせ方法などの解析条件に依存する。ここでは、小林（２００８）による繰り返し計算を導入したＲＤ法を用いる。小林（２００８）によると、系の減衰定数ｈとＲＤ法の最適なバンド幅Δｆａ／ｆ０（バンドパスフィルターのバンド幅を系の固有振動数で除した値）には次の関係がある。
【数３】
0005502843.tif 000004
そこで、Δｆ／ｆ０と推定される減衰定数ｈ＊の関係を図６のようにモデル化する。この仮定したモデルにおけるΔｆ／ｆ０とｈ＊の関係は次式のようになる。
【数４】
0005502843.tif 000005
【００３３】
また、数３式より数４式は
【数５】
0005502843.tif 000006
となる。あるΔｆ／ｆ０を初期パラメータとして、ＲＤ法を用いｈ＊の値が求まると、両者の関係と数５式を用いて、論理的に系の減衰定数ｈｔを推定する事ができる。この論理値ｈｔから数３式より最適なΔｆａ／ｆ０を再度設定し、繰り返しＲＤ法を行うことで減衰定数を精度よく推定できる。繰り返し計算を用いたＲＤ法の解析手順を以下に示す。
１）初期パラメータとしてΔｆ／ｆ０＝０．０５、０．５の２点設定し、ＲＤ法を用いｈ＊を推定する。
２）推定された２点のｈ＊とΔｆ／ｆ０の関係から、数５式を用い系の減衰定数の仮定値ｈｔを算出する。
３）ｈｔから数３式を用い最適な解析パラメータであるΔｆ／ｆ０を求め、Δｆ／ｆ０＝Δｆａ／ｆ０と設定し、再度ＲＤ法を用い提案法の推定値ｈ＊を求める。
４）ｈ＊≒ｈｔなら提案法による最終的な減衰定数をｈ＊として終了。ｈ＊がｈｔから離れていれば手順２）へ。
【００３４】
この「測定された微動記録による建物の減衰定数の推定」の手法には、ステップＳ５が該当する。
ａ５．対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル
【００３５】
本研究では、境・他（２００２）の倣い、対象鉄筋コンクリート造建物を１質点系にモデル化する。復元力モデルはＴａｋｅｄａモデル（Ｔａｋｅｄａ  ｅｔ  ａｌ．，１９７０）とし、モデルの弾性周期は微動測定により推定される固有周期を用い、除荷剛性低下指数は０．５、減衰は瞬間剛性型であり、微動測定より得られた値を弾性周期に対する減衰定数として与える。ひび割れ時のせん断力は降伏せん断力の０．３倍、降伏時の等価剛性は初期合成の０．２５倍、降伏後の剛性は初期合成の０．０１倍とした（図７）。ベースシア係数は、神原・長谷川（２００２）を参考に２次診断のＣＴ・ＳＤとした。
【００３６】
この「対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル」の手法には、ステップＳ６が該当する。
ｂ．対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデル
ｂ１．対象鉄筋コンクリート造建物敷地の観測Ｈ／Ｖスペクトル
１）地盤で測定された微動記録は１ブロックの記録長を２０．４８秒として、１０．２４秒ずつずらしながら複数のフロック（３０分の測定ならば１７４ブロック）に分割する。
２）分割された各ブロックの水平動２成分、上下動１成分のフーリエスペクトルを算出する。この際、ブロックごとに次式に示すＣＯＳ型のデーパーＴＰ（Ｉ）を掛ける。また適切な平滑化も行う。
【数６】
0005502843.tif 000007
ここでＩはデータ番号、Ｎは１ブロック当たりのデータ数（１００Ｈｚサンプリングならば、Ｎ＝２０４８）である。
３）ブロックごとに以下の式にしたがって、Ｈ／Ｖスペクトルを算出する。
【数７】
0005502843.tif 000008
ここで、ＨＶはＨ／Ｖスペクトル、ＦＨ１、ＦＨ２はそれぞれ水平動のフーリエスペクトル、ＦＵＤは上下動のフーリエスペクトルを表す。
４）算出された全てのＨ／Ｖスペクトルを周波数ごとに平均する（平均Ｈ／Ｖスペクトル）。
５）次式に示す評価関数Ｓ２を用いて、平均Ｈ／Ｖスペクトルと各ブロックのＨ／Ｖスペクトルの差を算出し、この差が最も大きいＨ／Ｖスペクトルのブロックを削除する。
【数８】
0005502843.tif 000009
ここで、ｎ１、ｎ２は平均と各ブロックの伝達関数の差を算出する際に対象とする下限と上限の周波数に対応するデータ番号、Ｎｎは対象となるデータ数、ＨＶは各ブロックのＨ／Ｖスペクトル、ＨＶａｖｅは平均Ｈ／Ｖスペクトルである。
６）残ったブロックの数が２０になるまで４）、５）の操作を繰り返し、残った２０ブロックの平均を対象鉄筋コンクリート造建物敷地の観測Ｈ／Ｖスペクトルとする。
【００３７】
この「対象鉄筋コンクリート造建物敷地の観測Ｈ／Ｖスペクトル」の手法には、ステップＳ１６が該当する。
ｂ２．対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデルの作成
【００３８】
地下構造簡略モデルの作成に当たっては、対象鉄筋コンクリート造建物に可能な限り近傍のボーリングデータを収集しておくことが望ましい。この際、ボーリングデータには標準貫試験結果が記載されている必要がある。
【００３９】
地下構造簡略モデルは、理論Ｈ／Ｖスペクトルのピーク周期とトラフと周期がｂ１（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の観測Ｈ／Ｖスペクトル）で求めた観測Ｈ／Ｖスペクトルのそれらを満足する地下構造モデルを試行錯誤的に推定（逆解析）する方法を用いる。平成１７〜１９年度の研究および本研究では表層と基盤の２層で地下構造を表現することを検討してきたが、ここでは測定されたＨ／Ｖスペクトルの再現性の高い、表層地盤、工学的基盤、基盤の３層構造を採用する。ただし、観測Ｈ／Ｖスペクトルのピークがどの周期においても３以下の場合は、表層のない２層構造とする。各層で設定される物性値は、層厚、Ｓ波速度、Ｐ波速度、密度の４種類であるが、Ｐ波速度と密度はＬｕｄｗｉｇ  ｅｔ  ａｌ．（１９７０）にしたがってＳ波速度より推定する。図８にＬｕｄｗｉｇ  ｅｔ  ａｌ．（１９７０）によるＳ波速度とＰ波速度、密度の関係を示す。表層の層厚はボーリングデータのＮ値が５０未満の層の厚さ、Ｓ波速度はＮ値に応じて１００〜３００ｍ／ｓｅｃ程度を初期値として逆解析によって最適値を推定する。工学的基盤のＳ波速度は４００〜５００ｍ／ｓｅｃ程度とし、層厚は逆解析によって推定する。基盤のＳ波速度は１２００ｍ／ｓｅｃで固定し、層厚は半無限とする。なお、ボーリングデータがない場合は、後述する近傍の地震観測点におけるボーリングデータを代用する。あるいは近傍地震観測点の地下構造簡略モデルを初期値として、逆解析に用いる。逆解析では、表層については主にＳ波速度、工学的基盤については層厚を探索の対象とするが、観測Ｈ／Ｖスペクトルのピークあるいはトラフの周期を満足できない場合は表層の層厚、工学的基盤のＳ波速度についても探索することとする。理論Ｈ／Ｖスペクトルの計算には先名・藤原（２００８）の付属のＣＤに収録されたプログラムＴｒｅｍｏｒ  Ｄａｔａ  Ｖｉｅｗが利用でき、（独）防災科学技術研究所から入手可能である。
【００４０】
この「対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデルの作成」の手法には、ステップＳ１７が該当する。
ｃ．近傍地震観測点の地下構造簡略モデル
ｃ１．近傍地震観測点の選定
【００４１】
対象鉄筋コンクリート造建物の近傍の地震観測点の候補としては、既に微動測定が行われているＫ−ＮＥＴ、ＫｉＫ−ｎｅｔ、県震度計設置地点が考えられる。既に観測されている地震記録の数や地震波記録の速報性を考えると、対象鉄筋コンクリート造建物敷地での計測震度の推定の基準点となる近傍の地震観測点としては、Ｋ−ＮＥＴあるいはＫｉＫ−ｎｅｔの観測点が適切である。これらの記録は、（独）防災科学技術研究所の強震観測網のウエブサイト：
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｙｏｓｈｉｎ．ｂｏｓａｉ．ｇｏ．ｊｐ／ｋｙｏｓｈｉｎ／
から入手可能である。
【００４２】
この「近傍地震観測点の選定」の手法には、ステップＳ２１、Ｓ２２が該当する。
ｃ２．近傍地震観測点の観測Ｈ／Ｖスペクトル
【００４３】
中国地方のＫ−ＮＥＴ、ＫｉＫ−ｎｅｔ、県震度計設置地点の微動測定は平成１９年度までの研究で実施されている。また、その記録から算出された微動の観測Ｈ／Ｖスペクトルについても既に算出されている。なお、計算の方法はｂ１（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の観測Ｈ／Ｖスペクトル）と同様である。
【００４４】
この「近傍地震観測点の観測Ｈ／Ｖスペクトル」の手法には、ステップＳ２９〜Ｓ３１が該当する。
ｃ３．近傍地震観測点の地下構造簡略モデルの作成
【００４５】
近傍地震観測点の地下構造簡略モデルの作成方法は、ｂ２（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデルの作成）と同様である。ただし、選定された近傍地震観測点がＫ−ＮＥＴ、ＫｉＫ−ｎｅｔ観測点の場合、Ｋ−ＮＥＴ観測点ではボーリングデータおよびＰＳ検層結果、ＫｉＫ−ｎｅｔ観測点ではＰＳ検層結果が公開されている。したがって、それらの情報を元に初期値を設定し、逆解析を行うことになる。
【００４６】
この「近傍地震観測点の地下構造簡略モデルの作成」の手法には、ステップＳ３２〜Ｓ３４が該当する。
ｄ．対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の計測震度の差
ｄ１．近傍地震観測点の計測震度の算出
【００４７】
気象庁が定める計測震度の算出方法（気象庁１９９６）にしたがって、計測震度を算出する。
【００４８】
この「近傍地震観測点の計測震度の算出」の手法には、ステップＳ２７、Ｓ６４が該当する。
ｄ２．近傍地震観測点の基盤地震動の計算
【００４９】
地表で観測された地震動から、ｃ３（近傍地震観測点の地下構造簡略モデルの作成）で作成した地下構造簡略モデルを用いて１次元重複反射理論に基づいて近傍地震観測点の基盤における地震動（工学的基盤への入力地震動）を算出する。この際、各層のＳ波およびＰ波のＱ値はそれぞれＱＳ＝１０、ＱＰ＝２０と仮定する。
【００５０】
この「近傍地震観測点の基盤地震動の計算」の手法には、ステップＳ２３、Ｓ６６が該当する。
ｄ３．対象鉄筋コンクリート造建物敷地の基盤地震動の計算
【００５１】
近傍地震観測点と対象鉄筋コンクリート造建物敷地との距離が近い場合には、ｄ２（近傍地震観測点の基盤地震動の計算）で計算された基盤地震動を対象鉄筋コンクリート造建物敷地の基盤地震動としても差し支えない。しかし、この２点間の距離が離れ、対象としている地震の震源からの距離が著しく異なる場合は、後述のｄ５（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度の算出）において、森川・他（２０１０）によって補正を行う。
【００５２】
この「対象鉄筋コンクリート造建物敷地の基盤地震動の計算」の手法には、ステップＳ２４、Ｓ６７が該当する。
ｄ４．対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地表地震動の計算
【００５３】
ｄ３（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の基盤地震動の計算）で求められた対象鉄筋コンクリート造建物敷地の基盤地震動から、ｂ２（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデルの作成）で作成した地下構造簡略モデルを用いて１次元重複反射理論に基づいて対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地表における地震動を算出する。この際、各層のＳ波およびＰ波のＱ値はそれぞれＱＳ＝１０、ＱＰ＝２０と仮定する。
【００５４】
この「対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地表地震動の計算」の手法には、ステップＳ２５、Ｓ６８が該当する。
ｄ５．対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度の算出
【００５５】
ｄ１（近傍地震観測点の計測震度の算出）と同様の方法（気象庁、１９９６）に基づいて計測震度を算出する。ただし、対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の距離が離れ（２ｋｍ以上）、対象とする地震の震源距離が異なる場合には、以下の示す処理を行う。
【００５６】
森川・他（２０１０）は、計測震度の距離減衰式を提案しており、その回帰モデルは、震源の深さ３０ｋｍを境とした２種類のモデルを設定している。
【数９】
0005502843.tif 000010
【数１０】
0005502843.tif 000011
ただし、ｐｒｅは計測震度の予測値、ＭＷはモーメントマグニチュード、Ｘは断層最短距離（ｋｍ）である。各係数は、二段階回帰分析により、ａ１＝０．６３、ｂ１＝−０．００１８、ｃ１＝−０．２４、ｄ１＝０．００３０、ａ２＝０．４８、ｂ２＝−０．００３１、ｃ２＝１．０８と決められている。
【００５７】
ここで、基準点と対象点の基盤における計測震度の相対差とそれぞれの地点における距離減衰式による予測値の相対差は等しいと仮定する。よって、２点の震源距離の違いを補正した対象点の計測震度Ｉｎｅｗは、補正前の計測震度Ｉｏｌｄ、距離減衰式による基準点の計測震度の予測値ｐｒｅｒおよび対象点の計測震度の予測値ｐｒｅｏを用いて、次式のように表される。
【数１１】
0005502843.tif 000012
【００５８】
この「対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度の算出」の手法には、ステップＳ２６、Ｓ６９が該当する。
ｄ６．２点間の計測震度差の推定
【００５９】
近傍地震観測点で観測されている地震記録の全てに対して、本章で示す計算を行う。計算の結果、いずれかの地点で計測震度が負の値となる記録については、そのような記録の振幅は非常に小さく精度が低いことが考えられるため、排除する。残った記録について対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の計測震度の差を算出する。これらの計測震度差を平均し、この平均値を対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の計測震度の差とする。
【００６０】
この「２点間の計測震度差の推定」の手法には、ステップＳ２８が該当する。
ｅ．地震発生直後の対象鉄筋コンクリート造建物の被害推定
ｅ１．対象鉄筋コンクリート造建物敷地における計測震度の推定
【００６１】
対象鉄筋コンクリート造建物敷地における計測震度の推定には２通りの方法がある。一つ目は近傍地震観測点で観測された地震記録から計測震度を算出し、これにｄ６（２点間の計測震度差の推定）で求めた対象鉄筋コンクリート造建物敷地と近傍地震観測点の計測震度差を足す方法である。２つめは近傍地震観測点で得られた記録から、ｄ２（近傍地震観測点の基盤地震動の計算）〜ｄ５（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度の算出）の手順にしたがって対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度を推定する方法である。後述の１質点系弾塑性応答解析による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定を行う場合は後者でなければならない。
【００６２】
この「対象鉄筋コンクリート造建物敷地における計測震度の推定」の手法には、ステップＳ６１、Ｓ６２、Ｓ６５が該当する。
ｅ２．大久保ら（２００３）の被害評価マトリックスによる鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定
【００６３】
大久保・他（２００３）は、林・他（２０００）のフラジリティ曲線の説明変数である地動の最大速度を計測震度に置き換え、図９のようなＩＳ値と震度による被害評価マトリックスを提案しており、このマトリックスにしたがって対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する。この際に用いるＩＳ値は、ａ１（対象鉄筋コンクリート造建物の決定と資料の収集）で収集した耐震診断の２次診断結果における各方面それぞれの最小ＩＳ値による。
【００６４】
この「大久保ら（２００３）の被害評価マトリックスによる鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定」の手法には、ステップＳ７０、Ｓ７１が該当する。
ｅ３．１質点系弾塑性応答解析による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定
【００６５】
ｅ１（対象鉄筋コンクリート造建物敷地における計測震度の推定）で得られた対象鉄筋コンクリート造建物敷地における地震動を入力として、ａ５（対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル）で作成された１質点系モデルの弾塑性応答解析を行う。なお、この際の数値積分は線形加速度法による。この結果、求まった塑性率から図１０の関係に基づいて対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定する。
【００６６】
この「１質点系弾塑性応答解析による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定」の手法には、ステップＳ７１、Ｓ７３、Ｓ７４が該当する。
ｆ．想定地震に対する対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定
【００６７】
ｅ（地震発生直後の対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定）において観測された地震動の代わりに将来発生が想定される地震の予測地震動を用いることで、将来発生することが想定される地震に対する対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害予測が可能となる。ここでは、地盤の非線形性を考慮した経験的グリーン関数法（Ｈａｒｔｚｅｌｌ，１９７８；Ｉｒｉｋｕｒａ，１９８３など）を用いて将来発生が想定される地震動を予測する方法を採用する。
【００６８】
地盤の非線形化を考慮した経験的グリーン関数法の解析手順を以下に示す。また、概念図を図１１に示す。
１）地下構造モデルおよび一次元弾性波動論（例えばＳｃｈｎａｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，１９７２）を用いて、地表における中小地震の観測記録から工学的基盤波を推定する。
２）経験的グリーン関数法を用いて、工学的基盤波を合成する。
３）地盤の非線形モデルおよび一次元等価線形化理論を用いて、手順２）で推定した合成波から地表での地震動を推定する。
【００６９】
この手法には、ステップＳ４１が該当する。
ｆ１．近傍地震観測点の地下構造詳細モデルの作成
【００７０】
地盤の非線形特性を別途評価するためはより精度の高い地下構造モデルが必要となる。ここでは平成２１年度報告書を参考にその手法について述べる。
【００７１】
本研究では地震動の地中と地表の水平成分フーリエスペクトル比（以降、地震Ｈ／Ｈスペクトル）を正解値として逆解析を行い、地下構造モデルを推定する。
【００７２】
地震Ｈ／Ｈスペクトルを算出する際に用いる地震記録は、以下に示す条件より決定する。
１．地動最大加速度２００ｇａｌ以下
２．マグニチュード４．０以上
３．震央距離３００ｋｍ以内
地震Ｈ／Ｈスペクトルは以下の式より算出する。
【数１２】
0005502843.tif 000013
ここに、ＳＳＮＳ、ＳＳＥＷはそれぞれ地表で観測された地震動のＮＳ成分、ＥＷ成分のフーリエスペクトルであり、ＳＢＮＳ、ＳＢＥＷは地中で観測された地震動のＮＳ成分、ＥＷ成分のフーリエスペクトルである。なお、フーリエスペクトルの算出には観測された波形のＳ波初動を目視で読み取り、その初動から２０．４８秒間の記録を用いる。平滑化にはＰａｒｚｅｎ  ｗｉｎｄｏｗを用い、バンド幅は一律０．２Ｈｚとする。本件研究では用いた記録のうち、比較的ＳＮ比が高いと考えられる５記録を選定し、平均することで、各観測点における地震Ｈ／Ｈスペクトルを算出する。
【００７３】
地下構造モデルの物性値は、地盤内各層の層厚Ｈ、密度ρ、Ｓ波速度ＶＳ、Ｑ値とする。ここで、Ｑ値は周波数に依存しないものとする。層厚は、工学的基盤以浅の場合、ボーリングデータに記載されている土質区分によって分割し、さらに、層厚が５ｍ以上の層は、層厚が５ｍ以下となるように等分割する。工学的基盤以深の場合には、ボーリングデータに記載されている層厚を用いて設定した。密度は、Ｌｕｄｗｉｇ  ｅｔ  ａｌ．（１９７０）による経験的な関係からＳ波速度の従属パラメータとして与えた。ここで、密度を算出する際のＳ波速度は、ボーリングデータに記載されている値を用いる。
【００７４】
Ｓ波速度とＱ値は、遺伝的アルゴリズム（以後、ＧＡ）（山中・石田、１９９５）を用いた逆解析により推定する。逆解析の対象とするのは、前節で推定した地震Ｈ／Ｈスペクトルであり、これと１次元重複反射理論に基づいて推定される論理伝達関数とが一致するように、指定した範囲内でＳ波速度とＱ値を設定する。探索範囲については、ボーリングデータに記載されている値を参考にして、設定する。但し、ボーリングデータの最下層が逆転層となっている場合は、前層の値を用いて１層に置換し、探索範囲を設定する。また、最下層に限らず、極端な逆転層が見られる場合には、総伝達時間を変化させないようにＳ波速度を平均し、その層を１層に置換する。さらに、解析の結果、人為的に逆転層が作成される場合には、逆転層が生じないように解析範囲を設定し、再度解析を行う。
【００７５】
解析は、個体数：４０固体、交差確率：７０％、突然変異率：１％、世代数：１０００世代で、乱数の初期値を変えて１０回の試行を行う。本研究では、このうち、数１３式に示す評価関数から算出される誤差が最小となるものを解とする。
【数１３】
0005502843.tif 000014
ここにＮはデータ数、Ａｏｂｓ（ｆｋ）は地震Ｈ／Ｈスペクトル、Ａｃａｌ（ｆｋ）は１次元重複反射理論から算定した理論伝達関数である。
【００７６】
この「近傍地震観測点の地下構造詳細モデルの作成」の手法には、ステップＳ４８が該当する。
ｆ２．地盤の非線形モデル
【００７７】
地盤の非線形モデルについては、ＫｉＫ−ｎｅｔ観測点のように地表と地中で記録が得られているような地点では、観測記録に基づいて観測点固有の地盤非線形モデルを同定することが望まれる。以下にその手法を示す。なお、観測記録に基づく地盤非線形モデルの同定が不可能な場合は、既存の地盤非線形モデル（例えば、古山田・他、２００３など）を用いる。
【００７８】
ここでは、等価線形化法に基づく一次元地震応答解析ＤＹＮＥＱ（吉田・末富、１９９６）と遺伝的アルゴリズム（ＧＡ）（山中・石田、１９９５）を組み合わせた逆解析により、地盤の非線形特性を同定する。同定の流れを図１２に示す。地中と地表で強震記録が得られている観測点における観測された地中と地表の地震動のスペクトル比は一次元等価線形化法による一次元地震応答解析で説明できると仮定する。この地盤の地震応答解析に必要な各層の物性値は、層厚Ｈ、密度ρ、Ｓ波速度ＶＳ、非線形特性（Ｇ−γ、ｈ−γ曲線）である。このうち、層厚Ｈ、密度ρおよび初期Ｓ波速度ＶＳ０は既知とし、非線形特性はＨａｒｄｉｎ−Ｄｒｎｅｖｉｃｈ（ＨＤ）モデル（Ｈａｒｄｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，１９７２）で次式のように与えられるものとする。
【数１４】
0005502843.tif 000015
【数１５】
0005502843.tif 000016
ここで、Ｇ／Ｇ０はせん断剛性比、ｈは減衰定数、γはせん断ひずみ、ｈｍｉｎは最小減衰定数であり、各層に対する未知パラメータは、規準せん断ひずみγｒｅｆ、最大減衰定数ｈｍａｘとなる。
【００７９】
逆解析は、観測された地中と地表の地震動のスペクトル比を適切に説明できる最適なパラメータを探索すること、つまり、次式の評価関数Ｆ（ｍｉｓｆｉｔ）を最小とする地盤パラメータを同定することとなる。
【数１６】
0005502843.tif 000017
ここに、Ｎはスペクトル比のデータ数、Ａｏｂｓ（ｆｋ）、Ａｃａｌ（ｆｋ）はそれぞれ周波数ｆｋにおける観測および論理スペクトル比である。
【００８０】
この「地盤の非線形モデル」の手法には、ステップＳ４９が該当する。
ｆ３．想定地震の断層モデル
【００８１】
想定地震の断層モデルは、既に設定されているものがある場合はそれを用いる。特に設定されていない場合は、国の地震調査委員会が提案している強震動のレシピ（地震調査研究推進本部）に基づいて断層モデルを設定する。
この「想定地震の断層モデル」の手法には、ステップＳ４２が該当する。
ｆ４．近傍地震観測点における中小地震記録の選定
【００８２】
経験的グリーン関数のとして用いられる地震の震源は想定される地震の震源の位置に出来るだけ近く、地震波の伝播経路が同一とみなせ、またそのメカニズムも出来るだけ類似していることが望ましい。
【００８３】
この「近傍地震観測点における中小地震記録の選定」の手法には、ステップＳ４３、Ｓ４４が該当する。
ｆ５．近傍地震観測点の基盤における中小地震の地震動の推定
【００８４】
地表で観測された地震動から、ｆ１（近傍地震観測点の地下構造詳細モデルの作成）で作成した地下構造詳細モデルを用いて１次元重複反射理論に基づいて近傍地震観測点の基盤における地震動（工学的基盤への入力地震動）を算出する。この際、各層のＳ波およびＰ波のＱ値はｆ２（地盤の非線形モデル）で求めた地盤非線形モデルの微小ひずみ時の値を用いる。ＱＰ＝ＱＳ×２とする。
【００８５】
この「近傍地震観測点の基盤における中小地震の地震動の推定」の手法には、ステップＳ４５が該当する。
ｆ６．近傍地震観測点における想定地震の基盤地震動
【００８６】
近傍地震観測点の基盤における想定地震の地震動は経験的グリーン関数法によって合成する。
【００８７】
経験的グリーン関数法は、発震機構や破壊伝播経路が大地震と共通する中小地震の観測記録をグリーン関数として考え、それを断層の破壊過程に合わせて重ね合わせることにより大地震の地震動を評価する方法である。この方法はＨａｒｔｚｅｌｌ（１９７８）によって提案され、当初は一様な断層破壊を仮定して長周期地震動を評価する問題に適用されていた。しかし、その後、より短周期の地震動を対象とする工学の分野で、入力地震動の予測手法として注目され、評価方法に改良が重ねられてきた。ここでは、このうち本研究に使用する三宅・他（１９９９）の評価式を示す。
【００８８】
小地震と大地震との位置関係が図１３に示すような場合を考える。このとき、波形合成の評価式は以下の式で表される。
【数１７】
0005502843.tif 000018
【数１８】
0005502843.tif 000019
【数１９】
0005502843.tif 000020
ここに、Ｕ（ｔ）は大地震に対する合成波形、ｕ（ｔ）は小地震に観測波形、ｎＬ、ｎＷ、ｎＤは重ね合わせ数、Ｃは応力降下量の比、＊はたたみ込み積分を意味する。Ｆ（ｔ）は大地震と小地震のすべり速度関数の違いを表現した補正関数であり、Ｔは大地震の立ち上がり時間である。Ｖｓはせん断波速度、Ｖｒは破壊伝播速度である。
【００８９】
波形合成のためのパラメータとなるｎＬ、ｎＷ、ｎＤ、Ｃは大地震と小地震の変位および加速度振幅スペクトルの平坦レベルから導出される。
【数２０】
0005502843.tif 000021
ここで、Ｕ０、ｕ０は大地震および小地震の変位振幅スペクトルの平坦レベル、Ｍ０、ｍ０は大地震および小地震の地震モーメントである。なお、大地震と小地震の断層パラメータ間に相似則を仮定すると重ね合わせ数は、
【数２１】
0005502843.tif 000022
と表され、数２０式は、
【数２２】
0005502843.tif 000023
と置換することができる。一方、大地震および小地震の加速度振幅スペクトルの平坦レベルの間には、
【数２３】
0005502843.tif 000024
と表すことができる。ここで、Ａ０、ａ０はそれぞれ大地震および小地震の加速度振幅スペクトルの平坦レベルである。したがって、３つの重ね合わせ数を特に区別する必要がある場合を除き、数２２式および数２２式を用いて、重ね合わせ数、応力降下量を評価することも可能である。
【００９０】
この「近傍地震観測点における想定地震の基盤地震動」の手法には、ステップＳ４６が該当する。
ｆ７．近傍地震観測点における想定地震の地表地震動
【００９１】
ｆ６（近傍地震観測点における想定地震の基盤地震動）で合成された基盤地震動をもとにｆ２（地盤の非線形モデル）の地盤の非線形モデルおよび一次元等価線形化理論を用いて地表での地震動を推定する。一次元等価線形化理論のプログラムとしては、ＳＨＡＫＥ（Ｓｃｈｎａｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ．，１９７２）やＤＹＮＥＱ（吉田・末富，１９９６）などが利用できる。
【００９２】
この「近傍地震観測点における想定地震の地表地震動」の手法には、ステップＳ４７が該当する。
【００９３】
以上、上記ａの「対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル」〜上記ｆの「想定地震に対する対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害推定」の６つの手法をそれぞれ形成する各処理のステップについて、詳細に説明した。次に、先に示した図１〜図４のフローチャートでこれらの手法がどのように使用されているかを説明する。
【００９４】
現在では、各県の機関が震度マップを公表しているが、このマップは基準点での震度階を基に作成されている。しかし、基準点と対象点では表層地盤等の地盤特性に違いがあると、震度マップは対象地点の正しい震度階を表示しない。そこで、図１４に示すように、観測点の計測震度から対象鉄筋コンクリート造建物の震度を算出するために、対象鉄筋コンクリート造建物の地盤と、対象鉄筋コンクリート造建物の微動を測定することにより、震度を算出する。このために、鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法は体系化された事前調査処理と、同じく体系化された推定処理とを行う。事前調査処理には、図１〜図３に示すように、ステップＳ１〜Ｓ１７と、ステップＳ２１〜Ｓ３４と、ステップＳ４１〜４７とが該当し、推定処理には、図４に示すように、ステップＳ６１〜Ｓ７４が該当する。
【００９５】
特に、事前調査処理では、必須の処理として次のものがある。
・対象鉄筋コンクリート造建物の決定（ステップＳ１）
・対象鉄筋コンクリート造建物の耐震診断結果（ステップＳ２）
・対象鉄筋コンクリート造建物の微動測定位置の決定（ステップＳ８）
・対象鉄筋コンクリート造建物の微動測定（ステップＳ９）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地盤の微動記録（ステップＳ１５）
・近傍観測点の選定（ステップＳ２１）
・近傍観測点の地震動（地表）（ステップＳ２２）
・近傍観測点の微動測定（ステップＳ２９）
・近傍観測点の地盤の微動記録（ステップＳ３０）
【００９６】
事前調査処理では、これらの必須の処理から結果が導き出せる処理として、次のものがある。
・対象鉄筋コンクリート造建物のＩｓ（２次診断）（ステップＳ７）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地のＨ／Ｖスペクトル（ステップＳ１６）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデル（ステップＳ１７）
・近傍観測点の地震動（基盤）（ステップＳ２３）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（基盤）（ステップＳ２４）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（地表）（ステップＳ２５）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度（ステップＳ２６）
・近傍観測点の計測震度（ステップＳ２７）
・２点間の計測震度の差（ステップＳ２８）
・近傍観測点のＨ／Ｖスペクトル（ステップＳ３１）
・近傍観測点の地下構造簡略モデル（ステップＳ３２）
【００９７】
事前調査処理では、１質点系の解析をする場合に必要とする処理として次のものがある。なお、１質点系の処理は必須ではない。
・対象鉄筋コンクリート造建物のＣＴＵ・ＳＤ（２次診断）（ステップＳ３）
・対象鉄筋コンクリート造建物の上階の微動記録（ステップＳ４）
・対象鉄筋コンクリート造建物の減衰定数（ステップＳ５）
・対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル（ステップＳ６）
・対象鉄筋コンクリート造建物の１Ｆの微動記録（ステップＳ１０）
・対象鉄筋コンクリート造建物の伝達関数（ステップＳ１１）
・対象鉄筋コンクリート造建物の固有周期（ステップＳ１２）
【００９８】
さらに、事前調査処理では、精度の向上が見込まれる処理として次のものがある。なお、精度向上の処理は必須ではない。
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地のボーリングデータ（ステップＳ１３）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地のＮ値構造（ステップＳ１４）
・近傍観測点のＰＳ検層・ボーリングデータ（ステップＳ３３）
・近傍観測点のＮ値・速度構造（ステップＳ３４）
【００９９】
想定地震による被害想定を行うときに必要とする処理として次のものがある。なお、想定地震による被害想定処理は必須ではない。この想定地震による被害想定処理は、図３に示すフローチャートの部分に該当する。
・想定地震のシナリオの設定（ステップＳ４１）
・断層モデルの設定（ステップＳ４２）
・近傍観測点の中小地震の選定（ステップＳ４３）
・近傍観測点の中小地震動（地表）（ステップＳ４４）
・近傍観測点の中小地震動（基盤）（ステップＳ４５）
・近傍観測点の想定地震動（基盤）（ステップＳ４６）
・近傍観測点の想定地震動（地表）（ステップＳ４７）
・近傍観測点の地下構造詳細モデル（ステップＳ４８）
・地盤の非線形モデル（ステップＳ４９）
【０１００】
一方、推定処理では、必須の処理として次のものがある。
・地震発生（ステップＳ６１）
・近傍観測点の地震記録（ステップＳ６２）
・大久保らの被害評価マトリックス（ステップＳ７０）
【０１０１】
推定処理では、これらの必須の処理から結果が導き出せる処理として、次のものがある。
・近傍観測点の計測震度（ステップＳ６４）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度（ステップＳ６９）
・対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定（ステップＳ７１）
【０１０２】
推定処理では、１質点系の解析をする場合に必要とする処理として次のものがある。
・近傍観測点の地震動（地表）（ステップＳ６５）
・近傍観測点の地震動（基盤）（ステップＳ６６）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（基盤）（ステップＳ６７）
・対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（地表）（ステップＳ６８）
・１質点系弾塑性応答解析（ステップＳ７３）
・塑性率（ステップＳ７４）
【０１０３】
この実施の形態では、事前の調査等を行うための事前調査処理が行われる。事前調査処理では、ステップＳ１（対象鉄筋コンクリート造建物の決定）の後、ステップＳ２（対象鉄筋コンクリート造建物の耐震診断結果）、ステップＳ８（対象鉄筋コンクリート造建物の微動測定位置の決定）、ステップＳ１３（対象鉄筋コンクリート造建物敷地のボーリングデータ）、ステップＳ２１（近傍観測点の選定）、ステップＳ４１（想定地震のシナリオの設定）に分かれる。このとき、必須の処理は平行して行われ、これらの必須の処理から結果が導き出せる処理は、必須の処理の後で自動的に行われる。以下の分かれる処理も同様である。
【０１０４】
ステップＳ１に続いてステップＳ２を行うと、この後、１質点系の解析を行うか否かの選択により、処理が分かれる。１質点系の解析を行わないとき、ステップＳ７（対象鉄筋コンクリート造建物のＩｓ（２次診断））の後、推定処理に進む。このとき、推定処理のステップＳ７０で、ステップＳ７の対象鉄筋コンクリート造建物のＩｓを用いる。１質点系の解析を行うとき、ステップＳ３（対象鉄筋コンクリート造建物のＣＴＵ・ＳＤ（２次診断））、ステップＳ６（対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデル）の後、推定処理に進む。このとき、推定処理のステップＳ７３で、ステップＳ６で作成した対象鉄筋コンクリート造建物の１質点系モデルを用いる。また、ステップＳ６では、ステップＳ３とステップＳ５とが１つになっているが、これは、後述のステップＳ５による対象鉄筋コンクリート造建物の減衰定数と、後述のステップＳ１２による対象鉄筋コンクリート造建物の固有周期をステップＳ６が用いることを示している。以下の合わさる処理も同様である。
【０１０５】
ステップＳ１に続いてステップＳ１３を行うと、ステップＳ１４（対象鉄筋コンクリート造建物敷地のＮ値構造）、ステップＳ１７（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデル）の後、推定処理に行く。このとき、推定処理のステップＳ６８で、ステップＳ１７で作成した対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地下構造簡略モデルを用いる。また、ステップＳ１７では、ステップＳ１４とステップＳ１６が合わさっている。
【０１０６】
ステップＳ１に続いてステップＳ８を行うと、ステップＳ９（対象鉄筋コンクリート造建物の微動測定）を行う。この後、ステップＳ４（対象鉄筋コンクリート造建物の上階の微動記録）、ステップＳ１０（対象鉄筋コンクリート造建物の１Ｆの微動記録）、ステップＳ１５（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地盤の微動記録）に分かれる。ステップＳ４を行うと、ステップＳ５（対象鉄筋コンクリート造建物の減衰定数）を行う。この後、ステップＳ６以降を行う。ステップＳ１０を行うと、ステップＳ１１（対象鉄筋コンクリート造建物の伝達関数）、ステップＳ１２（対象鉄筋コンクリート造建物の固有周期）を行う。ステップＳ１１では、ステップＳ４、ステップＳ１０、ステップＳ１５が合わさっている。この後、ステップＳ６以降を行う。ステップＳ１５を行うと、ステップＳ１６（対象鉄筋コンクリート造建物敷地のＨ／Ｖスペクトル）を行い、この後、ステップＳ１７以降の処理を行う。
【０１０７】
ステップＳ１に続いてステップＳ２１（近傍観測点の選定）を行うと、ステップＳ２２（近傍観測点の地震動（地表））、ステップＳ２９（近傍観測点の微動測定）、ステップＳ３３（近傍観測点のＰＳ検層・ボーリングデータ）、後述のステップＳ４３に分かれる。
【０１０８】
ステップＳ２１に続いてステップＳ２２を行うと、ステップＳ２３（近傍観測点の地震動（基盤））、ステップＳ２７（近傍観測点の計測震度）に分かれる。ステップＳ２３を行うと、ステップＳ２４（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（基盤））、ステップＳ２５（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（地表））、ステップＳ２６（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度）、ステップＳ２８（２点間の計測震度の差）を行う。ステップＳ２３では、ステップＳ２２とステップＳ３２とが合わさっている。ステップＳ２８の後、推定処理に行く。推定処理のステップＳ６９で、ステップＳ２８の２点間の計測震度の差を用いる。また、ステップＳ２２の後、ステップＳ２７（近傍観測点の計測震度）を行うと、ステップＳ２８以降を行う。ステップＳ２５では、ステップＳ１７とステップＳ２４が合わさっている。
【０１０９】
ステップＳ２１に続いてステップＳ２９を行うと、ステップＳ３０（近傍観測点の地盤の微動記録）、ステップＳ３１（近傍観測点のＨ／Ｖスペクトル）、ステップＳ３２（近傍観測点の地下構造簡略モデル）を行う。ステップＳ３２では、ステップＳ３１とステップＳ３４とが合わさっている。ステップＳ３２の後、推定処理に行くと、ステップＳ６６で、ステップＳ３２の近傍観測点の地下構造簡略モデルを用いる。
【０１１０】
ステップＳ２１に続いてステップＳ３３を行うと、ステップＳ３４（近傍観測点のＮ値・速度構造）を行う。この後、ステップＳ３２以降を行う。
【０１１１】
ステップＳ２１に続いて推定処理に行くと、この処理のステップＳ６２に進む。このとき、ステップＳ２１で選定された近傍地震観測点の地震記録を、推定処理のステップＳ６２で用いる。
【０１１２】
ところで、ステップＳ１に続いてステップＳ４１を行うと、ステップＳ４２（断層モデルの設定）、ステップＳ４８（近傍観測点の地下構造詳細モデル）に分かれる。ステップＳ４２を行うと、この後、ステップＳ４３（近傍観測点の中小地震の選定）、ステップＳ４４（近傍観測点の中小地震動（地表））、ステップＳ４５（近傍観測点の中小地震動（基盤））、ステップＳ４６（近傍観測点の想定地震動（基盤））、ステップＳ４７（近傍観測点の想定地震動（地表））を行う。ステップＳ４３では、ステップＳ４２とステップＳ２１とが合わさり、ステップＳ４５ではステップＳ４８とステップＳ４４とが合わさり、ステップＳ４７では、ステップＳ４６と後述のステップＳ４９とが合わさっている。ステップＳ４７の後は推定処理に行く。このとき、推定処理のステップＳ６２の地震記録の代わりに、ステップＳ４７の近傍観測点の想定地震動を推定処理で用いる。また、ステップＳ４１に続いてステップＳ４８を行うと、ステップＳ４９（地盤の非線形モデル）を行うか、または、ステップＳ４５以降を行うかを、選択可能である。ステップＳ４９を行うと、この後、ステップＳ４７以降を行う。さらに、ステップＳ１に続いてステップＳ２１を行うと、ステップＳ４３以降を行うことが可能である。
【０１１３】
鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法では、地震の発生やシミュレーションがあると、ステップＳ６１（地震発生）、ステップＳ６２（近傍観測点の地震記録）を行う。ステップＳ６２では、ステップＳ２１とステップＳ６１とが合わさっている。ステップＳ６２の後、ステップＳ６３で時刻波形の計算を行わないとき、ステップＳ６４（近傍観測点の計測震度）、ステップＳ６９（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の計測震度）、ステップＳ７０（大久保らの被害評価マトリックス）、ステップＳ７１（対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定）を行う。ステップＳ６９では、ステップＳ２８とステップＳ６４とが合わさり、ステップＳ７０では、ステップＳ７とステップＳ６９とが合わさっている。
【０１１４】
また、ステップＳ６３で時刻波形の計算を行うとき、１質点系の解析を行う。つまり、ステップＳ６３の後、ステップＳ６５（近傍観測点の地震動（地表））、ステップＳ６６（近傍観測点の地震動（基盤））、ステップＳ６７（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（基盤））、ステップＳ６８（対象鉄筋コンクリート造建物敷地の地震動（地表））を行う。ステップＳ６６では、ステップＳ３２とステップＳ６５とが合わさり、ステップＳ６８では、ステップＳ１７とステップＳ６７が合わさっている。ステップＳ６８の後、ステップＳ７２で、応答解析を行わないとき、ステップＳ６９〜Ｓ７１を行う。ステップＳ７２で応答解析を行うとき、ステップＳ７３（１質点系弾塑性応答解析）、ステップＳ７４（塑性率）を行い、この後、ステップＳ７１を行う。ステップＳ７３では、ステップＳ６とステップＳ６８が合わさっている。
【０１１５】
このように、この実施の形態による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法では、必須の処理、必須の処理から結果が導き出せる処理であって必須ではない処理、１質点系の解析をする場合に必要とする処理であって必須ではない処理、想定地震による被害想定をする処理であって必須ではない処理に分けて体系化したので、各所で１質点系の解析をするか、また、精度向上の処理をするか等を、選択することが可能であるので、最少の必須の処理で推定処理を可能にする手順や、ステップ数は多くなるが、高精度の推定処理を可能にする手順などを選ぶことができる。
【０１１６】
例えば、最少の必須のテップ数で推定処理をするための手順は、ステップＳ１（対象鉄筋コンクリート造建物の決定）、ステップＳ２（対象鉄筋コンクリート造建物の耐震診断結果）、ステップＳ７（対象鉄筋コンクリート造建物のＩｓ（２次診断））の３ステップの後、推定処理のステップＳ７０（被害評価マトリックス）に行く。このとき、事前調査処理では、ステップＳ１、ステップＳ２が必須であり、推定処理では、ステップＳ６１、ステップＳ６２、ステップＳ７０が必須であり、合計で５ステップである。また、例えば、ステップＳ２（対象鉄筋コンクリート造建物の耐震診断結果）の後で、ステップＳ３（対象鉄筋コンクリート造建物のＣＴＵ・ＳＤ（２次診断））に行くことにより、１質点系の解析を行うことが可能である。
【０１１７】
また、この実施の形態によれば、ステップＳ４１〜Ｓ４９を行うことにより、推定処理で地震記録の代わりに予測地震動を用いるので、発生が想定される将来の地震による被害を、現時点で正確に予測することを可能にする。
【０１１８】
つまり、この実施の形態によれば、鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定手法を体系化し、ルーチンワークで被害想定を行うことが可能である。この結果、この実施の形態によれば、対象鉄筋コンクリート造建物の計測震度と対象鉄筋コンクリート造建物の耐震性とを基に被害評価マトリックスを用いて、対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定するか、１質点系を基に弾塑性応答解析で得た塑性率から、対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定するか等の選択や、さらに、想定地震による被害想定を行うときの処理つまりステップＳ４１〜Ｓ４９を利用するかの選択が行えるので、必要に応じた的確な地震被害の推定を可能にする。
【０１１９】
また、基準点と対象点では表層地盤等の地盤特性に違いがあると、震度マップは対象地点の正しい震度階を表示しなかった。しかし、この実施の形態によれば、上記ａ２の「対象鉄筋コンクリート造建物における微動測定」の処理で、つまり、ステップＳ４、Ｓ８〜Ｓ１０、Ｓ１５で、対象鉄筋コンクリート造建物の地盤、対象鉄筋コンクリート造建物の微動を測定することにより、観測点の計測震度から対象鉄筋コンクリート造建物の震度を算出し、算出結果を基に対象鉄筋コンクリート造建物の地震被害を推定することができる。
【０１２０】
（実施の形態２）
この実施の形態では、実施の形態１による鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法をコンピュータで使用するために、この方法をソフト化する。このために、例えば１質点系の解析を行わない指示を入力装置から入力すると、ステップＳ３〜Ｓ６と、ステップＳ１０〜Ｓ１２、ステップＳ６５〜Ｓ６８、ステップＳ７３、Ｓ７４を行わないようにして処理を進めていき、また、想定地震による被害想定を行わない指示を入力装置から入力すると、ステップＳ４１〜Ｓ４９を行わないようにして処理を進めていく。こうした分岐点では、コンピュータの入力装置からの指示で処理を選択する等の改変を行えば、鉄筋コンクリート造建物の地震被害の推定方法のソフト化を容易に行うことができる。
【符号の説明】
【０１２１】
ステップＳ１〜Ｓ１７、ステップＳ２１〜Ｓ３４、ステップＳ４１〜Ｓ４７  事前調査処理のステップ
ステップＳ６１〜Ｓ７４  推定処理のステップ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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