(57)【要約】【課題】  一つの加速度計で基礎上と上部構造体との２か所の加速度を知ることができ、免震建築物の正確な安全評価が行える免震建築物における安全性評価装置を提供する。【解決手段】  基礎５または上部構造体６のいずれか一方に、この設置側の加速度を検出する加速度計８を設置する。加速度計８の計測値から他方の加速度を演算により推定する非設置側挙動推定手段１０Ａを設ける。前記加速度計８で検出された設置側の加速度と前記非設置側挙動推定手段１０Ａで推定された非設置側の加速度とから震建築物１の安全性を評価する安全評価手段１０Ｂを設ける。【選択図】        図２
2014102231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎上に免震層を介して上部構造体が設置された免震建築物につき、安全性を評価する装置であって、
前記基礎または上部構造体である震動体の内のいずれか一方の震動体に設置されてこの設置側の震動体の加速度を検出する加速度計と、
この加速度計の計測値から、他方の震動体である加速度計の非設置側の震動体の加速度を演算により推定する非設置側挙動推定手段と、
前記加速度計で検出された前記設置側の震動体の加速度と前記非設置側挙動推定手段で推定された前記非設置側の震動体の加速度とから前記免震建築物の安全性を定められた規則に従って評価する安全評価手段、
とを備えることを特徴とする免震建築物における安全性評価装置。
【請求項２】
請求項１に記載の免震建築物における安全性評価装置において、前記非設置側挙動推定手段は、前記上部構造体の質量、前記免震層の剛性および減衰特性を用いて時刻履歴応答解析により前記非設置側の震動体の加速度を推定する免震建築物における安全性評価装置。
【請求項３】
請求項２に記載の免震建築物における安全性評価装置において、前記加速度計を前記上部構造体に設置し、前記非設置側挙動推定手段は、前記上部構造体の質量、前記免震層の剛性および減衰特性を用いて次式による時刻履歴応答解析により前記基礎の加速度を推定する免震建築物における安全性評価装置。
【数１】
2014102231.tif 000012
【数２】
2014102231.tif 000013
【請求項４】
請求項２に記載の免震建築物における安全性評価装置において、前記加速度計を前記基礎に設置し、前記非設置側挙動推定手段は、前記上部構造体の質量、前記免震層の剛性および減衰特性を用いて次式による時刻履歴応答解析により前記上部構造体の加速度を推定する免震建築物における安全性評価装置。
【数３】
2014102231.tif 000014
【数４】
2014102231.tif 000015
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の免震建築物における安全性評価装置であって、前記安全評価手段は、前記加速度計により検出された加速度および前記非設置側挙動推定手段により推定した加速度から、前記免震層の残余エネルギー吸収量を算出する免震層エネルギー吸収量算出手段と、この手段で算出された免震層の残余エネルギー吸収量が、想定される余震に対して十分であるか否かを判定し、十分でない場合は危険と判定する余震対応能力判定手段とを有する免震建築物における安全性評価装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の免震建築物における安全性評価装置であって、前記安全評価手段は、前記加速度計により検出された加速度または前記非設置側挙動推定手段により推定した加速度から、前記免震層の応答変位を求める免震層応答変位算出手段と、この手段で算出された応答変位が設計限界内であるか否かを判定し、設計限界内ある場合は安全と判定し、設計限界外である場合は危険と判定する応答変位安全判定手段とを有する免震建築物における安全性評価装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の免震建築物における安全性評価装置であって、前記安全評価手段は、地盤微振動を計測する微振動計測手段で計測した地震の発生前後での地盤微振動から、地震発生前後の地盤固有周期を比較し、比較結果を定められた地盤周期変化許容範囲と比較してこの許容範囲を超える場合は危険と判定する地盤固有周期変化判定手段を有する免震建築物における安全性評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、免震建築物の地震被災後の安全評価を行う免震建築物における安全性評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、免震建築物用のモニタリングシステムは数が少なく、地震被災後の建築物の安全評価のシステムとしては、加速度低減効果等の提示に止まるものが主である。なお、耐震建築物においては、地震被災後の残余耐震性を解析して安全性を評価するシステムがある（例えば、特許文献１）。免震構造は、免震層を設けることで、地震力を建築物に直接に伝えないようにした構造を言い、耐震構造は建築物の構造（柱や梁等）が、地震で生じる揺れに耐えるように設計された構造を言う。免震装置における応答変位の計算方法としては、等価線形法による方法が提案されている（例えば、特許文献４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−９５２３７号公報
【特許文献２】特開２００８−２９８７０４号公報
【特許文献３】特許第４７２８７３０号公報
【特許文献４】特開２０１１−２１４５８３号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】酒井久和、澤田純男、土岐憲三著、「時間領域での逆算による基盤入力地震動の推定 [平成２４年１１月７日検索] 、インターネット＜ＵＲＬ：http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00578/1995/23-0177.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
免震層を有する建築物において、地震発生後の正確な安全評価を行うには、基礎上と上部構造体との２か所の加速度を知る必要がある。従来は、基礎上と上部構造体とにそれぞれ別の加速計を設置しており、そのためコスト高になるという問題点がある。
【０００６】
この発明の目的は、一つの加速度計で基礎と上部構造体との２か所の加速度を知ることができて、コスト低下を図りながら、免震建築物の正確な安全評価が行える免震建築物における安全性評価装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の免震建築物（２）における安全性評価装置（１）は、
基礎（５）上に免震層（３）を介して上部構造体（６）が設置された免震建築物（２）につき、安全性を評価する装置であって、
前記基礎（５）または上部構造体（６）である震動体の内のいずれか一方の震動体に設置されてこの設置側の震動体の加速度を検出する加速度計（８）と、
この加速度計（８）の計測値から、他方の震動体である加速度計の非設置側の震動体の加速度を演算により推定する非設置側挙動推定手段（１０Ａ）と、
前記加速度計（８）で検出された前記設置側の震動体の加速度と前記非設置側挙動推定手段（１０Ａ）で推定された前記非設置側の震動体の加速度とから前記免震建築物（２）の安全性を定められた規則に従って評価する安全評価手段（１０Ｂ）、
とを備える。
【０００８】
この構成によると、前記安全評価手段（１０Ｂ）は、免震層（３）を介して上下に位置する上部構造体（６）と基礎（５）との両方の加速度を安全評価に用いるため、正確な安全評価が行える。また、非設置側挙動推定手段（１０Ａ）により、基礎（５）または上部構造体（６）である震動体の内のいずれか一方の震動体に設置された加速度計（８）により検出した加速度から、他方の震動体の加速度を推定するようにしたため、一つの加速度計（８）で基礎（５）と上部構造体（６）との２か所の加速度を知ることができる。そのため、加速度計（８）の個数が少なくて済み、コスト低下が図れる。
このように、一つの加速度計（８）で基礎（５）と上部構造体（６）との２か所の加速度を知ることができて、コスト低下を図りながら、免震建築物（２）の正確な安全評価が行える。
【０００９】
この発明において、前記非設置側挙動推定手段（１０Ａ）は、前記上部構造体（６）の質量、前記免震層（３）の剛性および減衰特性を用いて時刻履歴応答解析により前記非設置側の震動体の加速度を推定するものとしても良い。時刻履歴応答解析は、運動方程式を時間領域において数値積分する解析方法である。
上部構造体（６）の質量、免震層（３）の剛性および減衰特性は、免震建築物（２）の設計時等に既知であり、これら質量、免震層（３）の剛性および減衰特性が分かれば、時刻履歴応答解析によって、基礎（５）または上部構造体（６）のいずれか一方に設置された加速度計（８）の検出値から、加速度計の非設置側の震動体の加速度を推定することができる。
なお、時刻履歴応答解析を用いる推定方法の例として、ある点の絶対応答加速度成分が測定されている場合に、基盤入力地震動の推定を行う方法が提案されている（非特許文献）。この推定方法を免震建築物（２）に応用すれば、上記のように、加速度計（８）を設置した基礎（５）または上部構造体（６）の加速度から、非設置側の震動体の加速度を推定することができる。
【００１０】
基礎（５）側の加速度・変位波形の推定につき説明する。設計時に免震層（３）の特性（剛性、減衰）や上部構造体（６）重量を確認することにより、これらは既知となる。この時、上部構造体（６）性状（重量・剛性・減衰）と上部構造体（６）側にて得られた加速度波形より、時刻歴応答解析により入力加速度を推定する。
具体的には、逐次積分を時間軸の負の方向へ行うこととし、n+1 ステップ目が既知でn ステップ目が未知となる。これにより、逐次計算を行っていく。
上記で得られた加速度波形により、基礎（５）側の変位波形を推定する。この加速度波形よりの変位波形の推定方法については、〔発明を実施するための形態〕の欄で説明する。上部構造体（６）側及び基礎（５）側の加速度・変位波形の差が加速度低減効果・応答変位である。また、地震動が収束した後の応答変位の値が残留変位となる。
【００１１】
加速度計（８）を基礎（５）側に設置した場合につき説明する。基礎（５）の変位波形は、基礎（５）にて得られた加速度波形を上記により、変位の推定を行ったものである。また、上部構造体（６）側の加速度・変位は、既知である基礎（５）側の加速度及び上部構造体（６）側の性状を基に、時刻歴応答解析を行うことで、上部構造体（６）側の応答加速度・変位・残留変位を求める。
【００１２】
前記加速度計（８）を前記上部構造体（６）に設置した場合、より具体的には、前記非設置側挙動推定手段（１０Ａ）は、前記上部構造体（６）の質量、前記免震層（３）の剛性および減衰特性を用いて次式による時刻履歴応答解析により前記基礎（５）の加速度を推定するようにして良い。
【数１】
2014102231.tif 000003
【数２】
2014102231.tif 000004
【００１３】
上記の式（３）を式（１），（２）に再代入し、ｎステップ目の応答ベクトルを確定する。以降、同様の方法で逐次演算する。なお、相対変位ｘは、基礎５と上部構造体６との水平方向の相対変位である。「・」は時間関する微分を意味する。各ベクトル下付きの添字は計算ステップ数であり、Δｔとの積は時刻を表す。γ，βは上記のように任意の値であり、試験やシミュレーション等の結果により適宜定める。このような演算によって、上部構造体（６）の加速度計（８）により得られた応答加速度波形より、基礎（５）への入力加速度が推定される。
【００１４】
また、前記加速度計（８）を前記基礎（５）に設置した場合、前記非設置側挙動推定手段（１０Ａ）は、前記上部構造体（６）の質量、前記免震層（３）の剛性および減衰特性を用いて次式による時刻履歴応答解析により前記上部構造体（６）の加速度を推定するようにしても良い。
【数３】
2014102231.tif 000005
【数４】
2014102231.tif 000006
【００１５】
この発明の免震建築物（２）における安全性評価装置（１）において、前記安全評価手段（１０Ｂ）は、前記加速度計（８）により検出された加速度および前記非設置側挙動推定手段（１０Ａ）により推定した加速度から、前記免震層（３）のエネルギー吸収量を算出する免震層（３）エネルギー吸収量算出手段と、この手段で算出された免震層（３）の残余エネルギー吸収量が、想定される余震に対して十分であるか否かを判定し、十分でない場合は危険と判定する余震対応能力判定手段とを有するものであっても良い。
この構成の場合、免震層（３）の残余エネルギー吸収量を求め、想定される余震に対して十分であるか否かを判定するため、安全性の正確な評価に重要な要因の一つである余震対応能力の判定が行うことができる。
【００１６】
この発明において、前記安全評価手段（１０Ｂ）は、前記加速度計（８）により検出された加速度または前記非設置側挙動推定手段（１０Ａ）により推定した加速度から、前記免震層（３）の応答変位を求める免震層応答変位算出手段（２２）と、この手段（２２）で算出された応答変位が設計限界内であるか否かを判定し、設計限界内ある場合は安全と判定し、設計限界外である場合は危険と判定する応答変位安全判定手段（２３）とを有するものとしても良い。
この構成の場合、免震層（３）の応答変位を求め、その応答変位が設計限界内であるか否かを判定するため、安全性の正確な評価に重要な要因の他の一つである、地震時に免震層（３）が設計限界を超えて応答したか否かの判定が行える。
【００１７】
この発明において、前記安全評価手段（１０Ｂ）は、地盤微振動を計測する微振動計測手段で計測した地震の発生前後での地盤微振動から、地震発生前後の地盤固有周期を比較し、比較結果を定められた地盤周期変化許容範囲と比較してこの許容範囲を超える場合は危険と判定する地盤固有周期変化判定手段（１８）を有するものとしても良い。
これにより、免震に必要な地盤の固有周期の変化まで考慮して安全性の評価を行うことができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明の免震建築物における安全性評価装置は、基礎上に免震層を介して上部構造体が設置された免震建築物につき、安全性を評価する装置であって、前記基礎または上部構造体である震動体の内のいずれか一方の震動体に設置されてこの設置側の震動体の加速度を検出する加速度計と、この加速度計の計測値から、他方の震動体である加速度計の非設置側の震動体の加速度を演算により推定する非設置側挙動推定手段と、前記加速度計で検出された前記設置側の震動体の加速度と前記非設置側挙動推定手段で推定された前記非設置側の震動体の加速度とから前記免震建築物の安全性を定められた規則に従って評価する安全評価手段とを備えるため、一つの加速度計で基礎上と上部構造体との２か所の加速度を知ることができて、コスト低下を図りながら、免震建築物の正確な安全評価が行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の一実施形態に係る免震建築物の安全評価装置を適用する免震建築物の説明図である。
【図２】同安全評価装置の概略構成のブロック図である。
【図３】同安全評価装置の他の概略構成のブロック図である。
【図４】同安全評価装置における基礎と上部構造体との一方の加速度から他方の加速度を求める推定処理の概念を示す説明図である。
【図５】同安全評価装置の概念構成のブロック図である。
【図６】加速度計を上部構造体に設置した場合の同安全評価装置の処理の流れを示すフロー図である。
【図７】加速度計を基礎に設置した場合の同安全評価装置の処理の流れを示すフロー図である。
【図８】変位、力、免震力復元力特性の関係を示すグラフである。
【図９】地盤または建築物の微振動のフーリェ解析結果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の一実施形態を図面と共に説明する。この安全評価装置１の評価対象となる建築物は、免震建築物２、つまり免震層３を有する建築物である。この免震建築物２は、地盤４上の基礎５に、免震層３を介して建築物本体である上部構造体６が構築されている。免震層３は、図示の例では、鋼球を、基礎５および建築物２にそれぞれ設けられた円すい面や球面状等の凹面状の一対の対向する座部材の間に介在させた免震装置７を複数箇所（例えば４ヵ所）に設置したものである。免震層３は、この他に、すべり支承、ゴム等の弾性体やダンパ等で構成したものなど、各種の形式のものが適用できる。免震建築物２は、免震層３を有する建築物であれば良く、一般住宅，集合住宅，事務所ビル，鉄骨造、鉄筋コンクリード造、鉄骨鉄筋コンクリート造、木造など、規模や構造形式を問わずに適用できる。
【００２１】
地盤４は、一般的に工学基盤４ａ上に表層地盤４ｂが存在した層形式であり、この実施形態でもこのような形式の地盤４を評価に適用する。工学的基盤４ａは、一般的に、Ｎ値５０以上、せん断波速度４００ｍ／ｓ以上の地盤で、建築物を支持するのに十分な剛性と強度を持った地層を意味する。表層地盤４ｂは工学基盤４ａ上の地層であり、工学的基盤４ａに伝わった地震動は、表層地盤４ｂで増幅されて免震建築物２に伝わる。
【００２２】
この免震建築物の安全評価装置１は、上記のように基礎５上に免震層３を介して上部構造体６が設置された免震建築物２につき、安全性を評価する装置であって、前記基礎５または上部構造体６である震動体の内のいずれか一方の震動体に設置されてこの設置側の震動体の加速度を検出する加速度計８と、図２に示す安全評価装置本体９とで構成される。基礎５側に加速度計８を設置する場合、基礎５の天端、または土間（図示せず）に設置するが、基礎４が位置する地盤に加速度計８を設置しても良い。上部構造体６側に加速度計８を設置する場合は、例えば上部構造体６の底部となる免震架台６ａ（図１）に設置する。
【００２３】
図２に示すように、安全評価装置本体９は、評価演算部１０と通信装置３１とを含む。加速度計８は、安全評価装置本体９内に組み込んでも良く、また図３のように安全評価装置本体９に配線や無線により接続しても良い。いずれの場合も、評価演算部１０と通信装置３１とは、例えばパーソナルコンピュータにより構成される。通信装置３１は、評価演算部１０を、インターネット等の広域コンピュータ通信網を介して、建築物のメーカの事業所等にあるサーバ（図示せず）に接続する装置である。通信装置３１は、インターネットを使用せずに、評価演算部１０を、宅内の表示機器のみに接続するものであっても良い。なお、同図の評価安全装置本体９は一例であり、他に種々の構成とできる。
【００２４】
評価演算部１０は、コンピュータにおけるメモリ１０ａや、ＣＰＵ（中央処理装置）１０ｂ、および前記ＣＰＵ１０ｂで実行される評価プログラム１０ｃによって構成され、これらにより、機能達成手段である非設置側挙動推定手段１０Ａと安全評価手段１０Ｂとを構成する。
非設置側挙動推定手段１０Ａは、加速度計８の計測値から、基礎５および上部構造体６のうちの、他方の震動体である加速度計の非設置側の震動体の加速度を演算により推定する手段である。
安全評価手段１０Ｂは、前記加速度計８で検出された前記設置側の震動体の加速度と前記非設置側挙動推定手段１０Ａで推定された前記非設置側の震動体の加速度とから前記免震建築物１の安全性を定められた規則に従って評価する手段であり、後に図５〜図７と共に説明する各機能達成手段（１１〜２３）を構成する。
【００２５】
非設置側挙動推定手段１０Ａは、図４に概念図を示すように、地震動により免震層３に入力される入力加速度と、免震層３の特性（作用，効果）および上部構造体６の質量と、上部構造体６の応答加速度との関係を用いて、応答加速度または入力加速度から、加速度計８の非設置側の震動体の加速度を推定する手段である。上記免震層３の特性は、免震層の剛性および減衰特性である。この非設置側の震動体の加速度を推定は、例えば、時刻履歴応答解析により行える。
【００２６】
時刻履歴応答解析は、運動方程式を時間領域において数値積分する解析方法である。上部構造体６の質量、免震層３の剛性および減衰特性は、免震建築物１の設計時等に既知であり、これら質量、免震層の剛性および減衰特性が分かれば、時刻履歴応答解析によって、基礎５または上部構造体６のいずれか一方に設置された加速度計の検出値から、加速度計８の非設置側の震動体の加速度を推定することができる。例えば、上部構造体６で加速度計８により得られた加速度波形より、時刻履歴応答解析により基礎５への入力加速度を推定する。具体的には、逐次積分を時間軸の負の方向へ行うこととし、ｎ＋１ステップ目が既知でｎステップ目が未知となる。これにより、逐次計算を行っていく。上記で得られた加速度波形により、次式のように、基礎５側の変位波形を推定する。なお、上部構造体６側および基礎５側の加速度・変位波形の差が加速度低減効果・応答変位である。また、地震動が収束した後の応答変位の値が残留変位となる。
【００２７】
次式は、加速度計８を上部構造体６に設置した場合に、非設置側挙動推定手段１０Ａにより基礎５側の加速度の推定を時刻履歴応答解析で行う場合の演算式である。式（３）を式（１），（２）に再代入し、ｎステップ目の応答ベクトルを確定する。以降、同様の方法で逐次演算する。
【数５】
2014102231.tif 000007
【数６】
2014102231.tif 000008
【００２８】
なお、相対変位ｘは、基礎５と上部構造体６との水平方向の相対変位である。「・」は時間関する微分を意味する。各ベクトル下付きの添字は計算ステップ数であり、Δｔとの積は時刻を表す。γ，βは上記のように任意の値であり、試験やシミュレーション等の結果により適宜定める。質量マトリクス [Ｍ] は、例えば集中３質点系（質量ｍ１，ｍ２，ｍ３）で絶対応答加速度が観測されている場合は、次のようになる。
【００２９】
【数７】
2014102231.tif 000009
【００３０】
このような演算によって、上部構造体６の加速度計８により得られた応答加速度波形より、基礎５への入力加速度が推定される。非設置側挙動推定手段１０Ａは、この加速度の推定の後、その推定された加速度から、後述のように非設置側の震動体の変位波形の演算も行う。
【００３１】
加速度計８を前記基礎５に設置した場合、前記非設置側挙動推定手段１０Ａは、前記と同様に上部構造体６の質量、前記免震層３の剛性および減衰特性を用いて次式による時刻履歴応答解析により上部構造体６の加速度を推定する。
【００３２】
【数８】
2014102231.tif 000010
【数９】
2014102231.tif 000011
【００３３】
次に、図２，図３の安全評価手段１０Ｂにつき、図５〜図７と共に説明する。図５に示した安全評価手段１０Ｂにつき、加速度計８を上部構造体６側に設置した場合の処理の流れを図６に示し、加速度計８を基礎５側に設置した場合の処理の流れを図７に示す。図６と図７の各過程は、図６のステップＳ４，Ｓ５と、図７のステップＳ４′，Ｓ５′とが異なる他は、同じである。なお、これらの流れ図において、「建物」とある記載は上部構造体６を意味する。
【００３４】
図５において、安全評価手段１０Ｂは、常時地盤固有周期算出手段１１、地震検出手段１２、地震時加速度記録手段１３、加速度波形解析演算手段１４、免震層エネルギー吸収量算出手段１５、免震判定手段１６、地震後地盤固有周期算出手段１７、地震後地盤固有周期変化判定手段１８、余震対応能力判定手段１９、免震復元測定設定手段２０、地震後表層地盤増幅率算出手段２１、免震層応答変位算出手段２２、および応答変位安全判定手段２３を有する。
【００３５】
上記各手段１１〜２３の構成，機能を、図６，図７の流れ図と共に説明する。
平常時各固有周期算出手段１１：この免震建築物の安全評価装置１は、まず、平常時の地盤４の微振動を計測する（ステップＳ１）。この計測は、例えば、一時的に基礎５またはこの基礎５が位置する地盤４に設置される可搬の加速度計（図示せず）によって行うが、基礎５に前記加速度計８が設置されている場合は、その加速度計８を用いても良い。この計測結果から、平常時の地盤固有周期Ｔｇおよび建物固有周期Ｔを算出する（Ｓ２）。平常時各固有周期算出手段１１は、これらステップＳ１，Ｓ２の処理を行う。ステップＳ１，Ｓ２の処理は、建築物３の設計時や構築時に１回だけ行っても、また構築後に、地震の発生までに繰り返して行っても良い。
なお、地盤の微振動を計測し、フーリェ解析をすることで、図９に示すようにピークを示す振動数ｆが確認できる。この逆数、１／ｆが、地盤固有周期Ｔｇとなる。すなわち、Ｔｇ＝１／ｆである。平常時各固有周期算出手段１１は、上記のように平常時の地盤微振動から、地盤固有周期Ｔｇを算出する。後述の地震後地盤固有周期算出手段１７も、上記同様にフーリェ解析により各固有周期を算出する。
【００３６】
地震検出手段１２：地震が発生したことを検出する（Ｓ３）。地震発生の検出は、加速度計８の検出値を用いて行っても、これとは別の地震計を用いて行っても良い。地震検出手段１２は、このステップＳ３の処理を行う。
【００３７】
地震時加速度記録手段１３：地震検出手段１２による地震発生の検出により地震時の前記加速度計８で計測された加速度を、メモリ１０ａ（図２，図３）の定められ記憶領域に記録する（Ｓ４，Ｓ４′）。加速度計８が上部構造体６に設置されている場合は、上部構造体６の加速度波形を記録し（Ｓ５），加速度計８が基礎５に設置されている場合は、基礎５の加速度波形を記録する（Ｓ５′）。地震時加速度記録手段１３は、このステップＳ４，Ｓ４′の処理を行う。
【００３８】
加速度波形解析演算手段１４：加速度計８が上部構造体６に設置されている場合は、図６に示すように、上部構造体６側の加速度波形より、解析的に次の各事項を算出する。つまり、
・上部構造体６（建物側）の変位波形の算出（Ｓ５ａ）、
・基礎５側の加速度、および変位波形の算出（Ｓ５ｂ）、
・免震層３の残留変位の算出（Ｓ５ｃ）、
を行う。
加速度波形解析演算手段１４は、設置側変位波形算出部１４ａ、非設置側挙動推定手段使用部１４ｂ、および免震層残留変位算出部１４ｃを有し、これら各部１４ａ，１４ｂ，１４ｃが、前記各ステップＳ５ａ，Ｓ５ｂ，Ｓ５ｃの処理を行う。非設置側挙動推定部使用部１４ｂは、具体的には、前記非設置側加速度推定手段１０Ａに、基礎５側の加速度、および変位波形の算出を行わせる。
【００３９】
加速度計８が基礎５に設置されている場合は、図７に示すように、基礎５側の加速度波形より、解析的に次の各事項を算出する。つまり、
・基礎５側の変位波形の算出（Ｓ５ａ′）、
・建物（上部構造体６）側の加速度、および変位波形の算出（Ｓ５ｂ′）、
・免震層３の残留変位の算出（Ｓ５ｃ′）、
を行う。
加速度計８が基礎５に設置されている場合は、加速度波形解析演算手段１４の設置側変位波形算出部１４ａ、非設置側挙動推定部使用部１４ｂ、および免震層残留変位算出部１４ｃは、それぞれ前記各ステップＳ５ａ′，Ｓ５ｂ′，Ｓ５ｃ′の処理を行う。非設置側挙動推定部使用部１４ｂ′は、具体的には、前記非設置側加速度推定手段１０Ａに、上部構造体６側の加速度、および変位波形の算出を行わせる。
【００４０】
加速度波形より変位波形を推定するには、次のいずれかの方法が採られる。適宜０軸補正・周波数フィルターを考慮しても良い。
・直接積分法（時刻ｔとｔ＋１の加速度変化量を２階積分し、変位を算出する方法）
・１０秒振り子法（固有周期10秒、減衰定数1/√2 の振動系に観測加速度波形を入力し、その応答変位が変位波形となる推定法）
・トリファナック（Trifunac）の方法（０軸補正・ローパス・ハイパスフィルターを組合せた周波数積分法）
免震層３の残留変位δｚは、建物（上部構造体６）の変位から基礎５の変位を減算した値である。
【００４１】
免震層エネルギー吸収量算出手段１５：ステップＳ５，Ｓ５′の後、前記残留変位算出部１４ｃで計算された残留変位δｚより、免震層３の吸収可能な残余エネルギー吸収量を算出する（Ｓ６）。免震層エネルギー吸収量算出手段１５は、このステップＳ６の処理を行う。
【００４２】
免震判定手段１６：免震層エネルギー吸収の算出（Ｓ６）の後、正常に免震したか否かの判定を行う（Ｓ７）。この例では、正常に免震したとは、応答加速度が想定内（すなわち、定められた許容範囲内）であり、応答加速度履歴に乱れがなく（すなわち定められた履歴の許容変化内であり）、かつ応答変位が設計限界内（設定許容変位内）であることである。これらのうち、いずれか一つでも条件を満足しない場合は、危険と判定する（Ｓ１６）。
なお、ステップS7での判定は既に観測した加速度データでの検定であり、後述のステップS14は次に来る地震動の際に応答変位が設計限界変位以内になるかを確認している。
【００４３】
地震後地盤固有周期算出手段１７：地震の発生後に、地盤微震動Ｔｇ′を計測し、その計測結果から、地盤の固有周期を算出する（Ｓ８）。この場合の地盤微震動Ｔｇ′の計測も、一時的に基礎５またはこの基礎５が位置する地盤４に設置される可搬の加速度計（図示せず）によって行うが、基礎５に前記加速度計８が設置されている場合は、その加速度計８を用いても良い。地震後地盤固有周期算出手段１７は、この震動計測および地盤固有周期の演算を行う。
【００４４】
地盤固有周期変化判定手段１８：ステップＳ８の後、地震後の地盤固有周期Ｔｇ′が平常時の地盤固有震動周期Ｔｇに比べて、大幅に大きくなっていないか、つまり許容周期変化幅を超えていないかを判定する（Ｓ９）。大幅に大きくなっている場合は危険と判定する（Ｓ１８）。地盤固有周期変化判定手段１８は、上記の大幅に大きくなっていないかの判定を行う。
【００４５】
余震対応能力判定手段１９：ステップＳ９の後、ステップＳ６で算出された免震層３の残余エネルギー吸収量が、想定される余震に対して十分であるか否かを判定する（Ｓ１０）。想定される余震は、例えば、地震時加速度記録手段１３（Ｓ４，Ｓ４′）等で記録された本震に応じて定められた割合の最大余震であり、免震層３で負担するエネルギー量に換算する。また、想定される余震に対して十分であるか否かは、十分であるとして設定したエネルギー量の差またはエネルギー量の割合によって判定する。上記の判定（Ｓ１０）で十分でない場合は、ステップＳ１６に進み、危険と判定する（Ｓ１６）。十分な場合は、次のステップ（Ｓ１１）に進み、さらに他の観点からの判定を行った後に、安全か否かを判定する。余震対応能力判定手段１９は、このステップＳ１０の処理を行う。
【００４６】
免震層復元力特性設定手段２０：前記地震時加速度記録手段１３で記録した地震時の加速度、および免震層３の残留変位により免震力復元力特性Ｋ′を計算し、後述の免震層応答変位算出手段２２に再設定する（Ｓ１１）。免震層復元力特性設定手段２０は、このステップＳ３の処理を行う。
前記免震力復元力特性Ｋ′の求め方の例を説明すると、地震時のデータ（加速度、変位、建物重量（建物設計時に算出された値））から、図８が得られる。同図より、免震力復元力特性Ｋ１，Ｋ２とＱを読み取る。同図の横軸は変位、縦軸は力である。
ただし、Ｋ１：免震層の１次周期
Ｋ２：免震層の２次周期
Ｑ  ：免震層の切片（免震層が動き出すときの荷重）
なお、免震力復元力特性Ｋ′とＫ１，Ｋ２との関係を説明すると、
Ｋ′＝Ｑ／θ＋Ｋ２
である。Ｋ１，Ｋ２とついては、基本的にはＫ２を用いて計算し、時刻歴応答解析のときのみ上記の式（Ｋ′＝Ｑ／θ＋Ｋ２）において、Ｋ２の代わりにＫ１を用いる。
【００４７】
地震後表層地盤増幅率算出手段２１：ステップＳ１１の後、地震後地盤固有周期算出手段１７で算出された地盤固有周期Ｔｇ′により、工学的基盤よりの表層地盤の増幅率Ｇ′を算出する（Ｓ１２）。地震後表層地盤増幅率算出手段２１は、このステップＳ１２の処理を行う。
地盤固有周期Ｔｇ′により増幅率Ｇ′を求める方法を、極めて簡単で例を示すと、式、          Ｇ′＝ａＴｇ′＋ｂ
ａ：係数
ｂ：定数
の関係にから求める。ａ，ｂの値は、経験値等によって適宜定める。
ただし、上記関係式に限らず、種々の手法で地盤固有周期Ｔｇ′により増幅率Ｇ′を求めることができる。
【００４８】
免震層応答変位算出手段２２：免震建築物２の設計上、または平常時における、免震層３の残留変位δ、免震力復元力特性Ｋ、および工学的基盤４ａよりの表層地盤４ｂの増幅率Ｇを基に、定められた計算方法で免震層３の応答変位を算出する。「応答」とは、地震や強風などの外部の刺激を受けて建築物が振動する現象を指す。地震後には、ステップＳ１３の手順として、前記残留変位δ、免震力復元力特性Ｋ、および表層地盤の増幅率Ｇを、地震後の残留変位δ′、免震力復元力特性Ｋ′、および表層地盤増幅率Ｇ′に再設定して再計算を行う。免震層応答変位算出手段２２は、このステップＳ１３の処理、および建築物３の設計上または平常時における前記応答変位の算出を行う。免震層応答変位算出には、等価線形化法または時刻歴応答解析を用いる。残留変位δは、設計時や平常時は零として計算する。
【００４９】
応答変位安全判定手段２３：ステップＳ１３で算出された応答変位が設計限界内であるか否かを判定する（Ｓ１４）。設計限界内ある場合はステップＳ１５に進み、安全と判定する。設計限界内ある場合は、ステップＳ１６に進み、危険と判定する。応答変位安全判定手段２２は、これらステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６の処理を行う。
【００５０】
評価演算部１０による安全判定の判定結果は、通信装置３１（図２）を介して前記サーバーに送られる。
【００５１】
この構成によると、前記安全評価手段１０Ｂは、免震層３を介して上下に位置する上部構造体６と基礎５との両方の加速度を安全評価に用いるため、正確な安全評価が行える。また、非設置側挙動推定手段１０Ａにより、基礎５または上部構造体６である震動体の内のいずれか一方の震動体に設置された加速度計８により検出した加速度から、他方の震動体の加速度を推定するようにしたため、一つの加速度計８で基礎５上と上部構造体６との２か所の加速度を知ることができる。そのため、加速度計の個数が少なくて済み、コスト低下が図れる。
このように、一つの加速度計８で基礎５上と上部構造体６との２か所の加速度を知ることができて、コスト低下を図りながら、免震建築物１の正確な安全評価が行える。
【００５２】
前記非設置側挙動推定手段１０Ａは、前記上部構造体６の質量、前記免震層３の剛性および減衰特性を用いて時刻履歴応答解析により前記非設置側の震動体の加速度を推定するため、基礎５または上部構造体６のいずれか一方に設置された加速度計８の検出値から、加速度計８の非設置側の震動体の加速度を精度良く推定することができる。
【００５３】
また、前記安全評価手段１０Ｂは、前記加速度計８により検出された加速度および前記非設置側挙動推定手段１０Ａにより推定した加速度から、前記免震層３のエネルギー吸収量を算出する免震層エネルギー吸収量算出手段１５と、この手段１５で算出された免震層３の残余エネルギー吸収量が、想定される余震に対して十分であるか否かを判定し、十分でない場合は危険と判定する余震対応能力判定手段１９とを有する。
このように、免震層３の残余エネルギー吸収量を求め、想定される余震に対して十分であるか否かを判定するため、安全性の正確な評価に重要な要因の一つである余震対応能力の判定が行うことができる。
【００５４】
前記安全評価手段１０Ｂは、前記加速度計８により検出された加速度または前記非設置側挙動推定手段１０Ａにより推定した加速度から、前記免震層３の応答変位を求める免震層応答変位算出手段２２と、この手段２２で算出された応答変位が設計限界内であるか否かを判定し、設計限界内ある場合は安全と判定し、設計限界内ある場合は危険と判定する応答変位安全判定手段２３とを有する。
このように、免震層３の応答変位を求め、その応答変位が設計限界内であるか否かを判定するため、安全性の正確な評価に重要な要因の他の一つである、地震時に免震層が設計限界を超えて応答したか否かの判定が行える。
【００５５】
さらに、前記安全評価手段１０Ｂは、地盤微振動を計測する微振動計測手段で計測した地震の発生前後での地盤微振動から、地震発生前後の地盤固有周期を比較し、比較結果を定められた地盤周期変化許容範囲と比較してこの許容範囲を超える場合は危険と判定する地盤固有周期変化判定手段１８を有する。
そのため、免震に必要な地盤の固有周期の変化まで考慮して安全性の評価を行うことができる。
【符号の説明】
【００５６】
１…安全評価装置
２…免震建築物
３…免震層
４…地盤
４ａ…工学的基盤
４ｂ…表層地盤
５…基礎（震動体）
６…上部構造体（震動体）
８…加速度計
１０…評価演算部
１０Ａ…非設置側加速度推定手段
１０Ｂ…安全評価手段
１１…常時地盤固有周期算出手段
１２…地震検出手段
１３…地震時加速記録手段
１４…加速波形演算手段
１５…免震層エネルギー吸収量算出手段
１６…免震判定手段
１７…地震後地盤固有周期算出手段
１８…地震後地盤固有周期変化判定手段
１９…余震対応能力判定手段
２０…免震層復元力特性設定手段
２１…地震後表層地盤増幅率算出手段
２２…免震層応答変位算出手段
２３…応答変位安全判定手段
【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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