(57)【要約】【課題】鉄骨造の建物や鉄筋コンクリート造の建物を含む建物全般の健全性を簡易に評価することができる。【解決手段】建物の最大変形レベルと、当該最大変形レベルに対応する建物の損傷度レベルとを記憶する記憶装置と、評価対象となる建物の評価事象発生前の建物の動特性と当該建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生前の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生前の性能評価曲線を設定し、評価対象となる建物の評価事象発生後の動特性と前記建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生後の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線とに基づいて前記建物の最大変形レベルを算出し、当該最大変形レベルに対応する建物の損傷度レベルを前記記憶装置から抽出し、前記建物の損傷度レベルを決定する情報処理装置と、を備える。【選択図】図４
2014056339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の最大変形レベルと、当該最大変形レベルに対応する建物の損傷度レベルとを記憶する記憶装置と、
評価対象となる建物の評価事象発生前の建物の動特性と当該建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生前の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生前の性能評価曲線を設定し、前記建物の評価事象発生後の動特性と前記建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生後の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線とに基づいて前記建物の最大変形レベルを算出し、当該最大変形レベルに対応する前記建物の損傷度レベルを前記記憶装置から抽出し、前記建物の損傷度レベルを決定する情報処理装置と、を備える建物の健全性評価装置。
【請求項２】
前記情報処理装置は、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する、請求項１に記載の建物の健全性評価装置。
【請求項３】
前記情報処理装置は、前記建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する、請求項２に記載の建物の健全性評価装置。
【請求項４】
評価対象となる建物の評価事象発生前の建物の動特性と当該建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生前の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生前の性能評価曲線を設定し、前記建物の評価事象発生後の動特性と前記建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生後の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線とに基づいて前記建物の最大変形レベルを算出し、当該最大変形レベルに対応する前記建物の損傷度レベルを記憶装置から抽出し、前記建物の損傷度レベルを決定する処理をコンピュータが実行する、建物の健全性評価方法。
【請求項５】
前記コンピュータは、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する、請求項４に記載の建物の健全性評価方法。
【請求項６】
前記コンピュータは、前記建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する、請求項５に記載の建物の健全性評価方法。
【請求項７】
評価対象となる建物の評価事象発生前の建物の動特性と当該建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生前の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生前の性能評価曲線を設定し、前記建物の評価事象発生後の動特性と前記建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生後の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線とに基づいて前記建物の最大変形レベルを算出し、当該最大変形レベルに対応する前記建物の損傷度レベルを記憶装置から抽出し、前記建物の損傷度レベルを決定する処理をコンピュータに実行させる、建物の健全性評価プログラム。
【請求項８】
前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する処理をコンピュータに実行させる、請求項７に記載の建物の健全性評価プログラム。
【請求項９】
前記建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する処理をコンピュータに実行させる、請求項８に記載の建物の健全性評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の健全性評価装置、建物の健全性評価方法、及び建物の健全性評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物の健全性を評価する技術として、特許文献１や特許文献２に記載の技術がある。特許文献１には、耐震診断の対象となる建物を微少変形レベルで振動させ、その振動を計測することで該建物のＸ，Ｙ方向における固有振動数を経年固有振動数としてそれぞれ算出し、建物が健全な状態にあるときのＸ，Ｙ方向における固有振動数を初期固有振動数としてそれぞれ評価し、経年固有振動数を初期固有振動数で除した値を建物固有振動数低下率として方向ごとに算出し、建物固有振動数低下率から建物の損傷状況をＸ，Ｙ方向ごとにそれぞれ推定することが開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、ＡＲＭＡモデルに移動平均項（ＭＡ項）が付加されたＡＲＭＡＭＡモデルを用い、振動センサにより計測された建物の常時微動記録の中の任意のひとつの基準信号と残りの参照信号とのクロススペクトルを求め、これら基準信号および参照信号の相関成分と無相関部分とを分離して建物全体の振動成分のみを抽出する第一の方法と、この第一の方法による結果から建物の振動特性を同定する第二の方法と、建物の振動特性の同定結果から建物および基礎部分の剛性を計算する第三の方法とから成る建物の健全性診断法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２７７６２号公報
【特許文献２】特許第３９２５９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば特許文献１の技術では、固有振動数比と事前の要素実験から、各部材の振動振幅レベルを推定し健全性を評価することができる。しかし特許文献１のような技術は、実験用の部材断面を限定することが可能な木造住宅、換言すると各部材の断面寸法が標準化されていて、かつ、評価対象となる建物が低層で軸力が小さい、又は上下階での軸力変化が小さい建物の評価しかできない。そのため、特許文献１のような技術は、建物毎に各部材の断面寸法が異なり、各部材が受ける軸力が各層（各階）で大幅に変化する鉄骨造（Ｓ造）や鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）への適用は難しい。鉄骨造や鉄筋コンクリート造の建物の健全性を評価する場合には、非常に多くの要素実験を必要とし、また、建物毎に要素実験を実施する必要がある。また、例えば特許文献２の技術は、損傷層の位置、及び剛性（あるいは固有振動数）ならびにその分布を特定し、剛性（あるいは固有振動数）が健全時の値よりも低いか否かのみで健全性を評価しようと試みているが、具体的な損傷レベル（例えば、将来に亘り継続利用可能、当面は継続利用可能、又は継続利用不可能）までを特定することはできない。
【０００６】
本発明は、上記の問題に鑑み、鉄骨造の建物や鉄筋コンクリート造の建物を含む建物全般の健全性を簡易に評価できる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、上記課題を解決するため、建物全体の復元力特性を仮定し、復元力特性と建物の動特性の関係に基づいて、建物の損傷度レベルを算定し、健全性を評価することとした。
【０００８】
詳細には、本発明は、建物の最大変形レベルと、当該最大変形レベルに対応する建物の損傷度レベルとを記憶する記憶装置と、評価対象となる建物の評価事象発生前の建物の動特性と当該建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生前の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生前の性能評価曲線を設定し、前記建物の評価事象発生後の動特性と前記建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生後の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線とに基づいて前記建物の最大変形レベルを算出し、当該最大変形レベルに対応する前記建物の損傷度レベルを前記記憶装置から抽出し、前記建物の損傷度レベルを決定する情報処理装置と、を備える。
【０００９】
評価対象となる建物には、鉄骨造（Ｓ造）、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）、鉄骨鉄筋コンクリート造（ＳＲＣ造）、木造の建物が例示される。評価事象には、地震、台風などの自然災害の他、道路交通による振動などを含めることができる。建物の動特性は、建物に対して振動を与えた際の建物の性状を示すもので、例えば、微小振動時（常時微動、人力加振や地震など）の振動計測データとして得ることができる。評価事象発生前の建物の動特性は、実測により得ることができるが、設計図書や統計から得ることもできる。評価事象発生後の建物の動特性は、実測により得ることができ、評価事象発生前と比較して低下する傾向を示す。復元力特性とは、建物の変形と建物に作用する力との関係を示すもので、曲線で表すことができる。このような曲線で表される復元力特性から性能評価曲線を設定することができる。性能評価曲線は、多点折れ線でもよい。建物の変形は、加速度、速度、変位、層間変形角で表すことができる。層間変形角は、建物の高さに対する建物の水平方向の変位量で表すことができる。建物に作用する力には、建物に作用するせん断力や水平荷重が例示される。
【００１０】
性能評価曲線は、評価事象発生前後の建物の動特性と建物の復元力特性に基づいて設定することができる。評価事象発生前の性能評価曲線は、評価事象発生前の建物の動特性の値（例えば、固有振動数）と、復元力特性から求められる曲線で表すことができる。また、評価事象発生後の性能評価曲線は、評価事象発生後の建物の動特性の値（例えば、固有振動数）と、復元力特性から求められる曲線で表すことができる。評価事象発生後は、建物の動特性が低下する傾向を示すことから、２つの性能評価曲線は重ならず、ある変形度合で交わることになる。例えば、この交点を建物の最大変形レベルとして推定（算出）することで、建物の損傷度レベルを決定することが可能となる。建物の規模や種類に応じて、建物の最大変形レベルに対応する建物の損傷度レベルを記憶装置に記憶しておくことで、建物の損傷度レベルの決定が可能となる。
【００１１】
本発明に係る建物の健全性評価装置によれば、評価事象発生前後の建物の動特性と復元力特性に基づいて、評価事象発生前後の性能評価曲線を設定することで、この２つの性能評価曲線の交点から最大変形レベルを算出し、最終的に建物の損傷度レベルを決定することができる。そのため、鉄骨造や鉄筋コンクリート造の建物の健全性を評価するに際し、予め部材ごとの要素実験を実施する必要がないため、簡易に建物の健全性を評価することができる。
【００１２】
ここで、本発明に係る建物の性能評価システムにおいて、前記情報処理装置は、前記建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線
との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出するようにしてもよい。
【００１３】
建物に物理的損傷（例えば、ひび割れなどの断面欠損）が発生した場合、建物は断面欠損が無かった状態の性能には復帰しないと仮定すると、評価事象発生後の性能評価曲線は所定の傾向を示すものと仮定することができる。具体的には、限界点以前の領域（所謂弾性領域）に関しては、比較的変形量が小さいため二次部材などから受ける影響は評価事象発生前とほぼ同等となる傾向を示す。従って、限界点以前の領域の評価事象発生後の性能評価曲線の形は、評価事象発生前の性能評価曲線とほぼ同じとすることができる。一方で、限界点以降における性能評価曲線の形は、建物に物理的損傷（例えば、ひび割れなどの断面欠損）が発生した場合、建物は断面欠損が無かった状態の性能には復帰しないと仮定して、「一定」とすることができる。この「一定」は、幅を持つ概念で、水平な直線だけでなく、多少の傾きを持った直線や、限界点以前の性能評価曲線の形と比較して変化の小さい曲線を含めることができる。建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定することで、より正確に最大変形レベルを算出することができる。建物の属性には、建物の層数、建物の種類（鉄骨造、鉄筋コンクリート造、木造など）、建物を構成する部材（例えば、柱や梁）の寸法や弾塑性の材料定数が例示される。
【００１４】
なお、前記情報処理装置は、前記建物の属性に基づいて予め仮定された当該建物の最大変形レベル直線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と当該最大変形レベル直線との交点を算出し、前記建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、前記交点を通る当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、評価事象発生後の実測による建物の最大変形レベルと前記仮定された建物の最大変形レベルとを比較し、当該比較結果に基づいて建物の損傷度レベルを決定するようにしてもよい。本発明に係る建物の健全性評価装置によれば、評価事象発生前の性能評価曲線と、建物の属性に基づいて予め仮定された当該建物の最大変形レベル直線との交点から最大変形レベルを算出し、評価事象発生後の性能評価曲線を設定することで、最終的に建物の損傷度レベルを決定することができる。
【００１５】
ここで、本発明は、建物の健全性評価方法として特定することができる。すなわち、本発明は、評価対象となる建物の評価事象発生前の建物の動特性と当該建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生前の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生前の性能評価曲線を設定し、前記建物の評価事象発生後の動特性と前記建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生後の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線とに基づいて前記建物の最大変形を算出し、当該最大変形レベルに対応する前記建物の損傷度レベルを記憶装置から抽出し、前記建物の損傷度レベルを決定する処理をコンピュータが実行する建物の健全性評価方法である。
【００１６】
なお、前記コンピュータは、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出してもよい、また、前記コンピュータは、前記建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出してもよい。
【００１７】
また、本発明は、建物の健全性評価プログラムとして特定することができる。すなわち、本発明は、評価対象となる建物の評価事象発生前の建物の動特性と当該建物の復元力特
性とに基づいて、評価事象発生前の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生前の性能評価曲線を設定し、前記建物の評価事象発生後の動特性と前記建物の復元力特性とに基づいて、評価事象発生後の建物の動特性と変形との関係を示す、評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線とに基づいて前記建物の最大変形を算出し、当該最大変形レベルに対応する前記建物の損傷度レベルを記憶装置から抽出し、前記建物の損傷度レベルを決定する処理をコンピュータに実行させる建物の健全性評価プログラムである。
【００１８】
なお、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する処理をコンピュータに実行させるようにしてもよい。また、前記建物の属性に基づいて、当該建物が弾性的な挙動を示す限界点を算出し、当該限界点以降については、評価事象発生後の性能評価曲線は一定として、当該評価事象発生後の性能評価曲線を設定し、前記評価事象発生前の性能評価曲線と前記評価事象発生後の性能評価曲線との交点を前記建物の最大変形レベルとして算出する処理をコンピュータに実行させるようにしてもよい。
【００１９】
また、本発明は、上記プログラムを記録した記録媒体として特定することもできる。この場合、コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。なお、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、又は化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる記録媒体をいう。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、鉄骨造の建物や鉄筋コンクリート造の建物を含む建物全般の健全性を簡易に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第一実施形態に係る建物の健全性評価装置の構成を示す。
【図２】第一実施形態に係る建物の健全性評価処理フローを示す。
【図３】入力画面の一例を示す。
【図４】設定された評価事象発生前後の性能評価曲線の一例を示す。
【図５】評価事象発生前の性能評価曲線の設定処理の一例を示す。
【図６】最大変形レベルと建物の損傷度レベルとを関連付けたデータベースの一例を示す。
【図７】設定された評価事象発生前後の性能評価曲線の他の例を示す。
【図８】第二実施形態に係る建物の健全性評価処理フローを示す。
【図９】第二実施形態に係る、設定された評価事象発生前後の性能評価曲線の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。以下の実施形態では、鉄筋コンクリート造の建物の健全性の評価を例に説明する。以下の説明は例示であり、本発明は以下の内容に限定されるものではない。なお、鉄筋コンクリート造以外の建物の健全性の評価は、復元力特性等の数値や形は変わるが、基本的には以下に説明する鉄筋コンクリート造と同様の評価手法により評価することができる。
【００２３】
＜第一実施形態＞
＜＜建物の健全性評価装置の構成＞＞
図１は、第一実施形態に係る建物の健全性評価装置（以下、単に健全性評価装置という）の構成を示す。健全性評価装置１は、汎用のコンピュータによって構成され、ＣＰＵ５
（中央演算処理装置）及びメモリ６を有する情報処理装置２、キーボード、マウスからなる入力装置３、ディスプレイからなる表示装置４を備える。入力装置３は、建物の属性を含め、建物の健全性評価に必要な情報の入力を受け付ける。ＣＰＵ５は、メモリ６に格納された、建物の健全性評価プログラムを実行し、入力装置３を介して入力される各種情報に基づいて、建物の損傷度レベルを算出する。表示装置４は、入力装置３を介して入力される各種情報、算出結果を表示する。なお、健全性評価装置１は、タブレット端末、携帯端末によって構成してもよい。また、コンピュータ、タブレット端末、及び携帯端末では、情報の受け付け、算出結果の表示のみを行い、コンピュータ、タブレット端末、及び携帯端末とネットワークを介して接続されたサーバ上で建物の損傷度の算出を行うようにしてもよい。
【００２４】
＜＜建物の健全性評価処理＞＞
図２は、第一実施形態に係る建物の健全性評価処理フローを示す。この処理は、建物の健全性評価処理プログラムが起動されることで開始される。ステップ０１では、情報処理装置２は、表示装置４に入力画面を表示させ、建物の損傷度レベルを算出するために必要な情報の入力を受け付ける。ここで、図３は、入力画面の一例を示す。図３に示す入力画面には、建物の属性として、建物の種類、建物の層数の項目が表示され、各項目の内容が選択可能となっている。建物の種類には、Ｓ造（鉄骨造）、ＲＣ造（鉄筋コンクリート造）、ＳＲＣ造（鉄骨鉄筋コンクリート造）、木造が含まれ、図３では、「ＲＣ造」が選択されている。建物の層数は、任意の数字を選択可能であり、図３では、「５」が選択されている。なお、建物の属性として、建物を構成する部材（例えば、柱や梁）の寸法や弾塑性の材料定数を入力できるようにし、後述する建物の立体モデルが算出されるようにしてもよい。この場合、メモリ６には、建物の立体モデルに関する情報のデータベースを格納する必要がある。また、建物の属性の入力は、後述する評価事象発生前の性能評価曲線を直接設定することにより省略することも可能である。
【００２５】
また、図３に示す入力画面には、建物の動特性（前）、建物の動特性（後）の項目が表示され、夫々、固有振動数の入力が可能となっている。（前）及び（後）は、建物の評価事象発生の「前」、もしくは「後」を示す。評価事象発生前とは、例えば地震発生前であり、評価事象発生後とは、例えば地震発生後である。評価事象には、地震、台風などの自然災害の他、道路交通による振動などを含めることができる。建物の動特性は、建物に対して振動を与えた際の建物の性状を示すもので、微小振動時（常時微動、人力加振や地震など）の振動計測データとして得ることができる。建物の動特性は、固有振動数の他、固有振動数比、剛性でもよい。建物の動特性は、単独データでもよいが、例えば２層間の伝達関数としてもよい。この場合、複数層での計測が必要とされるが、診断精度を向上することができる。評価事象発生前の建物の動特性は、実測により得ることができるが、評価対象となる建物の設計図書や評価対象となる建物に類似する建物の統計から得ることもできる。評価事象発生後の建物の動特性は、実測により得ることができ、評価事象発生前と比較して低下する傾向を示す。例えば、評価事象発生前の建物の動特性は、建物の竣工時の固有振動数を測定して記録しておき、評価事象発生後の建物の動特性は、地震発生後の建物の固有振動数を測定して取得することができる。建物の損傷度レベルを算出するために必要な情報の入力が完了すると、ステップＳ０２へ進む。
【００２６】
ステップＳ０２では、情報処理装置２は、評価事象発生前後の性能評価曲線Ｘ１，Ｘ２を設定する。ここで、図４は、設定された評価事象発生前後の性能評価曲線の一例を示す。図４において、縦軸は建物の動特性であり、横軸は変形度合である。評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１は、評価事象発生前の建物の動特性Ｙ１と建物の復元力特性とに基づいて設定される。また、評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ２は、評価事象発生後の動特性Ｙ２と建物の復元力特性とに基づいて設定される。復元力特性とは、建物の変形と建物に作用する力との関係を示すもので、曲線で表すことができる。建物の変形は、加速度、速度
、変位、層間変形角で表すことができる。層間変形角は、建物の高さに対する建物の水平方向の変位量で表すことができる。建物に作用する力には、建物に作用するせん断力や水平荷重が例示される。
【００２７】
ここで、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１、及び評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ２の設定処理の一例について説明する。図５は、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１の設定処理の一例を示す。まず、図５（ａ）に示すような建物の立体モデルから、図５（ｂ）に示すように、各層の復元力特性が算出される。図５（ａ）に示す建物の立体モデルは、５層である。図５（ａ）において、矢印は各層に作用している地震力を示し、地震力は上層から下層に向けて徐々に小さくなっている。図５（ｂ）のグラフは、縦軸が層せん断力、横軸が層間変位（例えば、振幅）であり、各層の復元力特性は、曲線で表されている。建物の立体モデルは、建物を構成する部材（例えば、柱や梁）の寸法や弾塑性の材料定数から得ることができる。また、建物の立体モデルからの各層の復元力特性の算出は、建物の既存の構造設計手法により実現できる。
【００２８】
次に、図５（ｃ）に示すように、算出された各層の復元力特性は、等価１質点系の復元力特性に置換される。図５（ｃ）において、縦軸は代表せん断力、横軸は代表変位であり、等価１質点系の復元力特性は、曲線で表される。この等価１質点系の復元力特性への置換は、例えば、建築基準法で規定されている既存の限界耐力計算法により実現できる。
【００２９】
次に、置換された等価１質点系の復元力特性の各変位（振幅）での点と原点とを結ぶ等価な傾きと等価質量から各変位レベルでの瞬間的な固有振動数が連続的に算出される（図５（ｃ）において実線で囲まれた領域を参照）。その結果得られた変位と固有振動数との関係が事象発生前の性能評価曲線Ｘ１に相当する（図５（ｄ）参照）。
【００３０】
評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ２は、評価事象発生後の動特性Ｙ２と建物の復元力特性と建物の弾性的な挙動を示す限界点Ｚとに基づいて設定される。より詳細には、評価事象発生後の動特性Ｙ２は、例えば、地震発生後の固有振動数であり、ステップＳ０１において建物の動特性（後）の項目で入力された固有振動数である。限界点Ｚは、ＲＣ造では例えばひび割れ限界点をこれに相当させることができ、建物がＳ造の場合の限界点は、例えば弾性限界をこれに相当させることができる。
【００３１】
評価事象発生後は、建物の動特性Ｙ２が低下しており、低下した評価事象発生後の動特性Ｙ２を通るように、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１（建物の復元力特性から求められる曲線）が平行移動される。そして、限界点Ｚ以降は、建物に物理的損傷が発生し、建物の性能が復帰できなくなることから、限界点Ｚ以降の評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ２は一定となる。換言すると、Ｚ線以前（左側）の領域は所謂弾性領域に相当し、弾性領域は変形量が小さい為、二次部材による剛性が無視できないことや例えばＲＣ造躯体のひび割れ等の損傷部が塞がることによる摩擦等の発生により見かけ上の剛性が大きくなることが知られている。従って、評価事象発生前後で剛性の骨格曲線にそれほど大きな差が生じないとして、Ｚ線以前においては評価事象発生前の性能評価曲線の形を平行移動した曲線を採用することができる。以上により、評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ２が設定される。評価事象発生前後の性能評価曲線Ｘ１，Ｘ２が設定されると、ステップＳ０３へ進む。
【００３２】
ステップＳ０３では、情報処理装置３は、評価事象発生前後の性能評価曲線の交点Ｐを抽出する。次に、ステップＳ０４では、情報処理装置３は、交点Ｐを建物の最大変形レベルとして推定（算出）する。
【００３３】
次に、ステップＳ０５では、情報処理装置３は、最大変形レベルに基づいて建物の損傷
度レベルを決定する。より詳細には、メモリ６に建物の最大変形レベルと建物の損傷度レベルとを関連付けたデータベースを格納しておき、情報処理装置３は、このデータベースにアクセスし、最大変形レベルに対応する損傷度レベルを抽出することで、建物の損傷度レベルを決定する。ここで、図６は、最大変形レベルと建物の損傷度レベルとを関連付けたデータベースの一例を示す。図６に示すデータベースは、最大変形レベル、損傷度レベルが３段階で区分けされ、各段階は、「ほぼ損傷なし」、「軽微な損傷あり」、「重度の損傷あり」となっている。「ほぼ損傷なし」は、建物構造躯体は修復せずにそのまま使用可能であることを意味する。「軽微な損傷あり」は、建物構造躯体に軽微な損傷は発生するが直ちに避難の必要は無いレベルであり、恒久的には小規模の修復で継続使用可能であることを意味する。「重度の損傷あり」は、建物構造躯体に重度の損傷が発生しており直ちに避難の必要が有るレベルであり、恒久的には修復により継続使用可能であるか否かの詳細な検討を要すことを意味する。図６は、一例にすぎないが、損傷レベルIとIIの境界
は、層間変形角が約１／２００とし、損傷レベルIIとIIIの境界は、層間変形角が約１／
１００とすることができる。建物の損傷度レベルが決定されると、ステップＳ０６へ進む。
【００３４】
ステップＳ０６では、情報処理装置３は、決定された損傷度レベルを表示装置４に表示する。以上により、建物の健全性評価処理が終了する。
【００３５】
＜＜作用効果＞＞
第一実施形態に係る建物の健全性評価装置１によれば、評価事象発生前後の建物の動特性Ｙ１，Ｙ２と復元力特性に基づいて、評価事象発生前後の性能評価曲線Ｘ１，Ｘ２を設定することで、この２つの性能評価曲線Ｘ１，Ｘ２の交点Ｐから最大変形レベルを算出し、最大変形レベルから建物の損傷度レベルを決定することができる。そのため、予め部材ごとの要素実験を実施することなく、簡易に建物の健全性を評価することができる。
【００３６】
ここで、図７は、設定された評価事象発生前後の性能評価曲線Ｘ１，Ｘ２の他の例を示す。図７に示すように、評価事象前後の性能評価曲線Ｘ１，Ｘ２は、多点折れ線であってもよい。
【００３７】
＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る建物の健全性評価装置１は、第一実施形態に係る健全性評価装置１と同様の構成とすることができる。したがって、第二実施形態に係る建物の健全性評価装置１の構成の説明は省略する。
【００３８】
図８は、第二実施形態に係る建物の健全性評価処理フローを示す。この処理は、建物の健全性評価処理プログラムが起動されることで開始される。ステップ１１では、情報処理装置２は、表示装置４に入力画面を表示させ、建物の損傷度レベルを算出するために必要な情報の入力を受け付ける。ステップＳ１１の処理は、ステップＳ０１の処理に相当する。次に、ステップＳ１２では、情報処理装置２は、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１を設定する。評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１の設定は、第一実施形態と同様に行うことができる。したがって、説明は省略する。評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１が設定されると、ステップＳ１３へ進む。
【００３９】
ステップＳ１３では、情報処理装置２は、建物の属性に基づいて予め仮定された建物の最大変形レベル直線Ｓ１を設定し、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１と当該最大変形レベル直線との交点Ｐ１を算出する。ここで、図９は、第二実施形態に係る、設定された評価事象発生前後の性能評価曲線の一例を示す。ステップＳ１３では、図９に示す最大変形レベル直線Ｓ１が設定され、更に、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１と最大変形レベル直線Ｓ１との交点Ｐ１が算出される。仮定された建物の最大変形レベル直線Ｓ１は、建物
の属性に基づいて仮定することができる。例えば、建物毎の属性に応じて、固有振動数と層間変形角を対応づけた表を予め作成し、メモリ６に記憶しておけばよい。例えば、図６に示すような、最大変形レベルと建物の損傷度レベルとを関連付けたデータベースにおいて、層間変形角に対応する固有振動数を関連付けておけばよい。交点Ｐ１が算出されると、ステップＳ１４へ進む。
【００４０】
ステップＳ１４では、情報処理装置２は、交点Ｐ１を通る評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ２´を設定し、微小振幅レベルでの動特性Ｙ２´（例えば、固有振動数）を推定する。評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ２は、限界点Ｚ以前の領域については、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１（建物の復元力特性から求められる曲線）を平行移動し、限界点Ｚ以降は、建物に物理的損傷が発生し、建物の性能が復帰できなくなることから、限界点Ｚ以降の評価事象発生後の性能評価曲線Ｘ´２は一定となるとして設定することができる。微小振幅レベルでの動特性Ｙ´（例えば、固有振動数）が推定されると、ステップＳ１５へ進む。
【００４１】
ステップＳ１５では、情報処理装置２は、推定した動特性Ｙ´（例えば、固有振動数）と評価事象発生後に実測より得られた固有振動数Ｙ２とを比較し、予め求めておいた最大変形レベルに対応した固有振動数との対応関係を評価する。例えば、実測の固有振動数Ｙ２が層間変形角１／２００と仮定して推定された固有振動数より高ければ、建物の層間変形角１／２００に到達していない、と評価することができる。図９の点線の曲線は、比較例として示す、実測の固有振動数から算出した場合の性能評価曲線を示す。推定した動特性が評価されると、ステップＳ１６へ進む。
【００４２】
ステップＳ１６では、情報処理装置２は、ステップＳ１５の評価結果に基づいて、建物の損傷度レベルを決定する。例えば、情報処理装置２は、実測の固有振動数が層間変形角１／２００と仮定して推定された固有振動数より高ければ、建物の層間変形角１／２００に到達していない、すなわち、損傷レベルI（ほぼ損傷なし）と評価することができる。
また、例えば、情報処理装置２は、実測の固有振動数が層間変形角１／２００と仮定して推定された固有振動数より低ければ、建物の層間変形角１／２００に到達している、すなわち、損傷レベルII（軽微な損傷あり）以上、と評価することができる。この場合には、情報処理装置２は、実測の固有振動数と、層間変形角１／１００と仮定して推定された固有振動数とを更に比較し、実測の固有振動数が層間変形角１／１００と仮定して推定された固有振動数を上回るか否かを評価すればよい。次に、ステップＳ１７では、情報処理装置３は、決定された損傷度レベルを表示装置４に表示する。以上により、第二実施形態に係る建物の健全性評価処理が終了する。
【００４３】
第二実施形態に係る建物の健全性評価装置１によれば、評価事象発生前の性能評価曲線Ｘ１と仮定した最大変形レベル直線Ｓ１との交点Ｐ１から最大変形レベルを仮定することで、最終的に建物の損傷度レベルを決定することができる。そのため、予め部材ごとの要素実験を実施することなく、簡易に建物の健全性を評価することができる。
【００４４】
なお、第一実施形態、及び第二実施形態では、鉄筋コンクリート造の建物の健全性の評価を例に説明したが、第一実施形態、及び第二実施形態に係る健全性評価装置１は、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、木造の建物の健全性評価を行うこともできる。
【符号の説明】
【００４５】
１・・・健全性評価装置
２・・・情報処理装置
３・・・入力装置
４・・・表示装置
５・・・ＣＰＵ
６・・・メモリ
Ｘ１・・・評価事象前の性能評価曲線
Ｘ２・・・評価事象後の性能評価曲線
Ｙ１・・・評価事象発生前の建物の動特性
Ｙ２・・・評価事象発生後の建物の動特性
Ｚ・・・限界点
Ｐ・・・交点
【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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