(57)【要約】【課題】建物の実状にあった建築物の応答解析を行う。【解決手段】建物安全性検証システムは、建物の振動を検出する検出部と、検出部によって検出された振動から、建物の振動の伝達特性を示す振動パラメータを導出する振動パラメータ導出部と、検出部によって検出された振動を、建物の解析対象の位置毎に解析する解析処理部と、建物の振動の建物の解析対象の位置毎の解析結果に基づいて、建物の損傷状況を推定する損傷箇所推定部と、を備え、振動パラメータ導出部は、検出部によって検出された振動に所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間の振動データに基づき、建物の振動パラメータを導出し、解析処理部は、検出部によって検出された振動に所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間の振動データを解析の対象とし、導出された振動パラメータに基づき決定される条件を解析処理に用いて、建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る。【選択図】図１
2019060884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部によって検出された振動から、前記建物の振動の伝達特性を示す振動パラメータを導出する振動パラメータ導出部と、
前記検出部によって検出された振動を、前記建物の解析対象の位置毎に解析する解析処理部と、
前記建物の振動の前記建物の解析対象の位置毎の解析結果に基づいて、前記建物の損傷状況を推定する損傷箇所推定部と、
を備え、
前記振動パラメータ導出部は、
前記検出部によって検出された振動に所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間の振動データに基づき、前記建物の振動パラメータを導出し、
前記解析処理部は、
前記検出部によって検出された振動に前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間の振動データを解析の対象とし、前記導出された振動パラメータに基づき決定される条件を解析処理に用いて、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る、
建物耐震性評価システム。
【請求項２】
前記振動パラメータ導出部は、
前記検出部によって検出された常時微動から、前記振動パラメータを導出する、
請求項１に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項３】
前記振動パラメータ導出部は、
前記建物の固有周期又は減衰定数を含む前記振動パラメータを導出する、
請求項１又は請求項２に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項４】
前記解析処理部は、
前記導出された振動パラメータに基づく演算式により決定される条件を解析処理に用いる、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項５】
前記決定される条件は、前記建物の状態に対応した解析モデルに基づいて導出される条件である、
請求項１から請求項４の何れか１項に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項６】
前記解析処理部は、
前記検出部により検出された振動に基づいて、前記建物の伝達特性を近似する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項７】
建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動を検出部がそれぞれ検出するステップと、
前記検出部によって検出された振動から、前記建物の振動の伝達特性を示す振動パラメータを導出する振動パラメータ導出ステップと、
前記検出部によって検出された振動を、前記建物の解析対象の位置毎に解析する解析処理ステップと、
前記建物の振動の前記建物の解析対象の位置毎の解析結果に基づいて、前記建物の損傷状況を推定するステップと、
を含み、
前記振動パラメータ導出ステップにおいて、前記検出部によって検出された振動に所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間の振動データに基づき、前記建物の振動パラメータを導出し、
前記解析処理ステップにおいて、前記検出部によって検出された振動に前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間の振動データを解析の対象とし、前記導出された振動パラメータに基づき決定される条件を解析処理に用いて、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る、
建物耐震性評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物耐震性評価システム及び建物耐震性評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、建物（建築物）の耐震性能についての関心が高まってきている。このため、対象となる建物の地震応答解析用の解析モデル（振動解析モデル）を生成し、この解析モデルを用いたコンピュータによる地震動に対する建物の地震応答解析が耐震シミュレーションとして行われている。
この解析モデルは、質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの各々を、それぞれ加速度、速度、変位に乗じて構成される、多質点系の運動方程式（常微分方程式）として生成される。
この建物の地震動による加速度を解析モデルに印加することにより、各質点における応答値の解析を行い、新築住宅の建物としての耐震設計あるいは既存住宅の耐震補強等の必要箇所の推定を実現することが可能となる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２７６４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１においては、建物の応答解析（時刻歴応答解析）を行う解析モデルが、設計時点において想定した条件に対する質量マトリクス及び剛性マトリクスを用いて構成されている。
しかし、剛性マトリクスや質量マトリクスの各々は、材料特性のバラツキ、施工誤差、経年劣化、什器などの建物内部設置物の重量変動、解析上の剛性・耐力評価式の精度などにより、建物の実情とは異なる。
この結果、設計時における条件で作成した解析モデルは、実際の建物の地震における応答特性には対応しておらず、建物の実情を精度良く反映した応答解析を行うことができない。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、建物の実状にあった建物の応答解析を行う建物耐震性評価システム及び建物耐震性評価方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明の建物耐震性評価システムは、建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動をそれぞれ検出する検出部と、前記検出部によって検出された振動から、前記建物の振動の伝達特性を示す振動パラメータを導出する振動パラメータ導出部と、前記検出部によって検出された振動を、前記建物の解析対象の位置毎に解析する解析処理部と、前記建物の振動の前記建物の解析対象の位置毎の解析結果に基づいて、前記建物の損傷状況を推定する損傷箇所推定部と、を備え、前記振動パラメータ導出部は、前記検出部によって検出された振動に所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間の振動データに基づき、前記建物の振動パラメータを導出し、前記解析処理部は、前記検出部によって検出された振動に前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間の振動データを解析の対象とし、前記導出された振動パラメータに基づき決定される条件を解析処理に用いて、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る。
（２）本発明の建物耐震性評価システムにおける前記振動パラメータ導出部は、前記検出部によって検出された常時微動から、前記振動パラメータを導出する。
（３）本発明の建物耐震性評価システムにおける前記振動パラメータ導出部は、前記建物の固有周期又は減衰定数を含む前記振動パラメータを導出する。
（４）本発明の建物耐震性評価システムにおける前記解析処理部は、前記導出された振動パラメータに基づく演算式により決定される条件を解析処理に用いる。
（５）本発明の建物耐震性評価システムにおける前記決定される条件は、前記建物の状態に対応した解析モデルに基づいて導出される条件である。
（６）本発明の建物耐震性評価システムにおける前記解析処理部は、前記検出部により検出された振動に基づいて、前記建物の伝達特性を近似する。
（７）本発明の建物耐震性評価方法は、建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動を検出部がそれぞれ検出するステップと、前記検出部によって検出された振動から、前記建物の振動の伝達特性を示す振動パラメータを導出する振動パラメータ導出ステップと、前記検出部によって検出された振動を、前記建物の解析対象の位置毎に解析する解析処理ステップと、前記建物の振動の前記建物の解析対象の位置毎の解析結果に基づいて、前記建物の損傷状況を推定するステップと、を含み、前記振動パラメータ導出ステップにおいて、前記検出部によって検出された振動に所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間の振動データに基づき、前記建物の振動パラメータを導出し、前記解析処理ステップにおいて、前記検出部によって検出された振動に前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間の振動データを解析の対象とし、前記導出された振動パラメータに基づき決定される条件を解析処理に用いて、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る。
（８）また、本発明に関連する建物耐震性評価システムには、以下のものがある。
例えば、建物耐震性評価システムは、建物の設計データから生成した解析モデルにより、当該建物の振動における応答解析シミュレーションを行う建物耐震性評価システムであり、前記解析モデルにより、前記建物の評価対象位置における応答値を求める応答解析シミュレーションを行う応答解析シミュレーション部と、前記建物の複数の前記評価対象位置に設けられた加速度センサの振動データから得られた応答値と、前記応答解析シミュレーションの結果における前記評価対象位置に対応する位置における応答値との差分を誤差データとして求める誤差データ算出部と、前記解析モデルの質量、減衰及び剛性を示す係数を変更する解析モデル変更部とを備え、前記解析モデル変更部が、前記誤差データが予め設定した閾値未満となるまで、前記係数を変化させる毎に、前記応答解析シミュレーション部に当該係数を変化させた解析モデルにより応答解析シミュレーションを実行させることを特徴とする。
【０００７】
本発明に関係する建物耐震性評価システムは、常時微動の振動データから伝達関数を求め、前記係数の同定処理を行う伝達関数計算部をさらに備え、前記伝達関数計算部が、前記応答解析シミュレーション部が前記応答解析シミュレーションを行う前に、前記係数の前記同定処理を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明に関係する建物耐震性評価システムは、前記振動データの一つが、応答解析シミュレーションで地動加速度として用いる加速度データを取得する位置に設置された前記加速度センサからの振動データであることを特徴とする。
【０００９】
本発明に関係する建物耐震性評価システムは、前記振動データの他の一つが、前記建物に設置された前記加速度センサのうち最上部に位置する加速度センサからの振動データであることを特徴とする。
【００１０】
本発明に関係する建物耐震性評価システムは、前記応答解析シミュレーション部が、前記地動加速度として用いる加速度データが予め設定した加速度を超えた場合に、前記応答解析シミュレーションを行うことを特徴とする。
【００１１】
（９）また、本発明に関連する建物耐震性評価方法には、以下のものがある。
例えば、建物耐震性評価方法は、建物の設計データから生成した解析モデルにより、当該建物の振動における応答解析を行う建物耐震性評価方法であり、応答解析シミュレーション部が、前記解析モデルにより、前記建物の評価対象位置における応答値を求める応答解析シミュレーションを行う応答解析シミュレーション過程と、誤差データ算出が、前記建物の複数の前記評価対象位置に設けられた加速度センサの振動データから得られた応答値と、前記応答解析シミュレーションの結果における前記評価対象位置に対応する位置における振動データとの差分を誤差データとして求める誤差データ算出過程と、解析モデル変更部が、前記解析モデルの少なくとも質量及び剛性の係数を変更する解析モデル変更過程とを含み、前解析モデル変更部が、前記誤差データが予め設定した閾値未満となるまで、前記係数を変化させる毎に、前記応答解析シミュレーション部に当該係数を変化させた解析モデルにより応答解析シミュレーションが実行されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、建物の実情にあった建物の応答解析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態による建物耐震性評価システムの構成例を示す概念図である。
【図２】第１の実施形態による建物耐震性評価システムにおける建物１００の各階（各質点）における応答値を求める動作例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態による建物耐震性評価システムの構成例と、評価対象の建物に設けた加速度センサの配置例とを示す概念図である。
【図４】伝達関数計算部１８が行う常微振動による質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの各々の要素の同定を行う処理を示すフローチャートである。
【図５】第２の実施形態による建物耐震性評価システムにおける建物１００の各階（各質点）における応答値を求める動作例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞  
以下、図を用いて本発明の第１の実施形態の建物耐震性評価システムの説明を行う。図１は、本発明の第１の実施形態による建物耐震性評価システムの構成例と、評価対象の建物に設けた加速度センサとが接続された構成を表す概念図である。
図１において、建物耐震性評価システム１は、インターネットなどからなる情報通信網Ｉを介して、建物１００に設けられている加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々から地震動の振動データとして加速度データが供給される。加速度センサＳ０は、地上階に設けられており、耐震評価の対象の建物の最下層部分に印加される加速度を測定する。また、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々は、自身に印加される加速度の加速度値を加速度データとして、常時、情報通信網Ｉを介して建物耐震性評価システム１に対して送信している。
【００１５】
ここで、加速度センサは、建物のそれぞれ異なる高さの箇所に２個以上の複数個を配置する必要がある。すなわち、後述する解析モデルを生成する際、最も精度を向上させるためには、建物の各階に設置することが望ましい。また、少ない個数の加速度センサによって精度を向上させる場合、少なくとも最下層（あるいは最下部）と最上層（あるいは最上部）とに最低２個が必要となる。
【００１６】
建物耐震性評価システム１は、解析モデル生成部１０、応答解析シミュレーション部１１、誤差データ算出部１２、送受信部１３、解析モデル変更部１４、損傷箇所推定部１５、データベース１６及び表示部１７を備えている。
送受信部１３は、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々からの加速度データを情報通信網Ｉを介して受信し、この加速度データを加速度データに付加されているセンサの各々を識別するセンサ識別情報とともに、受信した加速度データを時系列にデータベース１６に対し、建物１００に対応させて書き込んで記憶させる。
また、送受信部１３は、推定された損傷箇所を示す解析データなどを、情報通信網Ｉを介して図示しない建物１００の管理を行う管理センタに設けられた端末（サーバあるいはパーソナルコンピュータ）に送信する。
表示部１７は、画像を表示する表示装置であり、例えば液晶表示装置などである。
【００１７】
解析モデル生成部１０は、解析モデルを生成するため、この解析モデルを生成する基本モデル（後述する（１）式）と、設計図書などにおける解析対象の内部領域の地盤及び建物の動特性マトリクス（後述する質量、減衰及び剛性各々のマトリクス）を演算するための設計データとをデータベース１６から読み出す。この設計データは、例えば、建物内部領域の地盤各層毎の物性値（密度、弾性波速度、減衰定数など）や、建物の振動特性を示す各階の定数（質量、剛性、減衰定数など）がある。また、基本モデルは、建物１００の後述する第１世代の解析モデルを生成するためのモデル式であり、解析モデル生成部１０により、解析モデルを生成する対象の建物１００の階数及び各階の定数により拡張されて解析モデルの第１世代とされる。したがって、この（１）式の基本モデルから、設計図書などにて第１世代の解析モデルが生成される際、建物１００の階数及び建物の振動特性を示す各階の定数に対応して拡張されることになる。
【００１８】
また、上記解析モデルは、質点系モデルまたは立体骨組モデルとすることができる。この質点系モデルとする場合は、建物の立体骨組弾塑性解析モデル（立体フレームモデル）などから求めた、振動における多質点系の運動方程式である。
ここで、例えば、解析モデルを生成するための基本モデルは、以下の（１）式に示す運動方程式である。
[Ｍ０]{ｘ’’}  ＋  [Ｃ０]{ｘ’}  ＋  [Ｋ０]{ｘ}＝−[Ｍ０]ｙ０’’…（１）
この（１）式において、[Ｍ０]は質量マトリクスであり、[Ｃ０]は減衰マトリクスであり、[Ｋ０]は剛性マトリクスである。また、質量マトリクス[Ｍ０]、減衰マトリクス[Ｃ０]、剛性マトリクス[Ｋ０]の各々のマトリクス要素（以下、単に要素とする）は、要素の列数及び行数がディフォルト値となっている。ｙ０’’は、解析モデルの最下層における地震の加速度（地動加速度、地表面に対して平行な方向における加速度）を示している。
【００１９】
また、この（１）式において、ｘ’’は地震の加速度（地動加速度、地表面に対して平行な方向における加速度）を示し、ｘ’は速度、ｘは変位量を示している。｛ｘ’’｝は地表面に対して垂直方向における解析位置（評価対象位置）である質点の地表面における、各質点の平行方向の加速度を示す列ベクトル（ｍ×１型の行列）である。以下に示すように、（１）式における加速度{ｘ’’}、速度{ｘ’}及び変位{ｘ’}の各々は、下記式に示す列ベクトルとなっている。以下の式においては、建物の階数を便宜的にｍ階としている。
【００２０】
【数１】
2019060884.tif 000003
【００２１】
すなわち、（１）式における列ベクトルである加速度｛ｘ’’｝は、地表面に垂直方向の解析位置である各質点（例えば、建物の階数に対応）における、地表面に対する平行方向の加速度を示す列ベクトルである。速度｛ｘ’｝は、地表面に垂直方向の解析位置である各質点における、地表面に対して平行方向の速度を示す列ベクトルである。変位｛ｘ｝は、地表面に垂直方向の解析位置である各質点における、地表面に対して平行方向の変位を示す列ベクトルである。
【００２２】
解析モデル生成部１０は、（１）式における質量マトリクス[Ｍ０]、減衰マトリクス[Ｃ０]及び剛性マトリクス[Ｋ０]の各々のディフォルトの次元のマトリクス要素を、建物１００の階数、及び上記設計データからそれぞれ有限要素法などにより算出して求めた次元のマトリクス要素に変更する。
また、各マトリクスの要素を予め設計データから算出し、建物１００の階数及び設計データに対応させてデータベース１６予め書き込んで記憶させておく。そして、解析モデル生成部１０がデータベース１６から、建物１００に対応して各マトリクスの要素を読み出し、このマトリクス各々の要素の次元にあわせて基本モデルを拡張して変更し、建物の解析モデルの第１世代を生成するようにしても良い。
【００２３】
そして、解析モデル生成部１０は、基本モデルにおける質量マトリクス[Ｍ０]、減衰マトリクス[Ｃ０]及び剛性マトリクス[Ｋ０]の各々の要素の次元を建物１００の階数に対応させて変更（拡張して変更）することにより、質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]を求め、加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝の縦ベクトルを階数に応じてベクトルの要素数を拡張する。そして、解析モデル生成部１０は、この求めた質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]と、加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝の列ベクトルとを用いて、（１）式を以下の（２）に変更し、解析対象の建物１００の第１世代の解析モデルを生成する。
[ＭＤ]{ｘ’’}  ＋  [ＣＤ]{ｘ’}  ＋  [ＫＤ]{ｘ}＝−[ＭＤ]ｙ０’’…（２）
この（２）式において、ｘ’’は地震の加速度（地表面に対して平行な方向における加速度）を示し、ｘ’は速度、ｘは変位量を示している。この加速度{ｘ’’}、速度{ｘ’}、変位{ｘ’}は、すでに説明したように、各階を質点とした応答値とした構成である。
【００２４】
そして、解析モデル生成部１０は、生成した（２）式の解析モデルを、建物１００に対応させて（建物１００を識別する識別情報に対応させて）、データベース１６に書き込んで記憶させる。
応答解析シミュレーション部１１は、耐震評価を行う対象の建物１００に対応する（２）式をデータベース１６から読み出し、この（２）式に対して加速度センサＳ０から供給される加速度データである加速度ｙ０’’（建物１００の最下層に設置された加速度センサＳ０の検出する加速度値）を用いて、質点としての各階における列ベクトルである加速度{ｘ’’}、速度{ｘ’}、変位{ｘ’}の各々の応答値を求める（応答解析シミュレーションを行う）。
【００２５】
すなわち、応答解析シミュレーション部１１は、細かい時間間隔Δｔ毎に（２）式の運動方程式に加速度ｙ０’’を代入することにより、列ベクトルである加速度{ｘ’’}、速度{ｘ’}、変位{ｘ’}の各々を算出する。
【００２６】
誤差データ算出部１２は、データベース１６から時系列の加速度センサＳ０、Ｓｋ、Ｓｍの各々の加速度を読み出し、読み出した時系列の加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’の各々を積分し、速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’を求める。
同様に、誤差データ算出部１２は、求めた加速度センサＳ０、Ｓｋ、Ｓｍの解析位置の速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’の各々を積分し、変位ｙ０、ｙｋ、ｙｍを求める。
ここで、加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’の各々は、それぞれ加速度ｘ０’’、ｘｋ’’、ｘｍ’’に対応し、速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’の各々は、それぞれ速度ｘ０’、ｘｋ’、ｘｍ’に対応し、変位ｙ０、ｙｋ、ｙｍの各々は、それぞれ変位ｘ０、ｘｋ、ｘｍに対応する。
【００２７】
誤差データ算出部１２は、算出された列ベクトルである加速度｛ｘ’’｝から、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々の配置位置（質点としての階）に対応した位置の加速度ｘ０’’、ｘｋ’’、ｘｍ’’を抽出する。
同様に、誤差データ算出部１２は、算出された列ベクトルである速度｛ｘ’｝から、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々の配置位置に対応した位置の速度ｘ０’、ｘｋ’、ｘｍ’を抽出する。
また、誤差データ算出部１２は、算出された列ベクトルである変位｛ｘ｝から、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々の配置位置に対応した位置の変位ｘ０、ｘｋ、ｘｍを抽出する。
【００２８】
誤差データ算出部１２は、同一の時刻において、加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’の各々と、加速度ｘ０’’、ｘｋ’’、ｘｍ’’の各々とのそれぞれの差分Δａ０、Δａｋ及びΔａｍを求める。
同様に、誤差データ算出部１２は、速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’の各々と、速度ｘ０’、ｘｋ’、ｘｍ’の各々とのそれぞれの差分Δｖ０、Δｖｋ及びΔｖｍを求める。
また、誤差データ算出部１２は、変位ｙ０、ｙｋ、ｙｍの各々と、変位ｘ０、ｘｋ、ｘｍの各々とのそれぞれの差分Δｄ０、Δｄｋ及びΔｄｍを求める。
ここで、誤差データ算出部１２は、例えば、誤差行列｛Ｅ｝＝｛（Δａ０２＋Δａｋ２＋Δａｍ２）１／２  （Δｖ０２＋Δｖｋ２＋Δｖｍ２）１／２  （Δｄ０２＋Δｄｋ２＋Δｄｍ２）１／２｝で示す各々の要素の誤差値の合計である誤差Ｅが予め設定した判定閾値を超える場合、マトリクスの各要素の調整を指示する制御情報を、それぞれの要素の誤差値を付加して、解析モデル変更部１４に対して送信する。
【００２９】
解析モデル変更部１４は、上述したマトリクスの各要素の調整を指示する制御情報とともに、それぞれの要素の誤差値が供給されると、マトリクス（質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]）の要素の変更処理を行う。例えば、解析モデル変更部１４は、全ての要素を予め設定した変化率により変化させ、総当たりで、誤差Ｅが判定値以下となる、マトリクスの要素を決定する。このとき、応答解析シミュレーション部１１は、各マトリクスの要素が変更される度に応答解析のシミュレーションを実行する。そして、解析モデル変更部１４は、誤差データ算出部１２から、解析モデルの各マトリクスの要素の変更を指示する制御情報が供給される毎に、各マトリクスの要素を変更する処理を行う。ここで、誤差値Ｅの大きさに応じて、各要素の変化率を調整するようにしても良い。
【００３０】
また、解析モデル変更部１４は、解析モデルの質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]の各々において、要素を変更することにより、それぞれ質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]、剛性マトリクス[ＫＴ]とし、データベース１６における建物１００に対する解析モデルを以下の（３）式に書き換える。
[ＭＴ]{ｘ’’}  ＋  [ＣＴ]{ｘ’}  ＋  [ＫＴ]{ｘ}＝−[ＭＴ]ｙ０’’…（３）
この（３）式において、ｘ’’は地震の加速度（例えば、地表面に対して平行な方向、あるいは垂直な方向における加速度）を示し、ｘ’は速度（例えば、地表面に対して平行な方向、あるいは垂直な方向における速度）、ｘは変位量（例えば、地表面に対して平行な方向、あるいは垂直な方向における変位量）を示している。
【００３１】
また、本実施形態における総当たりは、一例である。解析モデル変更部１４が行う誤差Ｅを減少させるアルゴリズムは他の方法を用いてもよい。例えば遺伝的アルゴリズム（Ｇｅｎｅｔｉｃ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ：ＧＡ）、局所探索 、シミュレーテッドアニーリング（Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ  Ａｎｎｅａｌｉｎｇ：ＳＡ）などを使用しても良い。
また、例えば、誤差値の大きい種類の応答値（加速度、速度、変位）のマトリクスのみの要素を総当たりで調整し、ここで調整された最小値のマトリクスの要素のまま、次に誤差値の大きい種類のマトリクスの要素を調整するというようなアルゴリズムを用いても良い。
【００３２】
損傷箇所推定部１５は、応答解析シミュレーション部１１が算出した列ベクトルの加速度｛ｘ’’｝、列ベクトルの速度｛ｘ’｝、列ベクトルの変位｛ｘ｝として、解析対象の建物の解析モデルの質点の位置毎（すなわち、質点に対応する階毎）の応答値を得る。
また、損傷箇所推定部１５は、質点系モデルを用いた場合、上述した（３）式における動的弾塑性解析から得た加速度、速度及び変位により、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を導出する。また、損傷箇所推定部１５は、立体骨組モデルを用いた場合、動的弾塑性解析から得た加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝に加え、建物１００の部材（柱、梁、壁、ブレースなど）にかかる応力と変形とを同時に求め、建物１００における損壊状態を導出する。ここで、損傷箇所推定部１５は、変位ベクトルである列ベクトルの変位｛ｘ｝から各部材の変形量を、予め設定されている位置など幾何学的な条件から算出する。そして、損傷箇所推定部１５は、算出された変形量に基づき、剛性マトリクス[ＫＴ]を介して応力を求める。
【００３３】
そして、損傷箇所推定部１５は、応答解析シミュレーションに質点系モデルを用いた場合、最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方を用いて、建物１００の立体架構モデルにおける静的弾塑性解析を行い、建物１００に用いられている部材（柱、梁、壁、ブレースなど）毎に損傷状態を推定する。ここで、損傷箇所推定部１５は、予め解析モデル内に作成される部材毎の応力と変形との関係から、求められた応力の程度（レベル）に応じた損壊状態が設定されており、求めた応力に対応する損壊状態を、部材毎に出力する。
ここで、各部材の損傷状態に対応させて、損傷状態となる最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方の数値を閾値とし、予めデータベース１６に対して、建物単位で各階の部材毎のテーブルとして、書き込んで記憶させる。
そして、損傷箇所推定部１５は、導出した最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方の数値に対応し、上述したテーブルから階毎の各部材の各々の損傷状態を求めて出力する。
データベース１６は、解析モデルとしての（２）式、（３）式が書き込まれて記憶され、また解析モデルで算出した応答値、加速度センサから供給される加速度データなどが建物１００毎に書き込まれて記憶される。
また、データベース１６には、建物１００毎に設計図書や設計データが予め書き込まれて記憶されている。
【００３４】
次に、図２を用いて本発明の第１の実施形態による建物耐震性評価システムの動作を説明する。この図２は、第１の実施形態による建物耐震性評価システムにおける建物１００の各部における応答値を求める動作例を示すフローチャートである。
ステップＳ１：
解析モデル生成部１０は、建物１００の解析モデルを生成するため、建物１００の設計データと、解析モデルを生成する基本モデルの（１）式とを、データベース１６から読み出す。
そして、解析モデル生成部１０は、読み出した設計データから、（１）式における質量マトリクス[Ｍ０]、減衰マトリクス[Ｃ０]、剛性マトリクス[Ｋ０]各々の各要素を求め、質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]の各要素を求める。
また、解析モデル生成部１０は、読み出した設計データにおける建物１００の階数から、（１）式の加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝の列ベクトルの要素を階数に対応するように拡張する。
この結果、解析モデル生成部１０は、拡張された質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]と、加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝の列ベクトルとにより、建物１００の設計データに基づく解析モデルの初期モデル（第１世代モデル）である（２）式を生成する。
【００３５】
また、解析モデル生成部１０は、生成した建物１００の解析モデルである（２）式を、データベース１６に対して建物１００に対応させて書き込み（例えば、建物１００の識別情報とともに書き込み）、記憶させる。
【００３６】
ステップＳ２：
応答解析シミュレーション部１１は、建物１００に設けられた加速度センサＳ０から供給される加速度データが供給されると、予め建物１００に対して設定された加速度閾値をデータベース１６から読み込む。加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々は、それぞれが検出可能な（検出感度以上の）加速度値が印加された場合、検出した加速度値を加速度データとして、情報通信網Ｉを介し、建物耐震性評価システム１に対して送信する。
【００３７】
そして、応答解析シミュレーション部１１は、加速度センサＳ０から供給された加速度値が加速度閾値を超えたか否かの判定を行う。
すなわち、地震であれば、建物１００の設置されている地盤が揺れて、建物１００の最下部に加速度を与える揺れの力が印加されるため、初期において、加速度センサＳ０が他の加速度センサＳｋ及びＳｍより高い加速度値を検出することになる。このため、本実施形態においては、加速度センサＳ０の加速度値を、応答解析のシミュレーションを行うか否かを決定するパラメータとして用いている。すなわち、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの検出感度が同様である場合、加速度センサＳｋやＳｍから加速度データが供給されたとしても、建物１００が揺れているのは地震ではなく風や車の走行の振動を原因とする、建物１００の固有振動に基づく常時微動による振動と考えられるからである。
【００３８】
このとき、応答解析シミュレーション部１１は、加速度値が加速度閾値以上の場合、処理をステップＳ３へ進め、一方、加速度値が加速度閾値未満の場合、ステップＳ２の処理を繰り返して行う。
また、加速度閾値を設けない構成として、応答解析シミュレーション部１１は、上述したステップＳ２の処理をせずに、加速度センサＳ０から加速度データが供給される毎に、各マトリクスの要素の変更を行いつつ、建物１００の応答解析のシミュレーションを行う構成としても良い。
【００３９】
ステップＳ３：
応答解析シミュレーション部１１は、フローチャートにおけるループの１回目であるとき、建物１００の解析モデルである（２）式の解析モデルをデータベース１６から読み込む。また、フローチャートにおけるループの２回目以降であるとき、建物１００の解析モデルである（３）式の解析モデルをデータベース１６から読み込む。
次に、応答解析シミュレーション部１１は、加速度センサＳ０から時系列（例えば、Δｔの周期毎）に供給される加速度値ｙ０’’を、（２）式（２回目以降は（３）式）におけるｙ０’’に代入し、応答値としての加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝を、前記Δｔ毎に算出する。
【００４０】
そして、応答解析シミュレーション部１１は、建物１００に対応させて、時系列に算出した加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝を、データベース１６に対して、算出した順番に書き込んで記憶させる。
このとき、送受信部１３は、加速度センサＳ０から時系列に読み込み、加速度ｙ０’’として用いたむ加速度データとともに、加速度センサＳｋ及びＳｍの各々から時系列に供給される加速度ｙｋ’’、ｙｍ’’それぞれを、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍから供給された順番にデータベース１６に対して書き込んで記憶させる。このとき、速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’の各々と、加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝、変位｛ｘ｝の各々との順番が対応するように、データベース１６に書き込まれて記憶されている。また、送受信部１３は、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々から供給される加速度データを同一のタイミングによって、読み込む。
【００４１】
また、応答解析シミュレーション部１１は、応答値を建物１００に対応させて、時系列に求めた応答値をデータベース１６に書き込んで記憶させる。
そして、応答解析シミュレーション部１１は、加速度センサＳ０から供給される加速度データの加速度値が加速度閾値以下となると、建物１００に対する応答解析のシミュレーションを終了する。また、加速度データの時間範囲を予め設定して、加速度値によらずに、この設定した時間範囲における応答解析シミュレーションを行うように、応答解析シミュレーション部１１を構成してもよい。
応答解析のシミュレーションの終了後、応答解析シミュレーション部１１は、建物１００に対する応答解析のシミュレーションが終了したことを示す終了信号を、建物１００を識別する情報を付加して誤差データ算出部１２に対して出力する。
【００４２】
ステップＳ４：
誤差データ算出部１２は、応答解析のシミュレーションの終了を示す終了信号が応答解析シミュレーション部１１から供給されると、データベース１６から、時系列に従って建物１００の加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’の各々を読み出し、読み出した順番に順次積分して、それぞれ速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’を求める。
そして、誤差データ算出部１２は、求めた速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’を時系列に建物１００に対応させてデータベース１６に書き込んで記憶させる。このとき、速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’と、加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’との順番が対応するように、データベース１６に書き込まれて記憶されている。
【００４３】
また、誤差データ算出部１２は、データベース１６から、時系列に建物１００の速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’の各々を読み出し、読み出した順番に順次積分して、それぞれ変位ｙ０、ｙｋ、ｙｍを求める。
そして、誤差データ算出部１２は、求めた速度ｙ０’、ｙｋ’、ｙｍ’を時系列に建物１００に対応させてデータベース１６に書き込んで記憶させる。このとき、変位ｙ０、ｙｋ、ｙｍと、加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’との順番が対応するように、データベース１６に書き込まれて記憶されている。
【００４４】
次に、誤差データ算出部１２は、加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’と、この対応する加速度ｙ０’’、ｙｋ’’、ｙｍ’’に質点の位置の加速度ｘ０’’、ｘｋ’’、ｘｍ’’とをデータベース１６から読み出す。
そして、誤差データ算出部１２は、加速度ｙ０’’及び加速度ｘ０’’の差分Δａ０と、加速度ｙｋ’’及び加速度ｘｋ’’の差分Δａｋと、加速度ｙｍ’’及び加速度ｘｍ’’の差分Δａｍとを求める。
また、誤差データ算出部１２は、速度ｙ０’及び速度ｘ０’の差分Δｖ０と、速度ｙｋ’及び速度ｘｋ’の差分Δｖｋと、速度ｙｍ’及び速度ｘｍ’の差分Δｖｍとを求める。
また、誤差データ算出部１２は、変位ｙ０及び変位ｘ０の差分Δｄ０と、変位ｙｋ及び変位ｘｋの差分Δｄｋと、変位ｙｍ及び変位ｘｍの差分Δｄｍとを求める。
【００４５】
誤差データ算出部１２は、誤差行列｛Ｅ｝として、例えば｛（Δａ０２＋Δａｋ２＋Δａｍ２）１／２  （Δｖ０２＋Δｖｋ２＋Δｖｍ２）１／２  （Δｄ０２＋Δｄｋ２＋Δｄｍ２）１／２｝を算出する。
そして、誤差データ算出部１２は、（Δａ０２＋Δａｋ２＋Δａｍ２）１／２＋（Δｖ０２＋Δｖｋ２＋Δｖｍ２）１／２＋（Δｄ０２＋Δｄｋ２＋Δｄｍ２）１／２を計算して誤差Ｅを算出する。
ここで、誤差データ算出部１２は、地震の発生した事象において、データベース１６に時系列に書き込まれている加速データの全てに対応させ、実際に加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍの各々から得られた加速度、速度、変位と、応答解析のシミュレーションで求めた加速度、速度、変位とにより、誤差Ｅを求める。
誤差データ算出部１２は、データベース１６に時系列に記憶されている加速度、速度、変位の全てに対する誤差Ｅの算出が終了すると、時系列に算出した誤差Ｅの最大値を抽出する。
【００４６】
ステップＳ５：
誤差データ算出部１２は、時系列に算出した誤差Ｅにおいて最大値として抽出された誤差Ｅが予め設定されている判定閾値以下であるか否かの判定を行う。
このとき、誤差データ算出部１２は、抽出された誤差Ｅが判定閾値以下でない（誤差Ｅが判定閾値を超える）場合、解析モデルにおけるマトリクスである質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの各々の要素の変更処理を行う制御情報を、解析モデル変更部１４に対して送信し、処理をステップＳ６へ進める。
【００４７】
ここで、誤差データ算出部１２は、フローチャートにおけるループの１回目の質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスにおける要素の変更処理の場合、質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]の各々の要素の変更処理を示す制御情報を解析モデル変更部１４に対して出力する。すなわち、フローチャートにおけるループの１回目のマトリクスの変更処理においては、（２）式における質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]の各々の要素が変更され、（３）式における質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]及び剛性マトリクス[ＫＴ]の各々の要素となる。
【００４８】
また、誤差データ算出部１２は、フローチャートにおけるループの２回目以降の質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスにおける要素の変更処理の場合、質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]及び剛性マトリクス[ＫＴ]の各々の要素の変更処理を示す制御情報を解析モデル変更部１４に対して出力する。すなわち、フローチャートにおけるループの１回目のマトリクスの変更処理においては、（３）式における質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]及び剛性マトリクス[ＫＴ]の各々の要素の更新処理となる。
【００４９】
一方、誤差データ算出部１２は、抽出された誤差Ｅが判定閾値以下である場合、建物１００の質点に対応する箇所の所定の精度における応答値が算出されたことを示す結果情報を損傷箇所推定部１５に対して出力し、処理をステップＳ７へ進める。
また、誤差データ算出部１２は、時系列に得られた応答値である加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝及び変位｛ｘ｝を、建物１００及び地震を示す識別情報とともに、データベース１６に順次書き込んで記憶させる。
この場合、誤差データ算出部１２は、質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]の各々の要素により、解析モデルが所定の精度の応答値を算出していると判定する。
【００５０】
ステップＳ６：
解析モデル変更部１４は、誤差データ算出部１２から質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスにおける要素の変更を示す制御情報が供給されると、データベース１６から解析モデルを読み出す。
すでに述べたように、解析モデル変更部１４は、フローチャートにおけるループの１回目の変更処理の場合、（２）式の解析モデルをデータベース１６から読み出す。そして、解析モデル変更部１４は、予め設定したアルゴリズムにより、質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]の各々の要素を変更し、質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]及び剛性マトリクス[ＫＴ]として、（３）式を生成し、生成した（３）式をデータベース１６に書き込んで記憶させる。
【００５１】
一方、解析モデル変更部１４は、フローチャートにおけるループの２回目以降の変更処理の場合、（３）式の解析モデルをデータベース１６から読み出す。そして、解析モデル変更部１４は、予め設定したアルゴリズムにより、質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]及び剛性マトリクス[ＫＴ]の各々の要素を変更し、解析モデルの（３）式を更新し、更新した（３）式をデータベース１６に書き込んで記憶させる。
ここで、予め設定したアルゴリズムとは、質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの各々のマトリクスにおいて、マトリクスにおける変更する要素の選択方法、さらには選択した要素の変化率などが規定されているアルゴリズムを示している。例えば、誤差データ算出部１２の算出した誤差値に対応して、遺伝的アルゴリズムやシミュレーテッドアニーリングなどを用いてもよい。
【００５２】
ステップＳ７：
損傷箇所推定部１５は、結果情報が誤差データ算出部１２から供給されると、データベース１６から対応する建物１００及び地震に対応した、応答解析により得られた応答値（加速度｛ｘ’’｝、速度｛ｘ’｝及び変位｛ｘ｝）を読み出す。
そして、損傷箇所推定部１５は、読み出した応答値に基づいて、応答解析シミュレーションに質点系モデルを用いた場合、例えば建物１００の解析モデルの質点間、すなわち建物１００の層の加速度ｘ’’、速度ｘ’及び変位ｘに基づいて、この建物１００の各階における最大層せん断力及び最大層間変位角を算出する。
【００５３】
次に、損傷箇所推定部１５は、解析対象とする建物１００の立体架構モデルにおける静的弾塑性解析を行い、建物１００に用いられている部材（柱、梁、壁、ブレースなど）毎に損傷状態を推定する。
この立体架構モデルは、建物構造情報に基づいて作成される。なお、応答解析シミュレーションに立体骨組モデルを用いた場合、応答解析と同時に部材などの損傷状態が推定できる。
また、この建物構造情報は、解析対象とする建物１００の構造種別、建物用途、建物階数、延べ床面積、建築面積の各情報と、必要に応じて非構造部材（間仕切り壁、非構造床、天井、外装（外壁仕上げ、サッシ）、設備機器、設備配管など）の各々に関する情報が含まれる。
【００５４】
そして、損傷箇所推定部１５は、応答解析シミュレーションに質点系モデルを用いた場合、静的弾性解析の結果として、節点毎の損傷を推定し、すなわち建物１００の個々の柱、梁、壁、ブレースなどの要素の損傷箇所及びその損傷箇所の損傷状態（損傷度合い）を推定する。
また、損傷箇所推定部１５は、得られた建物１００の個々の要素の損傷箇所及びその損傷箇所の損傷状態を、表示部１７に対して表示する建物１００の立体架構モデルの３次元画像に対して付加する。
例えば、損傷状態のレベルを示す色を予め設定しておき、損傷箇所推定部１５は、建物１００の損傷箇所毎に、表示部１７に対してその箇所の損傷状態に対応して色を表示し、操作者に対してビジュアルな損傷情報を通知する。
また、損傷箇所推定部１５は、得られた建物１００の損傷箇所とその損傷箇所の損傷状態とを損傷情報として、建物１００の管理センタに設けられた端末等に送信する。
この結果、管理センタの端末においても、建物耐震性評価システム１における表示部１７と同様の表示により、建物１００の損傷箇所とその箇所の損傷状態を確認することができる。
【００５５】
上述したように、本実施形態によれば、建物１００の設計図書から生成した解析モデルを、経時的な変化に対応させて初期モデルから順次変更し、最も現状に近い解析モデルにより、地震の加速度による各質点における応答値の解析が可能となる。
すなわち、設計図書から生成された解析モデルは、建物のみの状態を示しているが、オフィスとして使用する場合、机、いす、什器、コピーマシンなどの設備や、そこで仕事をする人間などの重さが加わるため、設計図書で作成した解析モデルの初期モデルにおける質量マトリクス、減衰マトリクスの要素が異なることになる。さらに、テナントが変わる場合にも、質量マトリクス、減衰マトリクスが変更されることになる。また、経時変化により建物１００の部材の剛性も劣化し、剛性マトリクス及び減衰マトリクスの各々の要素も変化することになる。
したがって、本実施形態によれば、地震が起こる毎に、そのときの建物１００の状態に対応した解析モデルに変更しつつ、建物１００の質点毎の応答解析を行うため、得られた応答位置に基づく損傷箇所及びその箇所の損傷状態の推定を高い精度で行うことができる。
【００５６】
＜第２の実施形態＞  
以下、図を用いて本発明の第２の実施形態の建物耐震性評価システムの説明を行う。図３は、本発明の第２の実施形態による建物耐震性評価システムの構成例と、評価対象の建物に設けた加速度センサの配置例とを示す概念図である。この図３において、第１の実施形態における図１と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施形態による建物耐震性評価システム１は、解析モデル生成部１０、応答解析シミュレーション部１１、誤差データ算出部１２、送受信部１３、解析モデル変更部１４、損傷箇所推定部１５、データベース１６、表示部１７及び伝達関数計算部１８を備えている。第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、常時微動の加速度データにより伝達関数を求め、この伝達関数により質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの係数を更新する伝達関数計算部１８が新たに設けられたことである。以下、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる構成及び動作のみの説明を行う。
【００５７】
伝達関数計算部１８は、初期モデル（第１世代モデル）を変更するため、周期的に常微振動（常時微動）の測定記録から、質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]に変更し、さらに質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]及び剛性マトリクス[ＫＴ]に変更する処理を行う。
ここで、常微振動とは、地震によらず通常の状態であっても、風力、交通振動、波浪、地球深部の振動、建物内における人間の動きなどを震動源とする、人体には感じられないほどの非常に小さな振幅の振動を意味している。
【００５８】
伝達関数計算部１８は、加速度センサＳ０から供給される加速度データの加速度値が加速度閾値を超えない状態において、建物１００の現状に対応するように、質量マトリクス、減衰マトリクス及び質量マトリクスの各々の要素の変更を行う。
すなわち、伝達関数計算部１８は、共振振動数の推定をカーブフィットにより行い、質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの各要素の同定を行う。
【００５９】
次に、図４は、伝達関数計算部１８が行う常微振動による質量マトリクス、減衰マトリクス及び質量マトリクスの各々の要素の同定を行う処理を示すフローチャートである。伝達関数計算部１８は、以下に説明するフローチャートの処理を、ある周期毎に行う。
ステップＳ２１：
伝達関数計算部１８は、一定時間内において、加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍ各々から供給される加速度データを、時系列にデータベース１６に書き込んで記憶させる。
そして、伝達関数計算部１８は、一定時間内における加速度センサＳ０、Ｓｋ及びＳｍ各々から供給される加速度データの記録が終了すると、処理をステップＳ２２へ進める。
【００６０】
ステップＳ２２：
次に、伝達関数計算部１８は、建物の異なる質点の位置に設けられている２つの加速度センサ、例えば、加速度センサＳ０と加速度センサＳｍとの常時微動の加速度値（加速度ｙ０’’、ｙｍ’’）の時系列な記録を、データベース１６から順次読み出す。
そして、伝達関数計算部１８は、読み出し加速度値の時系列変化により求められる建物の応答波形から、建物１００の伝達特性、例えば以下の（４）式に示す伝達関数（印加される加速度値に対する応答加速度値の比）を求める。
ｙ’’＋２ｈω・ｙ’＋ω２・ｙ          …（４）
この（４）式において、ω（＝２π／Ｔ）は角振動数であり、ｈは減衰定数である。また、（４）式の角振動数ωにおいて、Ｔは振動の固有周期である。
ここで、伝達関数を求める際に２つの加速度センサを用いる際、建物１００において離れた位置に設けたれた加速度センサ、すなわち、加速度センサＳ０及びＳｍを用いることにより、建物１００に対応した伝達関数をより高い精度で求めることができる。
【００６１】
ステップＳ２３：
次に、伝達関数計算部１８は、データベース１６から順次読み出した常時微動による加速度値から推定される建物の伝達特性を最も良く表す、（４）式における振動パラメータ（減衰定数ｈ、固有周期Ｔ）を決定する。
すなわち、伝達関数計算部１８は、ステップＳ２２で求めた伝達関数に対し、任意振動系の応答倍率（加速度応答倍率）曲線を最小二乗法で近似する。
そして、伝達関数計算部１８は、伝達関数に対する応答倍率曲線の近似の結果、任意振動系の固有周期Ｔ及び減衰定数ｈを同定する。
【００６２】
ステップＳ２４：
次に、伝達関数計算部１８は、以下の（５）式及び（６）式の各々に示すように、それぞれ質量マトリクス[ＭＴ]、剛性マトリクス[ＫＴ]を定義する。
[ＭＴ]＝α[ＭＤ]                       …（５）
[ＫＴ]＝β[ＫＤ]                       …（６）
そして、伝達関数計算部１８は、以下の（７）式及び（８）式を解くことにより、固定周期ＴＴ及び減衰定数ｈＴが、固有周期Ｔ及び減衰定数ｈに最も近くなるように、（５）式の係数α及び（６）式の係数βを同定する。
｜（−２π／ＴＴ）[ＭＴ]＋[ＫＴ]｜＝０  …（７）
[ＣＴ]＝ａ０[ＭＴ]＋ａ１[ＫＴ]            …（８）
この（８）式における係数ａ０及びａ１は、求める減衰定数ｈＴにより、以下の（９）式の関係から定まる係数である。（９）式における１ωは一次円振動数を示している。
ｈＴ＝（１／２）・（（ａ０／１ω）＋（ａ１・１ω））  …（９）
【００６３】
次に、図５を用いて本発明の第２の実施形態による建物耐震性評価システムの動作を説明する。この図５は、第２の実施形態による建物耐震性評価システムにおける建物１００の各部における応答値を求める動作例を示すフローチャートである。
この図５のフローチャートは、ステップＳ１Ｂの「伝達関数による解析モデルの係数の同定処理」の処理が、第１の実施形態における図２のフローチャートに追加されている点である。このステップＳ１Ｂは、すでに説明した図４のフローチャートが示している、常微振動による質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの更新処理である。他のステップＳ１からステップＳ７までの処理は、第１の実施形態と同様のため、説明を省略する。また、ステップＳ１Ｂの処理により、質量マトリクス[ＭＤ]、減衰マトリクス[ＣＤ]及び剛性マトリクス[ＫＤ]の各々が、予め設定された加速度閾値を超える加速度値ｙ０’’が得られない場合、ステップＳ２を通過するループの２回目までの変更処理によってステップＳ３までに、質量マトリクス[ＭＴ]、減衰マトリクス[ＣＴ]及び剛性メトリクス[ＫＴ]へと更新される。したがって、ステップＳ３における応答解析の計算には、（３）式が用いられることになる。
【００６４】
上述したように、伝達関数計算部１８は、所定の周期毎に、加速度センサＳ０、Ｓｋ、Ｓｍから供給される加速度データを、送受信部１３を介して受信し、質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスの各々の要素を更新する処理を行う。
これにより、本実施形態によれば、地震が発生して解析モデルで応答値を得るための精度を有さないｙ０’’しか得られなくとも、解析モデルにおける質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスを、周期的にその時点の建物１００の状態に対応する要素に更新することが可能となるため、第１の実施形態における質量マトリクス、減衰マトリクス及び剛性マトリクスを調整するためのループ回数を低減することができる。
【００６５】
なお、図１、図３における建物耐震性評価システムを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより建物の耐震性の評価（地震による損壊の推定など）の処理動作を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００６６】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【符号の説明】
【００６７】
１…建物耐震性評価システム
１０…解析モデル生成部
１１…応答解析シミュレーション部
１２…誤差データ算出部
１３…送受信部
１４…解析モデル変更部
１５…損傷箇所推定部
１６…データベース
１７…表示部
１８…伝達関数計算部
１００…建物
２００…基礎
Ｉ…情報通信網
Ｓ０，Ｓｋ，Ｓｍ…加速度センサ
【図１】
2019060884.tif 000004
【図２】
2019060884.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月14日(2018.12.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動をそれぞれ検出する検出部と、
前記検出部によって検出された振動に基づいた前記建物の応答解析をシミュレーションによって実施する応答解析シミュレーション部と、
前記応答解析シミュレーション部の応答解析結果と、前記建物の静的弾塑性解析の結果とに基づいて、前記建物の損傷状況を推定する損傷箇所推定部と、
を備える建物耐震性評価システム。
【請求項２】
前記建物の損傷状況に関する閾値が前記建物の静的弾塑性解析の結果に基づき予め定められ、
前記損傷箇所推定部は、
前記応答解析結果と前記閾値に基づいて前記建物の損傷状況を推定する、
請求項１に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項３】
前記建物の柱、梁、壁、及びブレースの中の少なくとも何れかの部材の損傷状態に関する閾値が、前記建物の各階毎に規定され、
前記損傷箇所推定部は、
前記閾値に基づいて前記部材の損傷状態を、前記建物の各階毎に推定する、
請求項２に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項４】
前記建物の柱、梁、壁、及びブレースの中の少なくとも何れかの部材の損傷状態に関する閾値が、前記建物の部材毎に規定され、
前記損傷箇所推定部は、
前記閾値に基づいて前記部材の損傷状態を推定する、
請求項２に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項５】
前記建物の柱、梁、壁、及びブレースの中の少なくとも何れかの部材の損傷状態に関する閾値が、前記建物の各階の部材毎に規定され、
前記損傷箇所推定部は、
前記閾値に基づいて前記部材の損傷状態を、前記建物の各階の部材毎に推定する、
請求項１又は請求項２に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項６】
前記損傷箇所推定部は、
変位または変形量と損傷状況との関係を示すデータを参照し、前記応答解析シミュレーション部の応答解析結果と、前記建物の静的弾塑性解析の結果とに基づいて、少なくとも前記建物の損傷状況を推定する、
請求項１から請求項５の何れか１項に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項７】
前記応答解析シミュレーション部は、
前記検出部により検出された振動に基づいて、前記建物の応答値を得る、
請求項１から請求項６の何れか１項に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項８】
前記応答解析シミュレーション部は、
前記建物が損傷状態になる最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方の数値を、前記建物の損傷状況を推定するための閾値に利用する
請求項１から請求項７の何れか１項に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項９】
振動の大きさに対応する所定値が、常時微動による振動と常時微動より大きな振動とを識別可能な値になるように、前記建物の常時微動の大きさに基づいて定められ、
前記検出部によって検出された振動に、前記所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間と、前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間とが識別され、
前記応答解析シミュレーション部は、
前記第２期間の振動データに基づいた応答解析を実施して、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る、
請求項１から請求項８の何れか１項に記載の建物耐震性評価システム。
【請求項１０】
建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動を検出部がそれぞれ検出するステップと、前記検出部によって検出された振動に基づいた前記建物の応答解析をシミュレーションによって実施する応答解析ステップと、前記シミュレーションによる応答解析結果と、前記建物の静的弾塑性解析の結果とに基づいて、前記建物の損傷状況を推定するステップと、を含む建物耐震性評価方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
（１）本発明の一態様の建物耐震性評価システムは、建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動をそれぞれ検出する検出部と、前記検出部によって検出された振動に基づいた前記建物の応答解析をシミュレーションによって実施する応答解析シミュレーション部と、前記応答解析シミュレーション部の応答解析結果と、前記建物の静的弾塑性解析の結果とに基づいて、前記建物の損傷状況を推定する損傷箇所推定部と、を備える建物耐震性評価システムである。
（２）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、前記建物の損傷状況に関する閾値が前記建物の静的弾塑性解析の結果に基づき予め定められ、前記損傷箇所推定部は、前記応答解析結果と前記閾値に基づいて前記建物の損傷状況を推定する。
（３）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、前記建物の柱、梁、壁、及びブレースの中の少なくとも何れかの部材の損傷状態に関する閾値が、前記建物の各階毎に規定され、前記損傷箇所推定部は、前記閾値に基づいて前記部材の損傷状態を、前記建物の各階毎に推定する。
（４）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、前記建物の柱、梁、壁、及びブレースの中の少なくとも何れかの部材の損傷状態に関する閾値が、前記建物の部材毎に規定され、前記損傷箇所推定部は、前記閾値に基づいて前記部材の損傷状態を推定する。
（５）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、前記建物の柱、梁、壁、及びブレースの中の少なくとも何れかの部材の損傷状態に関する閾値が、前記建物の各階の部材毎に規定され、前記損傷箇所推定部は、前記閾値に基づいて前記部材の損傷状態を、前記建物の各階の部材毎に推定する。
（６）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、前記損傷箇所推定部は、変位または変形量と損傷状況との関係を示すデータを参照し、前記応答解析シミュレーション部の応答解析結果と、前記建物の静的弾塑性解析の結果とに基づいて、少なくとも前記建物の損傷状況を推定する。
（７）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、前記応答解析シミュレーション部は、前記検出部により検出された振動に基づいて、前記建物の応答値を得る。
（８）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、前記応答解析シミュレーション部は、前記建物が損傷状態になる最大層せん断力及び最大層間変形角の少なくとも一方の数値を、前記建物の損傷状況を推定するための閾値に利用する。
（９）本発明の一態様の建物耐震性評価システムにおいて、振動の大きさに対応する所定値が、常時微動による振動と常時微動より大きな振動とを識別可能な値になるように、前記建物の常時微動の大きさに基づいて定められ、前記検出部によって検出された振動に、前記所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間と、前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間とが識別され、前記応答解析シミュレーション部は、前記第２期間の振動データに基づいた応答解析を実施して、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る。
（１０）本発明の一態様の建物耐震性評価方法は、建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動を検出部がそれぞれ検出するステップと、前記検出部によって検出された振動に基づいた前記建物の応答解析をシミュレーションによって実施する応答解析ステップと、前記シミュレーションによる応答解析結果と、前記建物の静的弾塑性解析の結果とに基づいて、前記建物の損傷状況を推定するステップと、を含む建物耐震性評価方法である。
（１１）本発明に関連する建物耐震性評価システムには、以下のものがある。
例えば、建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動をそれぞれ検出する検出部と、前記検出部によって検出された振動から、前記建物の振動の伝達特性を示す振動パラメータを導出する振動パラメータ導出部と、前記検出部によって検出された振動を、前記建物の解析対象の位置毎に解析する解析処理部と、前記建物の振動の前記建物の解析対象の位置毎の解析結果に基づいて、前記建物の損傷状況を推定する損傷箇所推定部と、を備え、振動の大きさに対応する所定値が、常時微動による振動と常時微動より大きな振動とを識別可能な値になるように、前記建物の常時微動の大きさに基づいて定められ、前記振動パラメータ導出部は、前記検出部によって検出された振動に前記所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間の振動データに基づき、前記建物の伝達関数を同定し、前記伝達関数に基づいた前記振動パラメータを導出し、前記解析処理部は、前記検出部によって検出された振動に前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間の振動データを解析の対象とし、前記導出された振動パラメータに基づき決定される条件を解析処理に用いて、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る。
本発明に関係する建物耐震性評価システムにおける前記振動パラメータ導出部は、前記検出部によって検出された前記所定値を超えない振動である常時微動から、前記振動パラメータを導出する。
本発明に関係する建物耐震性評価システムにおける前記振動パラメータ導出部は、前記建物の固有周期又は減衰定数を含む前記振動パラメータを導出する。
本発明に関係する建物耐震性評価システムにおける前記解析処理部は、前記導出された振動パラメータに基づく演算式により決定される条件を解析処理に用いる。
本発明に関係する建物耐震性評価システムにおける前記決定される条件は、前記建物の状態に対応した解析モデルに基づいて導出される条件である。
本発明に関係する建物耐震性評価システムにおける前記解析処理部は、前記検出部により検出された振動に基づいて、前記建物の伝達特性を近似する。
本発明に関係する建物耐震性評価方法は、建物のそれぞれ異なる高さの箇所の振動を検出部がそれぞれ検出するステップと、前記検出部によって検出された振動から、前記建物の振動の伝達特性を示す振動パラメータを導出する振動パラメータ導出ステップと、前記検出部によって検出された振動を、前記建物の解析対象の位置毎に解析する解析処理ステップと、前記建物の振動の前記建物の解析対象の位置毎の解析結果に基づいて、前記建物の損傷状況を推定するステップと、を含み、振動の大きさに対応する所定値が、常時微動による振動と常時微動より大きな振動とを識別可能な値になるように、前記建物の常時微動の大きさに基づいて定められ、前記振動パラメータ導出ステップにおいて、前記検出部によって検出された振動に所定値以上の大きさの振動が含まれていない第１期間の振動データに基づき、前記建物の伝達関数を同定し、前記伝達関数に基づいた前記振動パラメータを導出し、前記解析処理ステップにおいて、前記検出部によって検出された振動に前記所定値以上の大きさの振動が含まれている第２期間の振動データを解析の対象とし、前記導出された振動パラメータに基づき決定される条件を解析処理に用いて、前記建物の解析対象の位置の変位又は変形量を得る。
本発明に関係する建物耐震性評価システムは、建物耐震性評価システムは、建物の設計データから生成した解析モデルにより、当該建物の振動における応答解析シミュレーションを行う建物耐震性評価システムであり、前記解析モデルにより、前記建物の評価対象位置における応答値を求める応答解析シミュレーションを行う応答解析シミュレーション部と、前記建物の複数の前記評価対象位置に設けられた加速度センサの振動データから得られた応答値と、前記応答解析シミュレーションの結果における前記評価対象位置に対応する位置における応答値との差分を誤差データとして求める誤差データ算出部と、前記解析モデルの質量、減衰及び剛性を示す係数を変更する解析モデル変更部とを備え、前記解析モデル変更部が、前記誤差データが予め設定した閾値未満となるまで、前記係数を変化させる毎に、前記応答解析シミュレーション部に当該係数を変化させた解析モデルにより応答解析シミュレーションを実行させることを特徴とする。