(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を求める層間変位計測部と、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を求める固有周期計測部と、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価する構造物安全性評価部と、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出する計測制御部と
を備え、
前記計測制御部は、
瞬間風速の大きさに応じて前記構造物に振動を与える風の到来を検出し、
前記構造物安全性評価部は、
前記瞬間風速の大きさに基づいて前記構造物の健全性を評価する
ことを特徴とする構造物安全性検証システム。
【請求項２】
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を求める層間変位計測部と、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を求める固有周期計測部と、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価する構造物安全性評価部と、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出する計測制御部と
を備え、
前記計測制御部が前記構造物の近傍の所定値を超える瞬間風速を検出すると、
前記層間変位計測部は、
前記構造物に振動を与える風がおさまるまで前記構造物の変形量を検出し、
前記固有周期計測部は、
前記風がおさまった後に前記固有周期を算出し、
前記構造物安全性評価部は、
前記構造物の前記変形量と前記固有周期とに基づいて前記構造物の健全性を評価する
ことを特徴とする構造物安全性検証システム。
【請求項３】
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を求める層間変位計測部と、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を求める固有周期計測部と、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価する構造物安全性評価部と、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出する計測制御部と
を備え、
前記構造物安全性評価部は、
緊急地震速報を受信したとき、前記センサで地震を検出したとき、所定の大きさの風を検出したとき、及び長周期地震動を検出したときに応じて、前記構造物の健全性の評価に関する解析の手法を調整する
ことを特徴とする構造物安全性検証システム。
【請求項４】
前記構造物安全性評価部は、
前記風の到来を最大瞬間風速の大きさに応じて検出し、前記構造物の健全性を評価する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の構造物安全性検証システム。
【請求項５】
前記構造物の近傍の瞬間風速を検出して、前記風力値の情報を出力する風力検出部
を備え、
前記構造物安全性評価部は、
前記検出した瞬間風速から抽出した前記最大瞬間風速の大きさに応じて、前記構造物の健全性を評価する
ことを特徴とする請求項４に記載の構造物安全性検証システム。
【請求項６】
前記計測制御部は、
前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報を取得し、
前記センサは、
前記取得した地震の到来を予測する情報が示す震度の大きさに応じて前記構造物の前記層の振動を計測する
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載の構造物安全性検証システム。
【請求項７】
前記構造物安全性評価部が、
前記層間変位が予め設定された層間変位閾値を超えるか否かを判定した第１の判定結果と、また前記固有周期が予め設定した固有周期閾値を超えるか否かを判定した第２の判定結果との組み合わせにより、前記構造物の健全性を評価する
ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の構造物安全性検証システム。
【請求項８】
前記構造物の最上層あるいは最上層近傍に配置され、当該構造物の傾斜角を計測する
傾斜角計測部をさらに有し、
前記構造物安全性評価部が、
前記層間変位、前記固有周期及び前記傾斜角により、前記構造物の健全性を評価する
ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の構造物安全性検証システム。
【請求項９】
前記構造物安全性評価部が、
前記層間変位が予め設定された層間変位閾値を超えるか否かを判定した第１の判定結果と、また前記固有周期が予め設定した固有周期閾値を超えるか否かを判定した第２の判定結果と、前記傾斜角が予め設定した傾斜角閾値を超えるか否かを判定した第３の判定結果との組み合わせにより、前記構造物の健全性を評価する
ことを特徴とする請求項８に記載の構造物安全性検証システム。
【請求項１０】
前記構造物安全性評価部の評価結果に基づいて、前記構造物における免震構造の免震特性を調整する
ことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の構造物安全性検証システム。
【請求項１１】
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記各層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、
瞬間風速の大きさに応じて前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、
前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、前記瞬間風速の大きさに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップと
を含むことを特徴とする構造物安全性検証方法。
【請求項１２】
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記各層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップにおいて、前記構造物の近傍の所定値を超える瞬間風速を検出すると、
前記構造物に振動を与える風がおさまるまで前記構造物の変形量を検出し、
前記風がおさまった後に前記固有周期を算出し、
前記構造物の前記変形量と前記固有周期とに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップと
を含むことを特徴とする構造物安全性検証方法。
【請求項１３】
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記各層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、
前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、緊急地震速報を受信したとき、前記センサで地震を検出したとき、所定の大きさの風を検出したとき、及び長周期地震動を検出したときに応じて、前記構造物の健全性の評価に関する解析の手法を調整するステップと
を含むことを特徴とする構造物安全性検証方法。
【請求項１４】
複数の層からなる構造物の安全性を評価する構造物安全性検証システムのコンピュータに、
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、
瞬間風速の大きさに応じて前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、
前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、前記瞬間風速の大きさに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップと
を実行させるためのプログラム。
【請求項１５】
複数の層からなる構造物の安全性を評価する構造物安全性検証システムのコンピュータに、
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップにおいて、前記構造物の近傍の所定値を超える瞬間風速を検出すると、
前記構造物に振動を与える風がおさまるまで前記構造物の変形量を検出し、
前記風がおさまった後に前記固有周期を算出し、
前記構造物の前記変形量と前記固有周期とに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップと
を実行させるためのプログラム。
【請求項１６】
複数の層からなる構造物の安全性を評価する構造物安全性検証システムのコンピュータに、
複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、
前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、
前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、
前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、
前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、緊急地震速報を受信したとき、前記センサで地震を検出したとき、所定の大きさの風を検出したとき、及び長周期地震動を検出したときに応じて、前記構造物の健全性の評価に関する解析の手法を調整するステップと
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物安全性検証システム、構造物安全性検証方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、構造物（建築物）の地震に対する耐震性能についての関心が高まってきている。このため、地震時の構造物の健全性は、加速度計やひずみゲージおよび変位計等の構造物の変形に関わる情報を計測する計測手段を設けることにより、監視されていることがある。
そして、これらの計測手段で計測されたデータは、現場から離れたデータ監視室等に送られ、データ解析コンピュータ等によって収集される。データ解析コンピュータはこの構造物（建物）の層間変形を算出し、設定値と比較することにより、構造物の損傷の有無を判定し、地震発生後の健全性評価や安全性の確認等に使用している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、地震や強風等の外力若しくは構造材料の経年劣化によって発生する構造物（建物）の損傷を常時微動計測に基づいて判定する方法も使用されている（例えば、特許文献２参照）。ここで、特許文献２においては、健全時の固有振動数と評価時の固有振動数とを振動特性の次数毎に比較して固有振動数の数値が低下している振動特性の次数が明らかになるので、固有振動数と固有モードとの間の関係に基づいて構造物の何れの部分において損傷が発生しているのかを判定している。
上記のように地震や強風等の外力は、構造物に振動をもたらし、構造物（建物）を損傷させることがある。さらに、構造物（建物）を損傷させるほどの規模でない振動であっても、居住性を低下させる要因となることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８１４３５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２７６５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１においては、竣工後の構造物（建物）が設計通りの強度に建設されたか否かが実際には判らない。すなわち、設計時に設定した設計基準値、例えば建設時に打たれたコンクリートの梁の強度が層間変形１／１００で梁に損傷が生じるとの設計基準値であっても、実際に建設された構造物が層間変形２／１００で損傷が生じる強度となっている場合がある。この場合、地震において１／１００の変形が発生したとしても、コンクリートの梁が損傷しているか否かは厳密には不明であり、損傷していない可能性もある。
【０００６】
また、特許文献２においては、構造物（建物）の健全時の固有振動数と評価時の固有振動数とを振動特性の次数毎に比較し、固有振動数の数値が低下している振動特性により損傷の発生を判定している。しかしながら、固有振動数は、構造物を支える構造躯体の損傷だけでなく、構造躯体ではない雑壁や天井などの非構造部材の損傷によっても変化する。このため、構造躯体あるいは非構造部材（雑壁や天井など）のいずれがどの程度損傷したかの判定を行うことが困難であり、構造物の継続使用を判定することが困難である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、構造物に掛かる外力による損傷程度を推定する構造物安全性検証システム、構造物安全性検証方法及びプログラムを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を求める層間変位計測部と、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を求める固有周期計測部と、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価する構造物安全性評価部と、前記構造物に振動を与える風の到来を検出する計測制御部とを備え、前記計測制御部は、瞬間風速の大きさに応じて前記構造物に振動を与える風の到来を検出し、前記構造物安全性評価部は、前記瞬間風速の大きさに基づいて前記構造物の健全性を評価することを特徴とする構造物安全性検証システムである。
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を求める層間変位計測部と、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を求める固有周期計測部と、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価する構造物安全性評価部と、前記構造物に振動を与える風の到来を検出する計測制御部とを備え、前記計測制御部が前記構造物の近傍の所定値を超える瞬間風速を検出すると、前記層間変位計測部は、前記構造物に振動を与える風がおさまるまで前記構造物の変形量を検出し、前記固有周期計測部は、前記風がおさまった後に前記固有周期を算出し、前記構造物安全性評価部は、前記構造物の前記変形量と前記固有周期とに基づいて前記構造物の健全性を評価することを特徴とする構造物安全性検証システム。
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を求める層間変位計測部と、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を求める固有周期計測部と、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価する構造物安全性評価部と、前記構造物に振動を与える風の到来を検出する計測制御部とを備え、前記構造物安全性評価部は、緊急地震速報を受信したとき、前記センサで地震を検出したとき、所定の大きさの風を検出したとき、及び長周期地震動を検出したときに応じて、前記構造物の健全性の評価に関する解析の手法を調整することを特徴とする構造物安全性検証システム。
【０００９】
また、本発明の一態様の構造物安全性検証システムにおいて、前記構造物安全性評価部は、前記風の到来を最大瞬間風速の大きさに応じて検出し、前記構造物の健全性を評価することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の一態様の構造物安全性検証システムは、前記構造物の近傍の瞬間風速を検出して、前記風力値の情報を出力する風力検出部を備え、前記構造物安全性評価部は、前記検出した瞬間風速から抽出した前記最大瞬間風速の大きさに応じて、前記構造物の健全性を評価することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様の構造物安全性検証システムにおいて、前記計測制御部は、前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報を取得し、前記センサは、前記取得した地震の到来を予測する情報が示す震度の大きさに応じて前記構造物の前記層の振動を計測することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様の構造物安全性検証システムにおいて、前記構造物安全性評価部が、前記層間変位が予め設定された層間変位閾値を超えるか否かを判定した第１の判定結果と、また前記固有周期が予め設定した固有周期閾値を超えるか否かを判定した第２の判定結果との組み合わせにより、前記構造物の健全性を評価することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の一態様の構造物安全性検証システムにおいて、前記構造物の最上層あるいは最上層近傍に配置され、当該構造物の傾斜角を計測する傾斜角計測部をさらに有し、前記構造物安全性評価部が、前記層間変位、前記固有周期及び前記傾斜角により、前記構造物の健全性を評価することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様は、上記の構造物安全性検証システムにおいて、前記構造物安全性評価部が、前記層間変位が予め設定された層間変位閾値を超えるか否かを判定した第１の判定結果と、また前記固有周期が予め設定した固有周期閾値を超えるか否かを判定した第２の判定結果と、前記傾斜角が予め設定した傾斜角閾値を超えるか否かを判定した第３の判定結果との組み合わせにより、前記構造物の健全性を評価することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の一態様は、上記の構造物安全性検証システムにおいて、前記構造物安全性評価部の評価結果に基づいて、前記構造物における免震構造の免震特性を調整することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、瞬間風速の大きさに応じて前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、前記瞬間風速の大きさに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップとを含むことを特徴とする構造物安全性検証方法である。
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップにおいて、前記構造物の近傍の所定値を超える瞬間風速を検出すると、前記構造物に振動を与える風がおさまるまで前記構造物の変形量を検出し、前記風がおさまった後に前記固有周期を算出し、前記構造物の前記変形量と前記固有周期とに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップとを含むことを特徴とする構造物安全性検証方法である。
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、緊急地震速報を受信したとき、前記センサで地震を検出したとき、所定の大きさの風を検出したとき、及び長周期地震動を検出したときに応じて、前記構造物の健全性の評価に関する解析の手法を調整するステップとを含むことを特徴とする構造物安全性検証方法である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の安全性を評価する構造物安全性検証システムのコンピュータに、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、瞬間風速の大きさに応じて前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、前記瞬間風速の大きさに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップとを実行させるためのプログラムである。
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の安全性を評価する構造物安全性検証システムのコンピュータに、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップにおいて、前記構造物の近傍の所定値を超える瞬間風速を検出すると、前記構造物に振動を与える風がおさまるまで前記構造物の変形量を検出し、前記風がおさまった後に前記固有周期を算出し、前記構造物の前記変形量と前記固有周期とに基づいて前記構造物の健全性を評価するステップとを実行させるためのプログラムである。
また、本発明の一態様は、複数の層からなる構造物の安全性を評価する構造物安全性検証システムのコンピュータに、複数の層からなる構造物の前記層の振動を計測するセンサが当該構造物に設けられており、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の両方を対象の情報にして、前記構造物近傍の風力値の情報と前記構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報の少なくとも何れかの情報に応じて、前記センサの計測データから前記層の層間変位を層間変位計測部が求めるステップと、前記構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する微振動センサから、当該構造物の常時微動の固有周期を固有周期計測部が求めるステップと、前記層間変位計測部が求めた前記層間変位と、前記固有周期計測部が求めた前記固有周期とにより、前記構造物の健全性を評価するステップと、前記構造物に振動を与える風の到来を検出するステップと、前記構造物の健全性を評価するステップにおいて、緊急地震速報を受信したとき、前記センサで地震を検出したとき、所定の大きさの風を検出したとき、及び長周期地震動を検出したときに応じて、前記構造物の健全性の評価に関する解析の手法を調整するステップとを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、構造物に掛かる外力による損傷程度を推定する構造物安全性検証システム、構造物安全性検証方法及びプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態による構造物安全性検証システムの構成例と、評価対象の構造物に設けた加速度センサ及び微振動センサとが接続された構成を表す概念図である。
【図２】構造物の固有周期の変化を示す図である。
【図３】図１のデータベース１４に記憶されている判定テーブルの構成を示す図である。
【図４】データベース１４に記憶されている判定結果テーブルの構成例を示す図である。
【図５Ａ】本実施形態による構造物安全性検証システム１の構造物の安全性を検証する処理の流れを示すフローチャートである。
【図５Ｂ】本実施形態による構造物安全性検証システム１により地震時における構造物の安全性を検証する処理の流れを示すフローチャートである。
【図５Ｃ】本実施形態による構造物安全性検証システム１のより強風時における構造物の安全性を検証する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態による構造物安全性検証システムの構成例と、評価対象の構造物に設けた加速度センサ、微振動センサ及び傾斜角センサとが接続された構成を表す概念図である。
【図７】図１のデータベース１４に記憶されている判定テーブルにおけるパラメータパターンの組み合わせの構成例を示す図である。
【図８】本実施形態による構造物安全性検証システム２の構造物の安全性を検証する処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第３の実施形態による建物安全性検証システムの構成例と、評価対象の構造物に設けた加速度センサ、微振動センサ、傾斜角センサ及び免震制御部とが接続された構成を表す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の構造物安全性検証システムは、複数の層からなる構造物の全層の各々、あるいはいくつかの層に、層の振動を計測するセンサを設けて、構造物近傍の風力値の情報と構造物に振動を与える地震の到来を予測する情報との少なくとも何れかの情報に応じて、センサの計測データからセンサを設けた各層の層間変位を求める層間変位計測部を設置し、また、構造物の最上層あるいは当該最上層近傍の層の微振動を計測する固有周期計測部を設け、この固有周期計測部により当該構造物の常時微動から構造物の固有周期を計測する。また、本発明の構造物安全性検証システムは、構造物安全性評価部が、層間変位計測部が計測した層間変位と、固有周期計測部が計測した固有周期とにより、構造物の健全性を評価する。これにより、本発明の構造物安全性検証システムは、構造物に掛かる外力により生じ得る構造物の損傷を、外力がかかる際における構造物の相間変位と外力がかかる前後における固有周期の差分とにより、複合的な構造物の継続使用の可否などに対応する判定を行うことができる。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
以下、図を用いて本発明の第１の実施形態の構造物安全性検証システムの説明を行う。図１は、本発明の第１の実施形態による構造物安全性検証システムの構成例と、評価対象の構造物に設けた加速度センサ及び微振動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、構造物安全性検証システム１は、インターネットや構造物内に設けられたＬＡＮなどからなる情報通信網を介して、構造物１００に設けられている各種センサから、それぞれのセンサが検出したデータが供給される。例えば、構造物１００のそれぞれの階の振動を検出するセンサとして加速度センサが設けられている。加速度センサＳ０からＳｎ（０は基礎、１からｎまでは構造物の階数）の各々から地震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、構造物の基礎部分における加速度を計測するために設けられており、耐震評価の対象の構造物の最下層部分（例えば、地下が無い場合、１階１００１の下の地盤上に設けられた基礎）に印加される地動加速度を計測し、加速度データとして情報通信網を介して構造物安全性検証システム１に対して出力する。
【００２２】
また、加速度センサＳ１からＳｎの各々は、それぞれ１階からｎ階における自身に印加される加速度値を計測して加速度データとして、情報通信網を介して構造物安全性検証システム１に対して送信している。ここで、加速度センサは、図１に示すように、構造物のそれぞれの階に配置されている。図１の構造物１００が６階立ての構造物（建物）である場合、１階１００１に加速度センサＳ１が配置され、２階１００２に加速度センサＳ２が配置され３階１００３に加速度センサＳ３が配置され、４階１００４に加速度センサＳ４が配置され、５階１００５に加速度センサＳ５が配置され、６階１００６に加速度センサＳ６が配置され、屋上１００Ｒに加速度センサＳ７が配置されている。また、構造物１００の基礎部１０００には加速度センサＳ０が配置されている。また、構造物１００の屋上１００Ｒには、微振動センサＳＢが配置されている。また、この微振動センサＳＢは、屋上１００Ｒでなくとも、屋上１００Ｒ近傍の最上階に配置しても良い。さらに、構造物１００の屋上１００Ｒには、風力計ＳＷ（風力検出部）が配置されている。また、この風力計ＳＷは、屋上１００Ｒでなくとも、屋上１００Ｒ近傍の最上階に配置しても良い。
【００２３】
構造物安全性検証システム１は、層間変位計測部１１、固有周期計測部１２、構造物安全性評価部１３及びデータベース１４を備えている。
層間変位計測部１１は、例えば、加速度センサＳ０から加速度センサＳ６の各々から供給される加速度データを２回積分して、基礎１０００、１階１００１からｎ階１００ｎまでの加速度方向の変位を求め、隣接する階同士の変位の差分を算出し、構造物１００のそれぞれの階の層間変位δを求める。このとき、層間変位計測部１１は、各加速度センサから供給される地震における加速度データから、各階毎に最大加速度を抽出して、この最大加速度を２回積分して距離を求め、この距離を各階毎の変位とする。また、層間変位計測部１１は、得られた各階の層間変位δの各々を、それぞれの階の高さで除算し、各階の層間変形角Δ（ラジアン）を算出する。なお、加速度データから変位を求める方法は、本実施形態に記載されているもの以外の他の方法を用いても良い。また、層間変位計測部１１は、例えば、加速度センサＳ０から加速度センサＳ６の各々から供給される加速度データに基づいて、地震の到来を検出してもよい。層間変位計測部１１は、上記の加速度データの値が予め定めた閾値を超える加速度を検出した場合に、地震の到来を検出し、検出結果を計測制御部１６に通知する。
【００２４】
固有周期計測部１２は、微振動センサＳＢから供給される微少振動データの周波数解析を行う。そして、固有周期計測部１２は、パワースペクトルにおけるピーク（最も高いパワースペクトル値）となる周波数を固有周波数（固有振動数）として選択し、この固有周波数の周期を固有周期として出力する。
図２は、構造物の固有周期の変化を示す図である。図２において、縦軸は固有周期を示しており、横軸は時間を示している。固有周期は、構造物の剛性に対応するものであり、剛性が低い場合に長くなり、剛性が高い場合に短くなる。すなわち、図２に示すように、地震による強い地震により応力が与えられることにより、構造物の構造躯体の部材（建物の主要な構造体や骨組みなど）あるいは非構造躯体の部材（雑壁、天井など）に損傷が発生し、構造物の剛性が低下し、固有振動数が低くなる。本実施形態においては、層間変形角Δ及び固有周期Ｔは絶対値にて示される。
また、上述した微振動センサＳＢの他に、構造物の最下層に他の微振動センサを設け、固有周期計測部１２がこの他の微振動センサの微少振動データに基づいて、微振動センサＳＢの出力する微少振動データに重畳しているノイズ成分を除去し、より正確な固有周波数を求め、より正確な固有周期を求める構成としても良い。
【００２５】
構造物安全性評価部１３は、層間変位計測部１１の求めた層間変形角Δと、固有周期計測部１２の求めた構造物の固有周期とにより、構造躯体の損傷度合いを判定している。すなわち、構造物安全性評価部１３は、層間変形角Δと予め設定されている設計層間変形角（層間変位閾値）とを比較し、層間変形角Δが設計層間変形角を超えているか否かの判定を行う。このとき、構造物安全性評価部１３は、固有周期Ｔと固有周期の初期値（例えば、構造物を建設した直後の固有周期あるいは地震発生直前の固有周期）とを比較し、固有周期Ｔが固有周期の初期値以下であるか否かの判定を行う。
また、固有周期の初期値に対して経時変化のマージンを加えて、固有周期の初期値の代わりに固有周期閾値を生成し、この固有周期閾値と固有周期Ｔとを比較するようにしても良い。ここで、固有周期の初期値＜固有周期閾値である。この固有周期の初期値または固有周期閾値と、設計層間変形角とは、予め構造物安全性評価部１３内の記憶部に記憶されており、構造物安全性評価部１３が判定を行う際、自身内部の上記記憶部から読み出して用いる。なお、上記の固有周期に基づいた判定は、上記のように地震に起因する構造物１００の損傷度を判定する用途に用いる他にも、他の外的要因に起因する構造物１００の損傷度を判定する際に有効である。例えば、他の外的要因として、強風等が挙げられる。
【００２６】
図３は、図１のデータベース１４に記憶されている判定テーブルの構成を示す図である。この判定テーブルは、層間変形角Δ及び設計層間変形角の比較結果と、固有周期Ｔ及び固有周期の初期値の比較結果との組み合わせによる構造物の健全性の判定結果が示されている。設計層間変形角は、この値を超える層間変位が発生した場合、構造躯体の部材が変形などの損傷を受ける大きさ（破断などを含め、構造躯体の部材が変形した状態から元に戻らない状態となる塑性変形の限界を示す大きさ）に設定されている。以下、固有周期Ｔと層間変形角Δとの判定のパターンを示すパラメータパターンに対応する構造物の安全性（健全性）の判定を示す。
【００２７】
・パラメータパターンＡ
層間変形角Δが設計層間変形角を超えており、かつ固有周期閾値に比較して固有周期が長くなり剛性が低下していると判断される場合には、建物の損傷の程度は以下に示すように推定される。建物の状況は、構造躯体の損傷は想定以上であり、建物の損傷の大きさが想定以上であると推定される。これにより、判定結果は、「建物の損傷の早急な調査が必要である」とされている。
【００２８】
・パラメータパターンＢ
層間変形角Δが設計層間変形角を超えており、一方、固有周期閾値に比較して固有周期Ｔに変化がなく剛性が維持されていると判断される場合には、建物の損傷の程度は以下に示すように推定される。固有周期Ｔの変化がないため、建物の構造躯体が設計における設計層間変形角より高い層間変形角として実際に建造されたとして、設計層間変形角を超えても損傷は想定以下と推定することができる。これにより、判定結果は、「継続使用可能であるが、注意して利用する必要がある」とされている。
【００２９】
・パラメータパターンＣ
層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、一方、固有周期閾値に比較して固有周期Ｔが長くなり剛性が低下していると判断される場合には、建物の損傷の程度は以下に示すように推定される。固有周期Ｔが長くなっているが、層間変形角Δが設計層間変形以下であるため、構造躯体ではなく建物の非構造躯体が損傷を受けており、構造躯体の損傷は想定以下と推定することができる。これにより、判定結果は、「継続使用可能であるが、注意して利用する必要がある」とされている。
【００３０】
・パラメータパターンＤ
層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、かつ固有周期閾値に比較して固有周期Ｔに変化がなく剛性が維持されていると判断される場合には、建物の損傷の程度は以下に示すように推定される。層間変形角Δが設計層間変形以下であり、かつ固有周期Ｔに変化がなく剛性が維持されているため、建物の構造躯体及び建物の非構造躯体のいずれも損傷を受けおらず、構造躯体の損傷は想定以下と推定することができる。これにより、判定結果は、「継続使用可能」とされている。
【００３１】
本実施形態において、建物安全性評価部１３は、上述した判定を、建物１００の階毎に、建物１００の固有周期Ｔと各階の層間変形角Δとを用いて、階毎に図３に示す判定テーブルによる判定を行う。そして、建物安全性評価部１３は、建物１００の階毎に判定結果を、データベース１４の判定結果テーブルに書き込んで記憶させる。この判定結果テーブルは、建物毎に、各建物を識別する建物識別情報が付加されて、データベースに書き込まれる。なお、建物安全性評価部１３は、上述した判定を計測制御部１６の制御の基で実施する。
【００３２】
計測制御部１６は、予め定めた所定の大きさより大きな振動を建物１００に生じさせ得る外的要因を検出して、当該外的要因の検出に応じて、建物安全性検証システム１の各部が機能し得る状態にする。
例えば、予め定めた所定の大きさより大きな振動を建物１００に生じさせ得る要因として、地震と強風とを例示して説明する。地震の場合、計測制御部１６は、通報サーバ９から、地震の到来を予測する情報の通報を受ける。例えば、地震の到来を予測する情報の通知とは、数秒後に地震が到来すること予測する「緊急地震速報」などの予測情報である。
【００３３】
一方、強風の場合、計測制御部１６は、風力計ＳＷによって検出された最大瞬間風速を、風速計ＳＷから受ける。最大瞬間風速は、逐次検出された瞬間風速の最大値であり、時間平均して算出される「風速」より、強風が発生し始めたタイミングを検出する際に適している。１回の風であっても建物１００は加振されることから、建物１００の振動を解析するうえでは「最大瞬間風速」を利用する方が適している。また、本実施形態では、強風状態が収束したタイミングを判定する場合も、「最大瞬間風速」を利用する。
なお、風速計が無い場合など、実際に測定した風から最大瞬間風速を得ることができない場合がある。このような場合には、実際に測定した風の最大瞬間風速を用いて強風が発生し始めたタイミングを検出する上記の方法を下記の方法に代えてもよい。例えば、「緊急地震速報」を用いる場合のように、計測制御部１６は、通報サーバ９から気象予報などの情報の通知を受け、その通知された情報から予測される最大瞬間風速を定め、定めた最大瞬間風速を用いて判定するようにしてもよい。
【００３４】
このように、計測制御部１６は、建物安全性評価部１３を制御して、外的要因による振動が発生する前後の建物１００の状態を検証することにより建物１００の安全性評価を実施する。
【００３５】
図４は、データベース１４に記憶されている判定結果テーブルの構成例を示す図である。この図４において、建物１００の階毎に、その階の階数と、判定結果と、対応とについて記載されている。対応については、本実施形態においては、例えば、地震後の避難の緊急度が設定されている。この対応の項目については、使用者が適時設定する。
図４のように、１階１００１が「継続使用可能」と判定され、２階１００２が「継続使用可能だが、注意して利用する必要がある」と判定され、２階１００３が「早急な調査が必要」と判定され、４階１００４が「継続使用可能だが、注意して利用する必要がある」と判定されている。
【００３６】
この場合、３階１００３が危険な状態にあるため、例えば余震がくる前に、３階１００３より上の階の人間を非難させる必要があり、対応としては「緊急避難」となる。避難する人間が集中すると危険なため、「早急な調査が必要」と判定された階より、下層の階、この場合、２階１００２及び１階１００１の人間は避難指示を受けるまで待機する「指示まで待機」と対応する。建物安全性評価部１３は、この判定結果に対する対応を予め設定されたルール（各階の損傷程度のパターンの組み合わせと、この組み合わせに対する対応とを関連づけたルール）により決定し、データベース１４の図４に示す判定結果テーブルの対応の欄に書き込んで記憶させる。
なお、上記は地震時に用いる判定結果テーブルを例示したものであるが、強風時などの外的要因の場合においても同様の判定結果テーブルを用いた判定を行うようにしてもよい。
【００３７】
次に、本実施形態による建物安全性検証システム１の建物の安全性を検証する処理を、図５Ａから５Ｃを参照して説明する。図５Ａは、本実施形態による建物安全性検証システム１による建物の安全性を検証する処理の流れを示すフローチャートである。
【００３８】
ステップＳｍ１：
計測制御部１６は、地震の到来を検出したか否かを判定する。例えば、地震の到来を検出したか否かの判定では、計測制御部１６が通報サーバ９から地震の到来を予測する情報の通知を受けたか否か、又は、層間変位計測部１１により加速度センサＳ０から供給される加速度センサＳ０が計測した加速度が所定の地震判定閾値以上か否かを判定する。
【００３９】
ステップＳｍ２：
ステップＳｍ１における判定により、地震の到来を検出したと判定した場合（ステップＳｍ１：Ｙｅｓ）、計測制御部１６は、地震時の建物安全性評価モードの処理を開始させる。建物安全性評価部１３は、地震時の建物安全性評価モードの処理を実施して評価結果を出力し、構造物安全性評価の処理を終える。
【００４０】
ステップＳｍ３：
一方、ステップＳｍ１における判定により、地震の到来を検出しなかったと判定した場合（ステップＳｍ１：Ｎｏ）、計測制御部１６は、強風を検出したか否かを判定する。
【００４１】
ステップＳｍ４：
ステップＳｍ３における判定により、強風を検出したと判定した場合（ステップＳｍ３：Ｙｅｓ）、計測制御部１６は、強風時の建物安全性評価モードの処理を開始させる。建物安全性評価部１３は、強風時の建物安全性評価モードの処理を実施して評価結果を出力し、構造物安全性評価の処理を終える。
【００４２】
以下、上記の地震時における建物安全性評価モードの処理と、強風時における建物安全性評価モードの処理のより具体的な手順についての一実施例を示し、それぞれについて順に説明する。
【００４３】
まず、地震時における建物安全性評価モードの処理の一実施例について説明する。
図５Ｂは、本実施形態による建物安全性検証システム１により地震時における建物の安全性を検証する処理（地震時の建物安全性評価モードの処理）の流れを示すフローチャートである。建物安全性検証システム１は、地震が発生した後、各階毎に図５Ｂのフローチャートの動作を行い、建物１００の階毎の安全性の判定を行う。建物１００がｎ階建てであれば、１階１００１からｎ階１００ｎまで順番にフローチャートによる判定処理を行う。計測制御部１６が通報サーバ９から地震の到来を予測する情報の通知を受けた場合、又は、層間変位計測部１１が、加速度センサＳ０から供給される加速度センサＳ０が計測した加速度が所定の地震判定閾値以上の場合、地震発生として以下のフローチャートの処理を実行する。
【００４４】
ステップＳ１：
層間変位計測部１１は、供給される加速度センサＳ０が計測した加速度データから加速度を抽出する。そして、層間変位計測部１１は、この抽出した加速度を２回積分し、基礎部分の変位を算出する。
【００４５】
ステップＳ２：
層間変位計測部１１は、建物１００のｋ階１００ｋ（１≦ｋ≦ｎ）に配置された加速度センサＳｋから供給される、それぞれの加速度センサＳｋに計測した加速度から、加速度センサＳ０の加速度を抽出する。そして、層間変位計測部１１は、この抽出した加速度を２回積分し、各階の変位を算出し、それぞれ隣接する階の変位の差分を算出し、各階の層間変位δを算出する。ここで、建物１００の１階１００１の層間変位δは、１階１００１の変位から基礎１０００の変位を減算して求められる。
【００４６】
ステップＳ３：
層間変位計測部１１は、算出したｋ階１００ｋの層間変位δの各々を、ｋ階１００ｋの高さでそれぞれ除算し、ｋ階１００ｋの層間変形角Δを算出する。
【００４７】
ステップＳ４：
固有周期計測部１２は、屋上１００Ｒに配置された微振動センサＳＢから、地震発生後に供給される微振動データに対し、信号処理を行う。すなわち、固有周期計測部１２は、微振動データのフーリエ解析を行い、最も高いパワースペクトルを有する周波数を抽出し、この周波数を固有周波数とする。そして、固有周期計測部１２は、抽出した固有周波数の周期を求め、この周期を固有周期Ｔとする。
【００４８】
ステップＳ５：
建物安全性評価部１３は、建物１００における１階１００１からｎ階１００ｎまでの全ての階における損傷程度の判定が行われたか否かの判定を行う。
このとき、建物安全性評価部１３は、建物１００における全ての階に対する判定が終了した場合、処理を終了し、建物１００における全ての階に対する判定が終了していない場合、処理をステップＳ４へ進める。
【００４９】
ステップＳ６：
建物安全性評価部１３は、建物１００の判定の終了していない階の層間変形角Δを層間変位計測部１１から読み込み、この読み込んだ判定対象のｋ階１００ｋの層間変形角Δと設計層間変形角との比較を行い、層間変形角Δが設計層間変形角を超えているかを判定する（第１の判定結果を求める）。このとき、建物安全性評価部１３は、層間変形角Δが設計層間変形角を超えている場合、処理をステップＳ７へ進め、一方層間変形角Δが設計層間変形角を超えていない場合、処理をステップＳ６へ進める。
【００５０】
ステップＳ７：
建物安全性評価部１３は、固有周期計測部１２から供給される固有周期Ｔと固有周期閾値とを比較し、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であるか否かの判定を行う（第２の判定結果を求める）。このとき、建物安全性評価部１３は、固有周期Ｔが固有周期閾値を超える場合、処理をステップＳ９へ進め、一方、固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、処理をステップＳ１０へ進める。ここで、説明においては、建物１００の固有周期の初期値ではなく、この固有周期の初期値に対してマージンを持たせた固有周期閾値を用いている。
【００５１】
ステップＳ８：
建物安全性評価部１３は、固有周期計測部１２から供給される固有周期Ｔと固有周期閾値とを比較し、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であるか否かの判定を行う（第２の判定結果を求める）。このとき、建物安全性評価部１３は、固有周期Ｔが固有周期閾値を超える場合、処理をステップＳ１１へ進め、一方、固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、処理をステップＳ１２へ進める。
【００５２】
ステップＳ９：
建物安全性評価部１３は、データベース１４の判定テーブルを参照し、層間変形角Δが設計層間変形角を超え、かつ固有周期Ｔが固有周期閾値を超えている場合、パラメータパターンが状態Ａであることを検出する。
次に、建物安全性評価部１３は、パラメータパターンが状態Ａの判定である「早急な調査が必要である（Ａ）」を、データベース１４の判定結果テーブルにおける対応する評価対象のｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ５へ進める。
【００５３】
ステップＳ１０：
建物安全性評価部１３は、データベース１４の判定テーブルを参照し、層間変形角Δが設計層間変形角を超え、一方、固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、パラメータパターンが状態Ｂであることを検出する。
次に、建物安全性評価部１３は、パラメータパターンが状態Ｂの判定である「継続使用可能だが、注意して利用する必要がある（Ｂ）」を、データベース１４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ５へ進める。
【００５４】
ステップＳ１１：
建物安全性評価部１３は、データベース１４の判定テーブルを参照し、層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、一方、固有周期Ｔが固有周期閾値以下でない場合、パラメータパターンが状態Ｃであることを検出する。
次に、建物安全性評価部１３は、パラメータパターンが状態Ｃの判定である「継続使用可能だが、注意して利用する必要がある（Ｃ）」を、データベース１４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ５へ進める。
【００５５】
ステップＳ１２：
建物安全性評価部１３は、データベース１４の判定テーブルを参照し、層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、かつ固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、パラメータパターンが状態Ｄであることを検出する。
次に、建物安全性評価部１３は、パラメータパターンが状態Ｄの判定である「継続使用可能（Ｄ）」を、データベース１４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ５へ進める。
【００５６】
上述した処理を行うことにより、本実施形態の建物安全性検証システム１は、地震到来時に、建物１００の固有周期Ｔと建物１００におけるｋ階１００ｋの層間変形角Δとの組み合わせにより、建物１００の各々の階の損傷程度を判定する。
【００５７】
次に、強風時の建物安全性評価モードの処理の一実施例について説明する。
図５Ｃは、本実施形態による建物安全性検証システム１により強風時における建物の安全性を検証する処理（強風時の建物安全性評価モードの処理）の流れを示すフローチャートである。建物安全性検証システム１は、強風の発生を予測した後、各階毎に図５Ｃのフローチャートの動作を行い、建物１００の階毎の安全性の判定を行う。建物１００がｎ階建てであれば、１階１００１からｎ階１００ｎまで順番にフローチャートによる判定処理を行う。例えば、計測制御部１６は、風力計ＳＷが検出した最大瞬間風速が所定の最大風力判定閾値以上の場合、さらなる強風が発生し得ることを予測して以下のフローチャートの処理を実行する。
【００５８】
ステップＳａ１：
計測制御部１６は、予め定めた所定の期間ごとに風力計ＳＷが検出したデータから、その所定の期間ごとに風力計ＳＷが検出した最大瞬間風速を抽出し、抽出した最大瞬間風速の値を構造物安全性評価部１３に送りる。構造物安全性評価部１３は、最大瞬間風速の値を１４に時系列情報としてデータベース１４に記憶させる。
【００５９】
ステップＳａ２：
層間変位計測部１１は、建物１００のｋ階１００ｋ（１≦ｋ≦ｎ）に配置された加速度センサＳｋから供給される、それぞれの加速度センサＳｋが計測した加速度から、加速度センサＳ０の加速度を抽出する。そして、層間変位計測部１１は、この抽出した加速度を２回積分し、各階の変位を算出し、それぞれ隣接する階の変位の差分を算出し、各階の層間変位δを算出する。ここで、建物１００の１階１００１の層間変位δは、１階１００１の変位から基礎１０００の変位を減算して求められる。
【００６０】
ステップＳａ３：
層間変位計測部１１は、算出したｋ階１００ｋの層間変位δの各々を、ｋ階１００ｋの高さでそれぞれ除算し、ｋ階１００ｋの層間変形角Δを算出する。
【００６１】
ステップＳａ１３：
ここで、計測制御部１６は、風力計ＳＷにより検出された最大瞬間風速の値が、予め定めた最大風力判定停止閾値以下になったか否かを判定する（ステップＳａ１３）。ステップＳａ１３における判定により、風力計ＳＷにより検出された最大瞬間風速の値が、予め定めた最大風力判定停止閾値以下になったと判定された場合、ステップＳａ４の処理へ進める。一方、ステップＳａ１３における判定により、風力計ＳＷにより検出された最大瞬間風速の値が、予め定めた最大風力判定停止閾値以下になっていないと判定された場合、ステップＳａ１の処理へ進める。
【００６２】
ステップＳａ４：
固有周期計測部１２は、屋上１００Ｒに配置された微振動センサＳＢから、強風発生後に供給される微振動データに対し、信号処理を行う。すなわち、固有周期計測部１２は、微振動データのフーリエ解析を行い、最も高いパワースペクトルを有する周波数を抽出し、この周波数を固有周波数とする。そして、固有周期計測部１２は、抽出した固有周波数の周期を求め、この周期を固有周期Ｔとする。
【００６３】
ステップＳ５からステップＳ１２までの処理は、前述の図５Ｂに示す地震時における建物安全性評価モードの処理と同様であり、ここでは説明を省略する。
【００６４】
上述した処理を行うことにより、本実施形態の建物安全性検証システム１は、強風到来時に建物１００の固有周期Ｔと建物１００におけるｋ階１００ｋの層間変形角Δとの組み合わせにより、建物１００の各々の階の損傷程度を判定することができる。
【００６５】
これにより、本実施形態の建物安全性検証システム１は、建物１００が設計基準値である設計層間変形角と異なる数値で建設されていても、建物１００の固有周期と組み合わせて判定することにより、建設された実際の建物の設計層間変形角に対応して、各階の個別の損傷程度を従来に比較して高い精度にて推定して判定することができる。また、本実施形態の建物安全性検証システム１は、施工誤差、経年劣化、什器など建物内部設置物の重量変動、構造躯体や非構造部材の剛性などの条件が変化しても対応し、建物１００における各階の個別の損傷程度を従来に比較して高い精度にて推定し、建物の安全性を判定することができる。
【００６６】
また、本実施形態の建物安全性検証システム１によれば、データベース１４における判定結果テーブルに対して、各階（加速度センサを設けた階）の判定結果を書き込むことにより、その判定結果によってすでに述べたように、建物１００における各階の地震後の避難の優先度などを判定することができ、避難誘導を効率的に行うことができる。
また、本実施形態においては、建物１００の全層に加速度センサを設けたが、例えば１階おきなど、複数階（複数層）のいくつかの層に加速度センサを設け、加速度センサを設けた階の損傷を判定するようにしても良い。
【００６７】
＜第２の実施形態＞
以下、図を用いて本発明の第２の実施形態の建物安全性検証システムの説明を行う。図６は、本発明の第２の実施形態による建物安全性検証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、微振動センサ及び傾斜角センサとが接続された構成を表す概念図である。
図６において、建物安全性検証システム２は、インターネットや建物内に設けられたＬＡＮなどからなる情報通信網Ｉを介して、第１の実施形態と同様に、建物１００に設けられている各種センサから、それぞれのセンサが検出したデータが供給される。例えば、建物１００のそれぞれの階の振動を検出するセンサとして加速度センサが設けられている。加速度センサＳ０からＳｎ（０は基礎、１からｎまでは建物の階数）の各々から地震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、加速度センサＳ１からＳｎについては配置箇所が第１の実施形態と同様である。また、第２の実施形態においては、建物１００の屋上１００Ｒには、微振動センサＳＢ、風力計ＳＷに加え、傾斜角センサＳＪが配置されている。この傾斜角センサＳＪは、微振動センサＳＢと同様に、屋上１００Ｒでなくとも、屋上１００Ｒ近傍の最上階の上部（例えば、ｎ階建てであればｎ階の天井など）に配置しても良い。
【００６８】
建物安全性検証システム２は、層間変位計測部１１、固有周期計測部１２、計測制御部１６、建物安全性評価部２３、データベース２４及び傾斜角計測部２５を備えている。層間変位計測部１１、固有周期計測部１２及び計測制御部１６の各々は、第１の実施形態における層間変位計測部１１、固有周期計測部１２及び計測制御部１６のそれぞれと同様の構成である。
傾斜角計測部２５は、建物１００の屋上１００Ｒに配置された傾斜角センサＳＪから供給される傾斜データによって、地平に対して垂直方向の軸に対する建物１００の傾斜角θを算出する。本実施形態においては、層間変形角Δ、固有周期Ｔ及び傾斜角θは絶対値にて示される。
【００６９】
建物安全性評価部２３は、層間変位計測部１１の求めた層間変形角Δと、固有周期計測部１２の求めた建物の固有周期Ｔと、傾斜角計測部２５が求めた傾斜角θとにより、構造躯体の損傷度合いを判定している。すなわち、建物安全性評価部２３は、層間変形角Δと予め設定されている設計層間変形角とを比較し、層間変形角Δが設計層間変形角を超えているか否かの場合分けを行う。また、建物安全性評価部２３は、固有周期Ｔと固有周期の初期値とを比較し、固有周期Ｔが固有周期の初期値以下であるか否かの判定を行う。また、建物安全性評価部２３は、傾斜角θと傾斜角の初期値（例えば、建物の建設直後に計測された傾斜角）とを比較し、傾斜角θが初期値以下であるか否かの判定を行う。
また、固有周期の初期値に対して経時変化のマージンを加えて、固有周期の初期値の代わりに、この固有周期の初期値に対してマージンを加えて固有周期閾値を生成し、この固有周期閾値と固有周期Ｔとを比較するようにしても良い。ここで、固有周期の初期値＜固有周期閾値である。
【００７０】
図７は、図１のデータベース１４に記憶されている判定テーブルにおけるパラメータパターンの組み合わせの構成例を示す図である。この判定テーブルは、層間変形角Δ及び設計層間変形角の比較結果と、固有周期Ｔ及び固有周期の初期値の比較結果と、傾斜角θ及び傾斜角の初期値（傾斜角閾値）の比較結果の組み合わせによる建物の健全性の判定結果が示されている。設計層間変形角は、この値を超える層間変位が発生した場合、構造躯体の部材が変形などの損傷を受ける大きさに設定されている。以下、固有周期Ｔと層間変形角Δと傾斜角θとの判定のパターンを示すパラメータパターンに対応する建物の健全性の判定を示す。この図７において、３次元の判定空間がパターンＰ１からパターンＰ８の８個の領域に分割されている。
【００７１】
・パターンＰ１  層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であるパターン
・パターンＰ２  層間変形角Δが設計層間変形角を超えており、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であるパターン
・パターンＰ３  層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えており、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であるパターン
・パターンＰ４  層間変形角Δが設計層間変形角を超えており、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えており、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であるパターン
・パターンＰ５  層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えているパターン
・パターンＰ６  層間変形角Δが設計層間変形角を超えており、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えているパターン
・パターンＰ７  層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えており、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えているパターン
・パターンＰ８  層間変形角Δが設計層間変形角を超えており、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えており、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えているパターン
【００７２】
本実施形態においては、上述したパターンＰ１からパターンＰ８を以下に示すように、５個の判定グループ（状態）に分類されている。データベース２４には、この判定グループに対応した判定結果が判定テーブルとして予め書き込まれて記憶されている。
【００７３】
・判定グループＤ：パターンＰ１、パターンＰ２
判定結果：継続使用可能。
判定理由：パターンＰ１については、層間変形角Δが設計層間変形角以下であり、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であるため、建物１００に対する損傷がないと判定される。また、パターンＰ２については、層間変形角Δが設計層間変形角を超えているが、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であるため、建物１００に対する損傷がないと判定される。ここで、層間変形角Δが設計層間変形角を超えているのに、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であることから、建物１００の実際の耐震性能が設計時より高く建設されているためと推定される。
【００７４】
・判定グループＥ：パターンＰ５、パターンＰ６
判定結果：応急復旧時には使用可能と判断できるが、通常時に使用できるかどうかは調査が必要。
判定理由：固有周期Ｔが固有周期閾値以下であり、建物１００の傾斜角θが傾斜角の閾値を超えている場合、建物１００の立っている地盤が損傷していると推定される。
【００７５】
・判定グループＦ：パターンＰ７
判定結果：非構造部材が損傷している可能性があり、応急復旧時に使用するとしても調査が必要。
判定理由：固有周期Ｔが固有周期閾値を超えており、建物１００の傾斜角θが傾斜角の閾値を超えており、層間変形角Δが設計層間変形角以下である場合、建物１００の非構造部材及び建物１００の立っている地盤が損傷していると推定される。
【００７６】
・判定グループＧ：パターンＰ３、パターンＰ４
判定結果：非構造部材が損傷している可能性があり、応急復旧時に使用するとしても調査が必要であるが、通常時の使用に関しては非構造部材を補修すれば継続使用可能。
判定理由：建物１００の傾斜角θが傾斜角の閾値以下であるが、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えているため、建物１００の構造躯体に損傷が無く、非構造躯体に損傷の可能性があると推定される。
【００７７】
・判定グループＨ：パターンＰ８
判定結果：継続使用不可。
判定理由：建物１００の傾斜角θが傾斜角の閾値を超え、かつ固有周期Ｔが固有周期閾値を超え、かつ層間変形角Δが設計層間変形角を超えているため、建物１００の構造躯体、非構造躯体及び地盤に損傷の可能性があると推定される。
【００７８】
次に、本実施形態による建物安全性検証システム２の建物の安全性を検証する処理を、図８を参照して説明する。図８は、本実施形態による建物安全性検証システム２の建物の安全性を検証する処理の流れを示すフローチャートである。建物安全性検証システム２は、地震が発生した後、各階毎に図８のフローチャートの動作を行い、建物１００の階毎の安全性の判定を行う。建物１００がｎ階建てであれば、１階１００１からｎ階１００ｎまで順番にフローチャートによる判定処理を行う。層間変位計測部１１は、供給される加速度センサＳ０から地動加速度が所定の地震判定閾値以上の場合、地震発生として以下のフローチャートの処理を実行する。
【００７９】
ステップＳ２１：
層間変位計測部１１は、供給される加速度センサＳ０が計測した加速度データから加速度を抽出する。そして、層間変位計測部１１は、この抽出した加速度を２回積分し、基礎部分の変位を算出する。
【００８０】
ステップＳ２２：
層間変位計測部１１は、建物１００のｋ階１００ｋ（１≦ｋ≦ｎ）に配置された加速度センサＳｋから供給される、それぞれの加速度センサＳｋが計測した加速度から、加速度センサＳ０の加速度を抽出する。そして、層間変位計測部１１は、この抽出した加速度を２回積分し、各階の変位を算出し、それぞれ隣接する階の変位の差分を算出し、各階の層間変位δを算出する。ここで、建物１００の１階１００１の層間変位δは、１階１００１の変位から基礎１０００の変位を減算して求められる。
なお、全体曲げ変形やロッキングが支配的な建物などに対しては、層間変位を算出する際に、傾斜角θの計測データを用いることでせん断変形成分をより精緻に算出する。
【００８１】
ステップＳ２３：
層間変位計測部１１は、算出したｋ階１００ｋの層間変位δの各々を、ｋ階１００ｋの高さでそれぞれ除算し、ｋ階１００ｋの層間変形角Δを算出する。なお、加速度データから変位を求める方法は、本実施形態に記載されているもの以外の他の方法を用いても良い。
【００８２】
ステップＳ２４：
固有周期計測部１２は、屋上１００Ｒに配置された微振動センサＳＢから、地震発生後に供給される微振動データに対し、信号処理を行う。すなわち、固有周期計測部１２は、微振動データのフーリエ解析を行い、最も高いパワースペクトルを有する周波数を抽出し、この周波数を固有周波数とする。そして、固有周期計測部１２は、抽出した固有周波数の周期を求め、この周期を固有周期Ｔとする。
【００８３】
ステップＳ２５：
傾斜角計測部２５は、建物１００の屋上１００Ｒに配置されている傾斜角センサＳＪから供給される傾斜角データにより、建物１００の傾斜角θを求める。
【００８４】
ステップＳ２６：
建物安全性評価部２３は、建物１００における１階１００１からｎ階１００ｎまでの全ての階における損傷程度の判定が行われたか否かの判定を行う。
このとき、建物安全性評価部２３は、建物１００における全ての階に対する判定が終了した場合、処理を終了し、建物１００における全ての階に対する判定が終了していない場合、処理をステップＳ２７へ進める。
【００８５】
ステップＳ２７：
建物安全性評価部２３は、傾斜角計測部２５から供給される傾斜角θと建物１００の傾斜角の初期値との比較を行い、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えているか否かを判定する（第３の判定結果を求める）。このとき、建物安全性評価部２３は、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えていない場合、処理をステップＳ２８へ進め、一方、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えている場合、処理をステップＳ２９へ進める。
【００８６】
ステップＳ２８：
建物安全性評価部２３は、固有周期計測部１２から供給される固有周期Ｔと固有周期閾値とを比較し、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であるか否かの判定を行う（第２の判定結果を求める）。このとき、建物安全性評価部２３は、固有周期Ｔが固有周期閾値を超える場合、処理をステップＳ３２へ進め、一方、固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、処理をステップＳ３１へ進める。ここで、説明においては、建物１００の固有周期の初期値ではなく、この固有周期の初期値に対してマージンを持たせた固有周期閾値を用いている。
【００８７】
ステップＳ２９：
建物安全性評価部２３は、固有周期計測部１２から供給される固有周期Ｔと固有周期閾値とを比較し、固有周期Ｔが固有周期閾値以下であるか否かの判定を行う。このとき、建物安全性評価部２３は、固有周期Ｔが固有周期閾値を超える場合、処理をステップＳ３０へ進め、一方、固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、処理をステップＳ３３へ進める。
【００８８】
ステップＳ３０：
建物安全性評価部２３は、建物１００の判定の終了していない階の層間変形角Δを層間変位計測部１１から読み込み、この読み込んだ判定対象のｋ階１００ｋの層間変形角Δと設計層間変形角との比較を行い、層間変形角Δが設計層間変形角を超えているかを判定する（第１の判定結果を求める）。このとき、建物安全性評価部２３は、層間変形角Δが設計層間変形角を超えている場合、処理をステップＳ３５へ進め、一方層間変形角Δが設計層間変形角を超えていない場合、処理をステップＳ３４へ進める。
【００８９】
ステップＳ３１：
建物安全性評価部２３は、データベース２４の判定テーブルを参照し、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であり、固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、パラメータパターンが状態Ｄであることを検出する。
次に、建物安全性評価部２３は、パラメータパターンが状態Ｄの判定である「継続使用可能（Ｄ）」を、データベース２４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ２６へ進める。
【００９０】
ステップＳ３２：
建物安全性評価部２３は、データベース２４の判定テーブルを参照し、傾斜角θが傾斜角の初期値以下であり、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えている場合、パラメータパターンが状態Ｇであることを検出する。
次に、建物安全性評価部２３は、パラメータパターンが状態Ｇの判定である「非構造部材が損傷している可能性があり、応急復旧時に使用するとしても調査が必要であるが、通常時の使用に関しては非構造部材を補修すれば継続使用可能（Ｇ）」を、データベース２４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ２６へ進める。
【００９１】
ステップＳ３３：
建物安全性評価部２３は、データベース２４の判定テーブルを参照し、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えており、固有周期Ｔが固有周期閾値以下である場合、パラメータパターンが状態Ｅであることを検出する。
次に、建物安全性評価部２３は、パラメータパターンが状態Ｅの判定である「応急復旧時には使用可能と判断できるが、通常時に使用できるかどうかは調査が必要（Ｅ）」を、データベース２４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ２６へ進める。
【００９２】
ステップＳ３４：
建物安全性評価部２３は、データベース２４の判定テーブルを参照し、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えており、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えており、層間変形角Δが設計層間変形角以下である場合、パラメータパターンが状態Ｆであることを検出する。
次に、建物安全性評価部２３は、パラメータパターンが状態Ｆの判定である「非構造部材が損傷している可能性があり、応急復旧時に使用するとしても調査が必要（Ｆ）」を、データベース２４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ２６へ進める。
【００９３】
ステップＳ３５：
建物安全性評価部２３は、データベース２４の判定テーブルを参照し、傾斜角θが傾斜角の初期値を超えており、固有周期Ｔが固有周期閾値を超えており、層間変形角Δが設計層間変形角を超えている場合、パラメータパターンが状態Ｈであることを検出する。
次に、建物安全性評価部２３は、パラメータパターンが状態Ｈの判定である「継続使用不可（Ｈ）」を、データベース２４の判定結果テーブルにおける対応するｋ階１００ｋの判定結果の欄に書き込んで記憶させ、処理をステップＳ２６へ進める。
【００９４】
上述した処理を行うことにより、本実施形態の建物安全性検証システム２は、地震時における建物１００の固有周期Ｔと建物１００におけるｋ階１００ｋの層間変形角Δと建物１００の傾斜角θの組み合わせにより、建物１００の各々の階の損傷程度を判定する。これにより、本実施形態の建物安全性検証システム２は、建物１００が設計層間変形角と異なる数値で建設されていても、建物１００の固有周期Ｔ及び傾斜角θと組み合わせることにより、建物１００が設計基準値である設計層間変形角と異なる数値で建設されていても、建物１００の固有周期及び傾斜角と組み合わせて判定することにより、建設された実際の建物の設計層間変形角に対応して、各階の個別の損傷程度及び地盤の損傷程度を従来に比較して高い精度にて推定して判定することができる。また、本実施形態の建物安全性検証システム２は、施工誤差、経年劣化、什器など建物内部設置物の重量変動、構造躯体や非構造部材の剛性などの条件が変化しても対応し、建物１００における各階の個別の損傷程度及び地盤の損傷程度を従来に比較して高い精度にて推定し、建物の安全性を判定することができる。すなわち、本実施形態によれば、各階の層間変形角及び固有周期による判定に対して傾斜角の判定を加えることにより、建物１００における構造躯体の損傷、非構造躯体の損傷及び地盤の損傷（建物の傾斜角θにより推定）の切り分けが可能である。このため、本実施形態の建物安全性検証システム２は、第１の実施形態に比較してより詳細な建物１００の状態の判定を行うことができる。また、本実施形態の建物安全性検証システム２によれば、データベース２４における判定結果テーブルに対して、各階の判定結果を書き込むことにより、その判定結果によってすでに述べたように、建物１００における各階の地震後の避難の優先度などを判定することができる。
【００９５】
なお、本実施形態の建物安全性検証システム２は、第１の実施形態に示したような地震時における場合と強風時における場合の双方を処理する場合に適用することができる。例えば、図５Ａに示す手順に従って地震の到来を検出し（ステップＳm１）、地震時の構造物安全評価モード（ステップＳｍ２）を実施する。そのステップＳｍ２に、図８に示す処理を適用することができる。
また、本実施形態の建物安全性検証システム２は、第１の実施形態に示したような強風時における場合に対しても傾斜角θを用いる判定方法を適用させることができる。例えば、図５Ａに示す手順に従って強風を検出し（ステップＳm３）、強風時の構造物安全評価モード（ステップＳｍ４）を実施する。ステップＳｍ４の処理として、図５Ｃに示す処理と図８に示す処理を下記のように関連付ける。図５Ｃに示すステップＳａ１からステップＳａ４までの各ステップの処理により強風を検出した後のステップＳ５からステップＳ１２までの各ステップの処理を、本実施形態の図８におけるステップＳ２５からステップＳ３５までの各ステップの処理に置き換えるとよい。これにより、構造物安全性検証システム２は、強風時における構造物の安全性を検証する場合に、構造物１００の傾斜角を判定の条件に含めて構造物の安全性を評価することができる。
【００９６】
＜第３の実施形態＞
以下、本発明の第３の実施形態の構造物安全性検証システムの説明を行う。この第３の実施形態では、検証対象の構造物が免震構造を有する場合に対しての適用について例示する。
【００９７】
（免震構造を有する構造物に対する制振制御）
まず、免震構造を有する構造物について整理する。このような免震構造の構造物は、主に地震を想定して揺れの影響を低減させるように最適化されている。そのため、風が外的要因になる場合には、地震と異なるエネルギー成分の外力を受けることにより強風時に揺れが生じることがある。
【００９８】
外力による揺れを低減する目的で、免震構造の構造物に制震機構を組み合わせて設ける場合がある。制震機構の方式を大別すると、アクティブ型、パッシブ型、共振回避型、エネルギー吸収型などがある。また、その構成方法として、付加質量機構を備える方法、可変鋼性機構（例えば、ブレース機能の有効無効を調整する機構）を備える方法、エネルギー吸収機構（例えば、ダンパー）を備える方法などがある。
【００９９】
付加質量機構は、例えば、構造物の頂部などで、構造物側の質量と別の質量として付加する質量を揺らすことで、構造物の共振振幅を調整し、付加した質量の振動で揺れのエネルギーを吸収する。
例えば、パッシブ型の構成として、バネやダンパーが付いた剛体を載せる機構を備えるＴＭＤ（Tuned Mass Damper）、液体の入ったタンクを載せる機構を備えるＴＬＤ（Tuned Liquid Damper）などが知られている。
また、アクティブ型のものとして、付加質量の動きをコンピュータで制御する機構を備えるＡＭＤ（Active Mass Damper）や、ダンパーの特性を制御するアクティブダンパーなどが知られている。
【０１００】
（免震特性を調整可能な免震構造を有する構造物への適用）
次に、図９を参照して、免震特性を調整可能な免震構造を有する構造物に対する構造物安全性検証システム２Ａの適用について説明する。
図９は、本発明の第３の実施形態による構造物安全性検証システムの構成例と、評価対象の構造物に設けた加速度センサ、微振動センサ、傾斜角センサ及び免震制御部とが接続された構成を表す概念図である。
図９において、構造物安全性検証システム２Ａは、インターネットや構造物内に設けられたＬＡＮなどからなる情報通信網Ｉを介して、第２の実施形態と同様に、構造物１００Ａに設けられている各種センサから、それぞれのセンサが検出したデータが供給される。例えば、構造物１００Ａのそれぞれの階の振動を検出するセンサとして加速度センサが設けられている。加速度センサＳ０からＳｎ（０は基礎、１からｎまでは構造物の階数）の各々から地震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、加速度センサＳ１からＳｎについては配置箇所が第１の実施形態と同様である。また、第２の実施形態においては、構造物１００Ａの屋上１００Ｒには、微振動センサＳＢ、風力計ＳＷに加え、傾斜角センサＳＪが配置されている。この傾斜角センサＳＪは、微振動センサＳＢと同様に、屋上１００Ｒでなくとも、屋上１００Ｒ近傍の最上階の上部（例えば、ｎ階建てであればｎ階の天井など）に配置しても良い。
【０１０１】
建物安全性検証システム２Ａは、層間変位計測部１１、固有周期計測部１２、計測制御部１６、建物安全性評価部２３Ａ、データベース２４及び傾斜角計測部２５を備えている。層間変位計測部１１、固有周期計測部１２、計測制御部１６、建物安全性評価部２３Ａ、データベース２４及び傾斜角計測部２５の各々は、第１の実施形態における層間変位計測部１１、固有周期計測部１２、計測制御部１６、建物安全性評価部２３、データベース２４及び傾斜角計測部２５のそれぞれと同様の構成を含む。
【０１０２】
建物安全性評価部２３Ａは、前述の建物安全性評価部２３の構成を含む他に、免震制御部５を制御する。免震制御部５に対する制御の詳細は後述する。
【０１０３】
また、構造物安全性検証システム２Ａが検証対象とする構造物１００Ａは、免震構造を有する。例えば、構造物１００Ａは、基礎上に設けられた弾性体に上部構造物が支持されており、地震時に基礎から上部構造物に対する振動が上記弾性体によって減衰されるように構成されている。また、基礎と上部構造体との間には、上記弾性体の他、アクティブダンパー６が設けられている。このアクティブダンパー６は、上記弾性体と組み合わされることにより、基礎から上部構造体に伝わる振動と、基礎に対する上部構造体の周期性を有する搖動とを効率よく減衰させることができる。
【０１０４】
免震構造の構造物１００Ａは、地震等による基礎側から加振される振動エネルギーの影響を低減するように構成されている。そのため、耐震構造の構造物に比べて風による揺れが生じやすい。このような揺れが構造物に生じた場合には居住性が低下することがある。
また、耐震構造の構造物が１次のモードで共振することが多くなるのに対し、免震構造の構造物１００Ａは、高次（例えば、２次、３次など）の次数のモードで共振する場合が生じやすくなることが知られている。高次のモードのエネルギーが大きくなると、構造物１００Ａの最大振幅を発生する階が最上階になるとは限らず、中間階に生じることがある。
また、アクティブダンパーを備える構造物において、予め想定される特定の次数のモードが検出できるように、アクティブダンパーを制御するためのセンサを専用に設けて構成し、そのセンサからの信号に基づいて制御されるように構成することがある。
【０１０５】
一方、本実施形態における構造物１００Ａでは、構造物安全性検証システム２Ａにおける加速度センサＳ０、加速度センサＳ１からＳｎの全て又は一部を、アクティブダンパー６を制御するための振動センサとして共用することができる。このように加速度センサＳ０、加速度センサＳ１からＳｎの全て又は一部を免震制御用のセンサと共用したことにより、個々にセンサを設けることが必要なくなり、さらに検出した振動の状況を示すデータを、構造物安全性検証システム２Ａと免震制御系のデータとして共用することができる。
【０１０６】
免震制御部５は、加速度センサＳ０、加速度センサＳ１からＳｎの全て又は一部のセンサからのデータに基づいて、構造物１００Ａの搖動が少なくなるようにアクティブダンパー６を制御する。
また、免震制御部５は、構造物安全性評価部２３Ａからの制御に応じてアクティブダンパー６の鋼性を調整して、基礎に対する構造物１００Ａの振動特性を調整する。免震制御部５がアクティブダンパー６を制御する基本的な制振制御は、一般的な手法を適用することができる。本実施形態では、構造物安全性評価部２３Ａからの制御に応じて、基礎に対する構造物１００Ａの振動特性を調整する方法を中心に説明する。
【０１０７】
上記のように構造物安全性検証システム２Ａ及び免震制御部５、アクティブダンパー６を備えて構成したことにより、構造物安全性検証システム２Ａは、構造物１００Ａの安全性を評価して構造物１００Ａの免震特性を制御することができる。例えば、予め想定された範囲外の故障、損傷が免震制御系の一部に生じた場合であっても、構造物１００Ａが想定した次数と異なるモードで搖動していることを構造物安全性検証システム２Ａの評価結果から検出することができる。
以下、上記についての具体的な実施例について説明する。
【０１０８】
（免震構造の特性の調整を必要とする外的要因とその外的要因に対する適用方法）
各種免震構造の特性を調整する制御方法として、以下の方法が挙げられる。例えば、免震制御部５は、互いに特性が異なる複数の免震特性モデルを予め数値化（又は数式化）して記憶しておく。免震制御部５は、構造物１００Ａの振動状況に応じて複数の免震特性モデルのうちから何れかを選択して、選択した免震特性モデルに基づいてアクティブダンパー６を制御する。個々の免震特性モデルの数値化（または数式化）は、既知の一般的な手法を用いて算出してもよい。
【０１０９】
免震構造の特性の調整を必要とする外的要因として、以下のものが挙げられる。例えば、その外的要因には、地震、長周期地震動、強風などがある。そこで、免震構造の特性の調整を容易にするように、上記の外的要因に応じて、互いに特性が異なる複数の免震特性モデルを定義する。例えば、互いに特性が異なる複数の免震特性モデルとしては、地震時に適した特性モデル、長周期地震動に適した特性モデル、強風時に適した特性モデルなどが挙げられる。地震時に適した特性モデルでは、地震によるエネルギーをより多く吸収するように設定する。長周期地震動に適した特性モデルでは、長周期地震動によるエネルギーを吸収しつつ、長周期地震動の周期に共振しないように鋼性を高めに設定する。強風時に適した特性モデルでは、風による搖動を低減するように鋼性を高めに設定する。
このように互いに特性が異なる免震特性モデルのうちから最も適した免震特性になるように、下記の外的要因の検出により構造物１００Ａの免震構造の特性切り替えるようにすることで、適した免震特性モデルを適用させることができる。
【０１１０】
（１）緊急地震通報を受信した場合：
例えば、緊急地震通報を計測制御部１６が受信した場合には、構造物安全性検証システム２Ａを地震に対して備えた状態にする。
構造物安全性評価部２３Ａは、平常時に選択されている「地震時に適した特性モデル」により、免震構造によって地震波による振動エネルギーを吸収する。例えば、構造物を式（１）に示すようにマスダンパによりモデル化した場合に、同式の固有周期Ｔを比較的長くするように調整されている。
【０１１１】
Ｔ＝２πｘ√（ｍ／ｋ）・・・式（１）
【０１１２】
式（１）において、ｍは質量、ｋは水平鋼性を示す。上記の式（１）に示すように、アクティブダンパー６により水平鋼性を調整することにより、固有周期Ｔを調整できることが分かる。
また、加速度センサにより検出される振動が収まり、予め定めた所定の大きさの振動が検出されなくなったことを層間変位計測部１１が検出する。層間変位計測部１１が検出してから予め所定の時間が経過した後に、層間変位計測部１１は地震による大きな揺れが収まったものと判定する。この判定結果に従い、地震による大きな揺れが収まった段階で、構造物安全性評価部２３Ａは、地震に対して備えた状態を解除して、構造物の安全性の検証処理を実施する。
【０１１３】
（２）加速度センサ（振動センサ）によって地震による揺れを検出した場合：
例えば、上記（１）の緊急地震通報を計測制御部１６が受信しない状況のまま、先に加速度センサ（振動センサ）によって地震による揺れを層間変位計測部１１が検出する場合がある。このような場合も、上記（１）に示した緊急地震通報を受信した場合のように、構造物安全性評価部２３Ａは、構造物安全性検証システム２Ａを地震に対して備えた状態にする。
また、上記（１）と同様に、加速度センサにより検出された振動が所定の大きさより小さくなり、そのときより予め所定の時間が経過したタイミングで、地震による大きな揺れが収まったものと判定する。この判定結果に従い、地震による大きな揺れが収まった段階で、構造物安全性評価部２３Ａは、地震に対して備えた状態を解除して、構造物の安全性の検証処理を実施する。
【０１１４】
（３）所定の大きさ以上の風を検出して免震構造の特性を調整する場合：
例えば、瞬間最大風速が所定の大きさを越えたタイミングに応じて、構造物安全性評価部２３Ａは、平常時に選択されている「地震に適した特性モデル」が選択されている状態から、「強風時に適した特性モデル」を選択して、変更する。これにより、強風時の揺れの振動エネルギーを受ける前に、固有周期Ｔを比較的短くすることができる。
また、強風時に適した特性モデルを休止させるタイミングを、瞬間最大風速が所定の大きさより小さくなり、その後、所定の時間経過した後にする。このタイミングに応じて、強風時に適した特性モデルから、平常時に適した「地震に適した特性モデル」などに変更する。これにより、比較的短い値に調整していた固有周期Ｔを元の値の比較的長い値にすることができる。
【０１１５】
（４）長周期地震動の到来を予測して免震構造の特性を調整する場合：
大規模な地震が発生すると震源から離れた場所まで長周期地震動が生じることがある。長周期の地震波の到来を予測した場合に、構造物安全性評価部２３Ａは、平常時に選択されている「地震に適した特性モデル」が選択されている状態から、「長周期地震動に適した特性モデル」を選択して、変更する。これにより、長周期地震動による揺れの振動エネルギーを受ける前に、固有周期Ｔを比較的短くすることができる。また、固有周期Ｔの値を比較的短い値になるように調整することにより、構造物１００Ａが長周期の振動に共振することを避けることができる。
また、長周期地震動に適した特性モデルを休止させるタイミングを、長周期地震動による揺れが収まった段階にする。この段階で、長周期地震動に適した特性モデルから、平常時に適した「地震に適した特性モデル」などに変更する。これにより、比較的短い値に調整していた固有周期Ｔを元の値に戻すことができる。
【０１１６】
以上に示した実施形態によれば、それぞれの免震特性への移行を必要とする条件が満たされたタイミングで、検出した条件に適した免震特性になるように制御することができ、これにより、その条件に適した免震特性に調整することが可能になる。
なお、上記の実施形態の説明では、アクティブダンパー６を用いて免震特性を制御する構成を例示したが、上記の構成に制限されることなく他のアクティブ型の免震構造にも、上記と同様に適用することができる。例えば、他のアクティブ型の免震構造に適用する場合においても、上記のように、互いに特性が異なる免震特性モデルのうちから最も適した免震特性を選択するように構成することで、適した免震特性モデルを適用させることができる。
さらに、免震構造の他の方式への適用として、パッシブ型の免震構造の稼働状態を制限して免震特性を調整する方法が挙げられる。例えば、ＴＭＤの機能を休止させたり、ＴＭＤの振動を減衰させる減衰係数を調整したりする条件に、本実施形態において検出した外的要因位とその外的要因に応じた調整方法を適用させて、免震特性の調整に応用してもよい。
【０１１７】
以上に示したように、本実施形態の構造物安全性検証システム２３Ａは、単に構造物の安全性を検証するだけにとどまらず、外部要因となる外力が構造物に掛かる際の免震構造の免震特性を制御するようにしたので、外部要因となる外力による振動を低減することができ、構造物が損傷する可能性を低減させることができる。さらに、本実施形態の構造物安全性検証システム２３Ａは、外部要因となる外力による振動を低減したことにより、居住性を高めるという効果を合わせて奏することができる。
【０１１８】
＜第３の実施形態の変形例＞
以下、本発明の第３の実施形態の変形例としての構造物安全性検証システム２３Ａの説明を行う。上記の第３の実施形態では、検証対象の構造物が免震構造を有する構成について例示した。本第３の実施形態の変形例では、アクティブ型の制振制御を実施する場合に用いる構造モデル（例えば、マス・ダンパ・モデル）を補正するように、本構造物安全性検証システム２３Ａを利用する形態について説明する。
【０１１９】
一般に構造物の構造モデルを精度よく定めることは、前述のとおり困難である。しかしながら、アクティブ型の制振制御（免震制御）を実施する場合、構造物の構造モデルを用いて制御することが一般的に行われている。このように、構造物の構造モデルを用いて制御していても、実際の構造物の状態とその構造モデルとが必ずしも一致しているとは限らない。
そこで、第３の実施形態の変形例では、構造物安全性検証システム２３Ａの解析結果を、構造物の構造モデルを用いたアクティブ型の制振制御に適用して、その構造モデルの精度を高める方法を例示する。
【０１２０】
例えば、構造物１００Ａに対応する複数の構造モデルを制振制御系の設計段階で予め生成し、生成された複数の構造モデルのデータを免震制御部５と構造物安全性検証システム２Ａ（データベース２４）に記憶させておく。
構造物安全性検証システム２Ａは、構造物安全性検証システム２Ａの検証処理の過程で取得した各種データに基づいて、予め定めた構造モデルの中から適した構造モデルを選択する。構造物安全性検証システム２Ａは、選択した構造モデルを免震制御部５に対して指示する。
免震制御部５は、構造物安全性検証システム２Ａからの指示に応じて、記憶していた複数の構造モデルのうちから指示された構造モデルを選択する。免震制御部５は、選択した構造モデルに従ってアクティブ型の制振制御を実施する。
例えば、構造物安全性検証システム２Ａが構造モデルを選択する際には、実測値に基づいた構造物の固有周期や、地震時の応答特性データなどを用いることができる。構造物安全性評価部２３は、このような各種データを用いて、適した構造モデルを選択する。
【０１２１】
上記の場合の構造モデルは、制振制御系の設計段階で予め定めたものであり、制御の過程で自由に設定されるものではないことから、制振制御系が不安定な状態に至ることを防ぐことができ、設計された範囲内で制振機能を機能させつつ、適した構造モデルを利用して制御することができる。
【０１２２】
以上に示したように、本実施形態の構造物安全性検証システム２Ａは、単に構造物の安全性を検証するだけにとどまらず、アクティブ型の制振制御を実施する場合の構造モデルを補正するための情報を用いて、実際の構造物に適した構造モデルを調整するようにした。これにより、実際の構造物に適した構造モデルを用いてアクティブ型の制振制御を実施することができる。なお、上記の変形例として説明した実施例は、前述の実施形態の構成や機能を任意に組み合わせて実施してもよい。
【０１２３】
なお、図１における構造物安全性検証システム１、図６における構造物安全性検証システム２、又は、図９における構造物安全性検証システム２Ａ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構造物の耐震性の評価（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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
上記の実施形態では、対象とする構造物として、いわゆる建物を図示して説明したが、他の構成の構造物に対しても適用可能である。例えば、地上高を有する構造物や、地上高を有する構造物に他の構造物を組み合わせて構成された対象物に対して適用することができる。地上高を有する構造物としては、鉄塔、鉄柱、橋梁、高架橋などの構造物が挙げられる。地上高を有する構造物に他の構造物を組み合わせて構成された対象物としては、建物と建物の屋上に鉄塔を設けた構造物などが挙げられる。
なお、第３の実施形態において説明したＴＭＤ，ＡＭＤなどを構成する付加質量機構を配置する位置は、構造物の頂部等に限られることなく、構造物の頂頭部以外の他の場所に設けたり、構造物に分散して配置したりしてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１，２，２Ａ…構造物安全性検証システム、５…免震制御部、６…アクティブダンパー、９…通報サーバ、１１…層間変位計測部、１２…固有周期計測部、１３，２３…構造物安全性評価部、１４，２４…データベース、１６…計測制御部、２５…傾斜角計測部、Ｓ，Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６…加速度センサ、１００，１００Ａ…構造物、１００１…１階、１００２…２階、１００３…３階、１００４…４階、１００５…５階、１００６…６階、１０００…基礎、１００Ｒ…屋上、ＳＢ…微振動センサ、ＳＪ…傾斜角センサ、ＳW…風力計
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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