(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
滑動スラブが梁上又は他のスラブ上を滑動する免震構造を有する建物の設計方法であって、
前記滑動スラブの質量と前記建物全体の質量との質量比を用いないで、
前記滑動スラブと前記梁又は前記他のスラブとの摩擦係数と、前記建物の弾性固有周期と、前記建物を建設する地盤の地震動とを用いて前記滑動スラブの滑り量を推定するステップを含む建物の設計方法。
【請求項２】
前記ステップによって、複数の摩擦係数の値及び複数の弾性固有周期の値に対して、前記滑り量を推定し、
前記複数の弾性固有周期の一の弾性固有周期の値に対して、前記複数の摩擦係数から前記滑り量が所定の値以下となるような摩擦係数の値を選択する、請求項１に記載の建物の設計方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スラブが滑動する免震構造を有する建物の設計方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅及びオフィス等の建物に適した免震構造として、床スラブが梁上で滑動可能に構成されたものが知られている（特許文献１）。このような免震構造を有する建物では、地震発生時に建物に入力される地震動のエネルギーが、床スラブと梁との間の滑りによる摺動で消費され、更には床スラブと梁との摩擦熱に変換されるため、建物の構成部材にかかる力の増大を抑えることができ、地震による建物の破壊を防止することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−  ９２１６６号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】University of California、 “OpenSees: Open system for earthquake engineering simulation”、［online］、、、［２０１３年９月２３日検索］、インターネット＜URL：http://opensees.berkeley.edu/＞
【非特許文献２】P. Somerville, N. Smith, S. Punyamurthula, and J. Sun、 “Development of ground motion time histories for phase 2 of the FEMA/SAC steel project. ”、SAC/BD-97/04, SAC Joint Venture. Sacramento, CA、１９９７年１０月１５日、
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の免震構造では、床スラブが梁上を滑動しても柱等と干渉しないように適切なスペースを確保した設計が必要である。これまで、かかるスペースを設計するために、床スラブの質量、床スラブの建物全体の質量に対する質量比、摩擦係数、建物の弾性固有周期など、多数のパラメータを用いて地震応答解析を行うことが必要であると考えられてきた。そのため、多数のパラメータを用いて適切なスペースを確保する設計を行う必要があったが、通常の建物の設計では、柱、梁、スラブ等の構造設計を行った後に、内壁等の意匠設計を行う。従って、多数のパラメータを用いて構造設計の段階で床スラブの滑動を考慮した設計を行っても、その後の意匠設計次第で床スラブの建物全体の質量に対する質量比や建物の弾性固有周期等が変化してしまい、構造設計のやり直しが必要となる場合があった。また、一度決定した意匠設計が変更になる事も、よく起こることである。
【０００６】
本件発明者は、従来の設計方法では滑り量を推定するために用いるパラメータが多いことにより設計が煩雑化しているという課題を認識するに至り、鋭意検討を重ねた結果、従来床スラブの滑り量を推定する上で考慮することが必要と考えられてきたパラメータであっても、床スラブの滑り量への影響度がパラメータにより大きく異なるという知見を得るに至った。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決することを課題とするものであり、その目的は、スラブが梁等の上を滑動する免震構造を有する建物の設計において、スラブの滑り量を容易に推定することが可能な、建物の設計方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、滑動スラブが梁上又は他のスラブ上を滑動する免震構造を有する建物の設計方法であって、
前記滑動スラブの質量と前記建物全体の質量との質量比を用いないで、
前記滑動スラブと前記梁又は前記他のスラブとの摩擦係数と、前記建物の弾性固有周期と、前記建物を建設する地盤の地震動とを用いて前記滑動スラブの滑り量を推定するステップを含む建物の設計方法である。
【０００９】
また、前記ステップによって、複数の摩擦係数の値及び複数の弾性固有周期の値に対して、前記滑り量を推定し、
前記複数の弾性固有周期の一の弾性固有周期の値に対して、前記複数の摩擦係数から前記滑り量が所定の値以下となるような摩擦係数の値を選択することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の建物の設計方法によれば、スラブが梁等の上を滑動する免震構造を有する建物の設計において、スラブの滑り量を容易に推定して設計することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る建物の設計方法により設計対象となる建物の構成を示す正面図であり、（ｂ）は、（ａ）の建物のシミュレーションモデルを示す図である。
【図２】（ａ）は、図１（ｂ）のシミュレーションモデルに用いられている、平面スライダベアリング要素の構成を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の要素のパラメータ定義方法を示す図である。
【図３】建物の弾性固有周期と、地盤に対するスラブの変位量（全変位量）との関係を示す図である。
【図４】建物の弾性固有周期と、スラブの加速度（絶対値）との関係を示す図である。
【図５】建物の弾性固有周期と、スラブの滑り量との関係を示す図である。
【図６】スラブの滑り量の時間変化を示す図である。
【図７】建物の弾性固有周期と、力低減ファクタとの関係を示す図である。
【図８】弾性固有周期０．１〜１０秒における滑り量の最大値を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る建物の設計方法の手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１実施形態に係る建物の設計方法をソフトウエアの実行により実現するためのコンピュータの構成を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る建物の設計方法の手順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】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。
【００１３】
（第１実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る建物の設計方法により設計対象となる建物１００の構成を示す正面図である。なお、本明細書、特許請求の範囲、要約書および図面では、後述するスラブ２が位置する側を上方（図１（ａ）における上側）とし、地盤１０が位置する側を下方（図１（ａ）における下側）とする。建物１００は、鉛直方向に延びる柱１ａと、柱１ａの上端から水平方向に延びる梁１ｂと、梁１ｂの上面に配置され、梁１ｂ上を水平方向に滑動可能なスラブ２とを備える。柱１ａ及び梁１ｂは、フレーム１を構成する。柱１ａの下端は、地盤１０又は、基礎を介して地盤１０に固定されている。スラブ２の下面、及び梁１ｂの上面は、それぞれ滑り面３を形成している。なお、本実施形態では、柱１ａ間の水平方向距離Ｌは８［ｍ］であり、柱１ａの高さＨは４［ｍ］であるが、他の任意の値とすることができる。
【００１４】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の建物１００のシミュレーションモデル１００'を示す図である。シミュレーションモデル１００'は、構造解析用アプリケーションを開発するためのソフトウエアフレームワーク「ＯｐｅｎＳｅｅｓ」（非特許文献１参照）に準拠したモデルである。シミュレーションモデル１００'は、鉛直方向に延びる左右各１本の柱要素１ａ'と、柱要素１ａ'の上端から水平方向に延びる剛な要素である梁要素１ｂ'と、梁要素１ｂ'の上方に配置され、梁要素１ｂ'の上面を水平方向に滑動可能なスラブ要素２'とを備える。柱要素１ａ'はヤング率Ｅ，断面二次モーメントＩを有する高さＨの弾性部材であり、図の上下方向の変位は考慮していない。柱要素１ａ'の質量は、柱要素１ａ'の上端に質点を定義することによって考慮している。梁要素１ｂ'は、変形を伴わない水平方向長さＬの剛体要素として定義されている。２本の同形状の柱要素１ａ'の上端同士を剛な梁要素１ｂ'で水平方向に橋渡しすることによって、柱要素１ａ'が曲がったときの柱要素１ａ'自身にかかる重力の影響（Ｐ−Δ効果）を考慮しつつ、梁要素１ｂ'を水平状態に維持したモデルを構築することができる。これによって、滑動するスラブ２の質量によるＰ−Δ効果を考慮することができるため、フレーム１の応答がスラブ２の変位量に依存する結果を得ることができる。なお、柱要素１ａ'の下端は、地震動を入力可能な地盤要素１０'と剛に結合されている。また、柱要素１ａ'の上端は、梁要素１ｂ'の左右端部と剛に結合されている。スラブ要素２'は、集中質点を有する要素として定義されている。
【００１５】
スラブ要素２'と、梁要素１ｂ'との境界には、図２（ａ）、（ｂ）に示す平面スライダベアリング要素３'が配置されている。平面スライダベアリング要素３'は、「ＯｐｅｎＳｅｅｓ」においてFlat slider bearing (FSB) elementとして定義されている要素である。図２（ａ）に示すように、上方に向かう方向をＸ軸方向、水平方向右に向かう方向をＺ軸方向として座標系を定義している。平面スライダベアリング要素３'は、梁要素１ｂ'側に固定されるｉノードと、スラブ要素２'側に固定されるｊノードという２つのノードを含む。ｉノードとｊノードは、同じ位置において結合されており、要素長はゼロである。そして、スラブ要素２'側のｊノードに水平方向の摩擦力Ｆｚが加わると、ｊノードがｉノードに対して水平方向に距離ｄｚだけ変位する。
【００１６】
図２（ｂ）は、シミュレーション時に平面スライダベアリング要素３'に与えるパラメータを示している。図中、μｆはｉノードに対してｊノードがｚ軸方向に滑動する場合の摩擦係数である。図２（ｂ）に示すように、ｘ軸方向に働く力Ｆｘ（重力）と摩擦力Ｆｚとの比Ｆｚ／Ｆｘがμｆに達するまでは、ｉノードに対するｊノードの変位ｄｚとＦｚ／Ｆｘとが傾きｋＩｎｉｔを有する比例関係を維持した弾性変形を行う。本実施形態のシミュレーションモデル１００'では、平面スライダベアリング要素３'のせん断方向の弾性係数として、柱要素１ａ'の同係数の１００倍の値を用いているため、せん断弾性変形はほぼゼロである。そして、平面スライダベアリング要素３'は、せん断力によって速やかに滑り状態へと移行するように構成されている。
【００１７】
なお、シミュレーションモデル１００'には、一様に接線剛性比例型５％減衰が与えられている。また、応答計算は、０．０１秒間隔で積分することにより行っている。また、地盤１０の垂直方向の加速度は考慮されていない。
【００１８】
次に、図１（ｂ）及び図２（ａ）、（ｂ）で示したシミュレーションモデル１００'を使って、地震動に対するスラブ２の挙動を推定した結果について、図３〜図８を用いて説明する。
【００１９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、建物１００の弾性固有周期と、地盤１０に対するスラブ２の水平方向変位量との関係を示す図である。図３（ａ）において、左上に示すＭｒの値は、建物１００全体の質量に占めるスラブ２の質量の比率（以下の説明では、スラブ質量比）である。Ｍｒ＝０．０は、スラブ２が存在しない、弾性構造のみを有する建物１００についてのシミュレーション結果である。横軸は、建物１００の弾性固有周期Ｔ（単位は秒）を表し、縦軸は、建物１００が立つ地盤１０に対するスラブ２の水平方向の変位量（以下、全変位量）を示している。ここで、「全変位量」という表現を用いているのは、後述する、梁１ｂに対するスラブ２の滑り量と区別するためである。また、図の上部に示すように、図３（ａ）はスラブ２と梁１ｂとの境界における摩擦係数μｆ＝０．１の条件でシミュレーションを行った結果である。同様に、図３（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ摩擦係数μｆ＝０．３及び０．５の条件でシミュレーションを行った結果である。図中にグラフで示す全変位量の値は、ＬＡ０１〜ＬＡ２０の地震動（Ｌｏｓ  Ａｎｇｅｌｅｓにおいて、５０年間にこの規模を超える地震が到来する確率が１０％であると想定されて作成された、２０パターンの地震動。非特許文献２を参照。）を個別に地盤１０に入力し、得られた２０パターンのスラブ２の全変位量の時間軸波形の各々から、地盤１０に対する全変位量の絶対値が最大となるピーク値を抽出し、抽出された２０のピーク値の中央値を示したものである。
【００２０】
図３（ａ）に示すように、スラブ２の滑りが発生した後は、スラブ質量比が小さいほど、スラブ２の全変位量は大きくなる傾向にある。この傾向は、摩擦係数μｆが変わっても同じである。また、弾性固有周期が大きい領域では、全てのスラブ質量比における全変位量の値が一致しており、スラブ２の滑りが起こらなくなることが分かる。また、図３（ａ）〜（ｃ）を比較すると、摩擦係数μｆの増大によって、スラブ質量比を変えてもスラブ２の全変位量の変化が少なくなることが分かる。なお、本実施形態では、摩擦係数μｆの値を０．１〜０．５の間で０．１ステップで変化させて全変位量の変化の傾向を調べたが、摩擦係数μｆの値が０．１〜０．５の範囲では、一貫してスラブ質量比が小さい方が全変位量が大きくなる傾向（但し、Ｍｒ＝０．０は除く）、及び摩擦係数μｆの増加と共に全変位量のスラブ質量比依存性が小さくなる傾向が見られた。本明細書では、代表データとして、摩擦係数μｆの値が０．１，０．３及び０．５の場合の結果のみを示している。
【００２１】
図４（ａ）〜（ｃ）は、建物１００の弾性固有周期と、スラブ２の水平方向加速度（絶対値）との関係を示す図である。縦軸がスラブ２の加速度（絶対値）の中央値を示す他は、図３（ａ）〜（ｃ）の場合と同様である。但し、Ｍｒ＝０．０（弾性構造）の場合のシミュレーション結果は示していない。図４（ａ）に示すように、摩擦係数μｆ＝０．１の場合において弾性固有周期４．５（秒）以上では、スラブ２の加速度は、摩擦係数μｆに相当する最大摩擦力によって得られる抵抗加速度よりも小さく、スラブ２は滑動していないと考えられる。そして建物１００におけるスラブ２の動的応答は、スラブ２が滑動を開始するまでは弾性応答であるため、スラブ２の加速度（絶対値）はスラブ質量比に依存せず等しくなる。言い換えれば、スラブ２が滑るか否かは、スラブ質量比に無関係である。
【００２２】
一方、図４（ａ）において、弾性固有周期４．５（秒）未満では、スラブ２の加速度は、摩擦係数μｆに相当する最大摩擦力によって得られる加速度と一致している。このため、スラブ２が滑動していると考えられる。そして、スラブ２が滑動を開始した後においては、スラブ２の加速度は、摩擦係数μｆに相当する最大摩擦力によって得られる加速度に制限されるため、スラブ２の加速度（絶対値）はやはりスラブ質量比に依存せず等しくなる。
【００２３】
上記の傾向は、図４（ｂ）、（ｃ）に示す摩擦係数μｆが０．３，０．５の場合についても同様である。但し、スラブ２が滑ることができる弾性固有周期の上限は、摩擦係数μfが０．１から０．５へと増加するに伴い４．５秒から１．３秒へと減少している。すなわち、摩擦係数μｆに相当する加速度が、弾性応答時のスラブ２の加速度スペクトラムよりも小さくなる弾性固有周期の領域では、スラブ２が滑動するのである。
【００２４】
図５（ａ）〜（ｃ）は、建物１００の弾性固有周期と、スラブ２の滑り量との関係を示す図である。すなわち、縦軸がスラブ２の滑り量の中央値を示す他は、図４（ａ）〜（ｃ）の場合と同様である。先述の「全変位量」が地盤１０に対するスラブ２の水平方向変位量であったのに対して、スラブ２の「滑り量」は、梁１ｂに対するスラブ２の水平方向の変位量である。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、各摩擦係数μｆに対する滑り量のピーク値は、弾性固有周期０．５〜１．５秒の範囲に分布している。また、弾性固有周期０．４秒未満の短周期の領域では、スラブ質量比が異なっても滑り量に大差は無い。更に、滑り量は、スラブ質量比にはほとんど依存せず、摩擦係数μｆが小さいほど大きくなる。つまり、建物１００では、スラブ質量比が大きいからといって滑り量が大きくなるわけではない。そして、正確なスラブ質量比が分からない場合でも、滑り量を予想することができる。この傾向は、建物１００の滑り量を設計する場合に大変有用である。
【００２５】
図６は、スラブ２の滑り量の時間変化を示す図である。図６は、弾性固有周期Ｔ：０．４（秒）、摩擦係数μｆ：０．２、地震動：ＬＡ０１（第１番目の地震動データ）についての滑り量のシミュレーション結果である。図６から分かるように、時刻８．５秒において滑り量が−０．０９ｍ、時刻１１．５秒において滑り量が＋０．０９ｍとなり、滑り量の絶対値のピークとなっている（ピーク値を図中に黒丸で示す）。
【００２６】
図７（ａ）〜（ｃ）は、建物１００の弾性固有周期と、力低減ファクタとの関係を示す図である。すなわち、縦軸が力低減ファクタの中央値を示す他は、図５（ａ）〜（ｃ）の場合と同様である。ここで「力低減ファクタ」とは、弾性応答時（スラブ２が滑動しない場合）のフレーム１（柱１ａ及び梁１ｂ）にかかる力を、非弾性応答時（スラブ２が滑動する場合）のフレーム１にかかる力で除算した値である。すなわち、「力低減ファクタ」は、スラブ２を梁１ｂ上で滑動させることによってフレーム１にかかる力が低減される度合を示す値である。図７（ａ）〜（ｃ）によれば、どの摩擦係数μｆに対しても、スラブ質量比が大きいほど、力低減ファクタが大きくなっていることが分かる。そして、スラブ質量比が１．０のとき、力低減ファクタが最大となる。スラブ質量比が０のとき、滑りを伴わない弾性応答となるため、力低減ファクタは１．０となる。摩擦係数μｆが増加していくと、スラブ質量比が変化したときの力低減ファクタの変化は少なくなる傾向にある。
【００２７】
図８は、弾性固有周期０．１〜１０秒における滑り量の最大値を示す図である。この周期帯は、ほぼ全ての建築物の弾性固有周期を想定している。図の横軸はスラブ２と梁１ｂとの間の摩擦係数μｆであり、縦軸は滑り量を示している。摩擦係数μｆが増加すると、滑り量は減少する傾向が見られる。摩擦係数μｆ：０．３〜０．５において、スラブ質量比が０．２〜１．０の範囲で変化しても滑り量のピーク値はほぼ同じである。摩擦係数μｆ：０．１〜０．２についても、スラブ質量比の変化に対して滑り量の変化は僅かであった。なお、図６に示した滑り量の時間軸波形は、図８の摩擦係数μｆ＝０．２におけるデータに相当する。
【００２８】
図８にプロットしたデータを、摩擦係数μｆ：０．１〜０．２の領域と、μｆ：０．３〜０．５の領域とに分けて直線近似することによって、摩擦係数μｆが変化したときの滑り量のピーク値の平均値は、以下のように摩擦係数μｆの関数として表すことができる。
−１．０９５１μｆ  ＋  ０．４６１８  （０．１≦μｆ＜０．３）  （１）
−０．３０２４μｆ  ＋  ０．２２４０  （０．３≦μｆ≦０．５）  （２）
【００２９】
以上述べたように、力低減ファクタについては、図７に示すようにスラブ質量比依存性が有り、スラブ質量比が大きいほど、フレーム１にかかる力を低減することができる。一方、滑り量については、図５及び図８に示すようにスラブ質量比依存性が無い。従って、設計者は、図１（ａ）に示す免震構造を有する建物１００を設計する場合、スラブ質量比を考慮することなくシミュレーションを行うことができる。すなわち、スラブ２が梁１ｂ上を滑動しても柱１ａ等と干渉しないように構造設計時に適切なスペースを確保し、スラブ２の滑り量が確保したスペースの範囲内となるように弾性固有周期及び摩擦係数μｆを決めていけばよい。
【００３０】
次に、本実施形態に係る建物１００の設計方法について説明する。図９は、本実施形態に係る建物１００の設計方法の手順を示すフローチャートである。
【００３１】
まず、設計者は、図１０に示すコンピュータ２００の入力部２１０から、シミュレーションソフトウエアを起動する操作を行う。この起動操作により、コンピュータ２００の制御部２２０は、記憶部２４０からシミュレーションソフトウエアの実行ファイルを読み出し、制御部２２０において実行する。シミュレーションソフトウエアが起動した後、設計者は、入力部２１０から、スラブ２と梁１ｂとの間の摩擦係数μｆ、及び建物１００の弾性固有周期Ｔを入力する（ステップＳ１０１及びＳ１０２）。なお、摩擦係数μｆ、及び建物１００の弾性固有周期Ｔの入力は、設計者が手動で数値を入力してもよいし、記憶部２４０に記憶されたファイルを読み出すことによって入力されるようにしてもよい。次に制御部２２０は、記憶部２４０に記憶された１番目の地震動についての情報を読み出して入力する（ステップＳ１０３及びＳ１０４）。そして、入力された摩擦係数μｆ、弾性固有周期Ｔ、及び地震動についての情報を基に、制御部２２０は非線形地震応答解析を行い、スラブ２の滑り量の時間軸波形を計算する（ステップＳ１０５）。この滑り量の時間軸波形は、例えば図６に示すものである。制御部２２０は、得られた滑り量の時間軸波形からピークサーチを行い、滑り量の絶対値の最大値を算出して、記憶部２４０に記憶する（ステップＳ１０６）。制御部２２０は、続いて２番目以降の地震動の情報を記憶部２４０から読み出して入力し（ステップＳ１０７及びＳ１０４）、スラブ２の滑り量を計算して（ステップＳ１０５）、その絶対値の最大値を記憶する（ステップＳ１０６）。制御部２２０は、１〜２０番目までの地震動に対する滑り量の最大値を記憶した後、それらの値を読み出して（ステップＳ１０８）、中央値を選択する（ステップＳ１０９）。なお、計算結果等は、コンピュータモニター等の出力部２３０から適宜出力することが可能である。制御部２２０は、中央値を保存した後にフローを終了する。
【００３２】
以上述べたように、本実施形態によれば、建物１００全体の質量に占めるスラブ２の質量の比率（スラブ質量比）を用いることなく、摩擦係数μｆと、建物１００の弾性固有周期と、建物１００を建設する地盤１０の地震動とを用いてスラブ２の滑り量を推定することができるので、構造設計の後に意匠設計の段階でスラブ質量比が変化した場合でも、スラブ質量比の変化を考慮することなく、所定の滑り量を満たすように摩擦係数μｆ等の最適化を行うことが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態では、地震動の加速度が摩擦係数μｆに対応する加速度よりも小さい場合には通常の弾性応答となり、地震動の加速度が摩擦係数μｆに対応する加速度よりも大きい場合にのみスラブ２が滑って建物１００に入力されたエネルギーをスラブ２の運動エネルギー及び熱エネルギーに変換するように構成した。
【００３４】
また、本実施形態によれば、柱１ａと梁１ｂとを含むフレーム１は弾性域で応答するように構成されているため、塑性変形を要求する場合とは異なり単純な仕様となり、コストを抑制することができる。
【００３５】
また、本実施形態によれば、スラブ２の滑り面３が滑りに支配されるため、高い機械強度が要求されない。
【００３６】
また、本実施形態によれば、スラブ２にかかる加速度が滑りによって制限されるため、建物１００内の家具や設備など室内に設置されている物の転倒及び横滑りを最小化して財産を保護し、人間にとっての安全性を高め、従来の設計よりも柱梁等の部材断面の小型化を実現することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、２本の同形状の柱要素１ａ'の上端同士を剛な梁要素１ｂ'で水平方向に橋渡しするシミュレーションモデル１００'を採用したことによって、柱要素１ａ'が曲がったときの柱要素１ａ'自身にかかる重力の影響（Ｐ−Δ効果）を考慮
しつつ、梁要素１ｂ'を水平状態に維持したモデルを構築することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、本発明の第２実施形態は、建物１００の設計方法の手順を示すフローチャートが異なる他は、第１実施形態と同様である。従って、ここでは第１実施形態と相違する部分に絞って説明する。
【００３９】
設計者が、図１０に示すコンピュータ２００上で、シミュレーションソフトウエアを起動した後、摩擦係数μｆ及び弾性固有周期Ｔが記憶部２４０から読み出され（ステップＳ２０２及びＳ２０４）、続いて第１番目の地震動に関する情報が読み出されて（ステップＳ２０５及びＳ２０６）、制御部２２０に入力される。次に、入力された摩擦係数μｆ、弾性固有周期Ｔ、及び地震動についての情報を基に、制御部２２０は非線形地震応答解析を行い、スラブ２の滑り量の時間軸波形を計算する（ステップＳ２０７）。制御部２２０は、得られた滑り量の時間軸波形から滑り量の絶対値の最大値を算出して、記憶部２４０に記憶する（ステップＳ２０８）。制御部２２０は、続いて２番目以降の地震動の情報を記憶部２４０から読み出して入力し（ステップＳ２０９及びＳ２０６）、スラブ２の滑り量を計算して（ステップＳ２０７）、その絶対値の最大値を記憶する（ステップＳ２０８）。制御部２２０は、１〜２０番目までの地震動に対する滑り量の最大値を記憶した後、それらの値を読み出して（ステップＳ２１０）、中央値を選択する（ステップＳ２１１）。制御部２２０は、この滑り量の推定を、想定される全ての摩擦係数μｆ、及び弾性固有周期Ｔに対して行う（ステップＳ２１２、及びＳ２１３）。図１１に示すフローでは、摩擦係数μｆを０．１から０．５まで０．１ずつ変化させると共に、弾性固有周期Ｔについても０．１から１０．０まで０．１ずつ変化させて滑り量の推定を行っている。以上のフローは、建物１００の意匠設計が完全に終了していない段階で、設計者が想定される弾性固有周期Ｔの範囲等を考慮して予め行っておくものである。
【００４０】
次に、建物１００の意匠設計が終了し、弾性固有周期Ｔの値が決定した段階で、設計者は、決定した弾性固有周期Ｔに対応した滑り量の値を記憶部２４０から読み出す（ステップＳ２１４）。ここで、読み出される滑り量の値は、決定した弾性固有周期Ｔの値、及び０．１〜０．５の範囲の摩擦係数μｆを用いて計算された滑り量の値である。設計者は、読み出された滑り量の値のうち、当初の構造設計において考慮されていた所定の滑り量以下となるような滑り量の値を選択し、それらの滑り量の値の計算に用いられた摩擦係数μｆの値を特定する（ステップＳ２１５）。これによって、本実施形態の建物１００の設計方法に係るフローを終了する。
【００４１】
以上述べたように、本実施形態によれば、建物１００の構造設計を終了後、意匠設計が終了する前に、想定される弾性固有周期Ｔ、及び摩擦係数μｆの全ての値に対して滑り量の推定をあらかじめ行っておき、弾性固有周期Ｔが決定した時点でその周期Ｔの値を用いて計算した滑り量の値から所定の滑り量以下となる摩擦係数μｆの値を選択するように構成した。これによって、意匠設計終了後に時間を要する非線形地震応答解析を行う必要がなくなるため、建物１００の完成に要する時間を短縮することができる。
【００４２】
なお、上述したところは、本発明の実施形態を示したにすぎず、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。そして、そのような構成は本発明の範囲内であると理解すべきである。例えば、第１及び第２実施形態では、スラブ２が梁１ｂの上を滑動するように構成したが、この態様には限定されない。スラブ２が他のスラブ上を滑動するように構成してもよい。また、スラブ２は、床スラブの他、建物の屋根に取り付ける屋根スラブであってもよい。
【符号の説明】
【００４３】
１        フレーム
１ａ      柱
１ａ'    柱要素
１ｂ      梁
１ｂ'    梁要素
２        スラブ（滑動スラブ）
３        滑り面
３'      平面スライダベアリング要素
１０      地盤
１０'    地盤要素
１００    建物
１００'  シミュレーションモデル
２００    コンピュータ
２１０    入力部
２２０    制御部
２３０    出力部
２４０    記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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