(57)【要約】【課題】建造物本体の揺動の特徴を容易かつ高精度に推定することができる揺動特徴推定装置を提供する。【解決手段】建造物本体に含まれる建造物本体１６の下面に固定された振り下げ３６と、基礎１４に設けられ、振り下げ３６の磁場の強さを測定する測定送信装置３８と、測定送信装置３８の測定結果に基づいて建造物本体の揺動の特徴を示す揺動特徴情報を導出するＣＰＵ３４Ａと、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎に設置された免震装置に支持された建造物本体及び前記基礎の一方に設けられた磁場を発生する磁場発生体と、
前記建造物本体及び前記基礎の他方に設けられ、前記磁場発生体によって発生した磁場の強さを測定する測定手段と、
前記測定手段の測定結果に基づいて前記建造物本体の揺動の特徴を示す揺動特徴情報を導出する導出手段と、
を含む揺動特徴推定装置。
【請求項２】
前記揺動特徴情報を、前記磁場発生体の揺動範囲を特定する情報に対応する情報とした請求項１に記載の揺動特徴推定装置。
【請求項３】
基礎に設置された免震装置に支持された建造物本体及び前記基礎の一方に設けられた磁場を発生する磁場発生体と、
各々前記建造物本体及び前記基礎の他方に対して設けられ、前記磁場発生体によって発生した磁場の強さを測定する複数の測定手段と、
前記複数の測定手段の各々の測定結果に基づいて前記建造物本体の揺動の特徴を示す揺動特徴情報を導出する導出手段と、
を含む揺動特徴推定装置。
【請求項４】
前記揺動特徴情報を、前記磁場発生体の位置を特定する情報に対応する情報とした請求項３に記載の揺動特徴推定装置。
【請求項５】
前記磁場発生体と、前記測定手段に近接させるように該磁場発生体を支持する支持体と、を含んで構成された振り下げを含む請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の揺動特徴推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置を有する建造物に対して適用される揺動特徴推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
免震装置を有する建造物において、例えば地震などにより建造物が大きく揺れた場合、建造物の基礎と免震装置上の建造物本体とで大きな相対変形が生じる。免震装置を有する建造物については、建造物の変形状態を記録しておくことが推奨されており、地盤に接している建造物の基礎上に台紙を設置し、その上に地震時の軌跡を描く方式（罫書き方式）が一般的である。
【０００３】
罫書き方式の他にも例えば特許文献１には、免震装置を有する建造物に含まれる建造物本体の地震時の水平方向の揺動量をスライド部材を用いて計測する発明が開示されている。この発明は、地震発生時に滑り部分が非滑り部分の上又は下を水平方向に摺動することに伴ってスライド部材をスライドさせることにより水平方向の揺動量を記録するものである。スライド部材は地震が収まった後もその位置に停止するので、スライド部材のスライド量がどの程度なのかを目盛りで確認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３８８０４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、罫書き方式の場合、台紙に軌跡が描かれた後に台紙を新しいものに交換しなければならない上、台紙に描かれた軌跡から揺動量を計算しなればならなかった。また、特許文献１に記載の技術は、揺動量を計測した後、スライド部材を含む装置一式を取り換えなければならない上、揺動量を目盛りから読み取らなければならなかった。このように、従来の手法で免震装置を有する建造物に含まれる建造物本体の揺動量を推定する場合、手間がかかる割に高精度な推定が困難である、という問題点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、建造物本体の揺動の特徴を容易かつ高精度に推定することができる揺動特徴推定装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の揺動特徴推定装置を、基礎に設置された免震装置に支持された建造物本体及び前記基礎の一方に設けられた磁場を発生する磁場発生体と、前記建造物本体及び前記基礎の他方に設けられ、前記磁場発生体によって発生した磁場の強さを測定する測定手段と、前記測定手段の測定結果に基づいて前記建造物本体の揺動の特徴を示す揺動特徴情報を導出する導出手段と、を含んで構成した。
【０００８】
請求項１に記載の揺動特徴推定装置を、請求項２に記載の発明のように、前記揺動特徴情報を、前記磁場発生体の揺動範囲を特定する情報に対応する情報としたものとした。
【０００９】
一方、上記目的を達成するために、請求項３に記載の揺動特徴推定装置を、基礎に設置された免震装置に支持された建造物本体及び前記基礎の一方に設けられた磁場を発生する磁場発生体と、各々前記建造物本体及び前記基礎の他方に対して設けられ、前記磁場発生体によって発生した磁場の強さを測定する複数の測定手段と、前記複数の測定手段の各々の測定結果に基づいて前記建造物本体の揺動の特徴を示す揺動特徴情報を導出する導出手段と、を含んで構成した。
【００１０】
請求項３に記載の揺動特徴推定装置を、請求項４に記載の発明のように、前記揺動特徴情報を、前記磁場発生体の位置を特定する情報に対応する情報としたものとした。
【００１１】
請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の揺動特徴推定装置を、請求項５に記載の発明のように、前記磁場発生体と、前記測定手段に近接させるように該磁場発生体を支持する支持体と、を含んで構成された振り下げを含むものとした。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１及び請求項３に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比べ、建造物本体の揺動の特徴を容易かつ高精度に推定することができる、という効果が得られる。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、揺動特徴情報を、磁場発生体の揺動範囲を特定する情報に対応する情報とした構成を有しない場合に比べ、建造物本体の揺動範囲を高精度かつ容易に把握することができる、という効果が得られる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、揺動特徴情報を、磁場発生体の位置を特定する情報に対応する情報とした構成を有しない場合に比べ、建造物本体の揺動経路を高精度かつ容易に把握することができる、という効果が得られる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によれば、前記磁場発生体と、前記測定手段に近接させるように該磁場発生体を支持する支持体と、を含んで構成された振り下げを有しない場合に比べ、磁場の強さを容易かつ正確に測定することができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置が適用された鉄筋コンクリート造の建造物の一例を示す立面図である。
【図２】第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。
【図４】第１の実施の形態に係る推定部のＲＯＭに記憶されている建造物本体揺動量導出テーブルの一例を示す模式図である。
【図５】第１の実施の形態に係る揺動特徴推定処理プログラムの処理の流れの異例を示すフローチャートである。
【図６】第１の実施の形態に係る推定部の二次記憶部に導出時刻毎に揺動量が対応付けられて記憶された一例を示す模式図である。
【図７】第１の実施の形態に係る推定部のＲＯＭに記憶されている振り下げ揺動量導出テーブルの一例を示す模式図である。
【図８】第２の実施の形態に係る揺動特徴推定装置の構成の一例を示す概略構成図である。
【図９】第２の実施の形態に係る揺動特徴推定装置に含まれる測定送信装置群の配置例を示す概略平面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る揺動特徴推定処理プログラムの処理の流れの異例を示すフローチャートである。
【図１１】ビオ・サバールの法則の説明に供する説明図である。
【図１２】第２の実施の形態に係る推定部の二次記憶部に推定時刻毎に揺動位置が対応付けられて記憶された一例を示す模式図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る推定部のディスプレイに表示された建造物の揺動経路を表す軌跡の一例を示す画面図である。
【図１４】実施の形態に係る揺動特徴推定装置の変形例を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の一例について詳細に説明する。なお、以下の実施の形態では、免震装置を有する鉄筋コンクリート造の建造物に本発明を適用した例を示すが、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、免震装置を有する様々な構造や規模の構造物に対して適用することができる。
【００１８】
［第１の実施の形態］
【００１９】
図１は、鉄筋コンクリート造の建造物１０の一例を示す立面図である。図１に示すように、建造物１０は、地盤１２上に設けられた下部構造物としての鉄筋コンクリート造の基礎１４と、上部構造物としての鉄筋コンクリート造の建造物本体１６と、基礎１４と建造物本体１６との間に挿入された免震装置１８と、を含んで構成されている。免震装置１８は、鉛プラグ入りの複数の積層ゴム体２４を含んで構成されている。
【００２０】
積層ゴム体２４は、円盤状のゴム体と円盤状の鋼製の板部材とを交互に複数積層して形成されており、平面視にてゴム体及び板部材の略中央に形成された孔に圧入された円柱状の鉛プラグの塑性変形によって減衰機能を発揮する。
【００２１】
上記のように構成された建造物１０は、揺動特徴推定装置３０を含んで構成されている。揺動特徴推定装置３０は、基礎１４と建造物本体１６との間に配置され、建造物本体１６の水平方向に対する揺動（以下、「建造物本体１６の揺動」という。）の特徴を推定するために要する物理量を測定する測定部３２と、建造物１０の一室に設置されており、測定部３２での測定結果に基づいて建造物本体１６の揺動の特徴を推定する推定部３４と、を含んで構成されている。
【００２２】
図２は、本第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置３０の構成の一例を示す概略構成図である。図２に示すように、測定部３２は、振り下げ３６及び測定送信装置３８を含んで構成されている。振り下げ３６は、鉄を材料として形成された円柱状の鉄棒３６Ａ及び鉄棒３６Ａの先端面に固定された永久磁石３６Ｂを含んで構成されている。鉄棒３６Ａの基端は建造物本体１６の下面に固定されている。永久磁石３６Ｂは先細りした形状（一例として円錐状）に形成されており、その底面が鉄棒３６Ａの先端面に固定され、これによって永久磁石３６Ｂは鉄棒３６Ａに支持される。測定送信装置３８は、振り下げ３６に含まれる永久磁石３６Ｂによって発生する磁場の強さを測定すると共に測定結果を所定の送信先に無線送信するものであり、振り下げ３６の先端（一例として円錐状の永久磁石３６Ｂの頂点）の真下に位置すると共に振り下げ３６の先端に近接するように基礎１４の上面に設置されている。なお、ここで言う「近接」とは、例えば測定送信装置３８により所定の磁場の強さが測定可能となる間隔で振り下げ３６の先端と離れているということであり、具体的には測定送信装置３８の測定面から振り下げ３６の先端まで所定距離（例えば８０ｍｍ）離れていることを意味する。
【００２３】
推定部３４は、測定送信装置３８の無線送信先である。本第１の実施の形態では、推定部３４として、測定送信装置３８との間で通信（無線通信又は有線通信）可能なパーソナル・コンピュータを適用しているが、これに限らず、例えばマイクロコンピュータであっても良く、後述する揺動推定処理プログラムを実行することができるコンピュータを備えたものであれば代替可能である。
【００２４】
図３は、本第１の実施の形態に係る推定部３４及び測定送信装置３８の電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、推定部３４は、推定部３４全体の動作を司るＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）３４Ａと、ＣＰＵ３４Ａによる各種処理プログラムの実行時のワークエリア等として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）３４Ｂと、各種制御プログラムや各種パラメータ等が予め記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）３４Ｃと、各種情報を記憶するために用いられる記憶手段としての二次記憶部（一例としてハードディスク装置）３４Ｄと、各種情報を入力するために操作される操作部（一例としてマウス及びキーボード）３４Ｅと、各種情報を表示するために用いられるディスプレイ（一例として液晶ディスプレイ）３４Ｆと、測定送信装置３８との間での無線通信動作を制御する無線通信部３４Ｇと、が備えられており、これら各部はアドレスバス、データバス、及び制御バス等のバス４０を介して互いに電気的に接続されている。
【００２５】
従って、ＣＰＵ３４Ａは、ＲＡＭ３４Ｂ、ＲＯＭ３４Ｃ及び二次記憶部３４Ｄに対するアクセス、操作部３４Ｅを介した各種情報の取得、ディスプレイ３４Ｆに対する各種情報の表示、並びに無線通信部３４Ｇを介した測定送信装置３８との間の各種情報の授受を各々行うことができる。
【００２６】
一方、測定送信装置３８は、永久磁石３６Ｂによって発生する磁場の強さを測定する磁気センサ３８Ａと、磁気センサ３８Ａにより測定された磁場の強さを示す情報（一例として電圧信号）を推定部３４の無線通信部３４Ｇに対して無線通信により所定時間（例えば０．１秒）毎に送信する送信部３８Ｂとを備えている。
【００２７】
本第１の実施の形態に係る磁気センサ３８Ａは、アモルファス磁性金属ワイヤのＭＩ効果（Magnet-Impedance Effect）を応用した磁気センサである。アモルファスとは、非晶質という意味であり、通常の金属とは異なって結晶構造を持たず、内部構造が一様で理想的な軟磁気特性を示す。ＭＩ効果とは、アモルファス磁性金属ワイヤにパルス電流を流したときのインピーダンスが微小な外部磁界により極めて大きな変化を示す現象を指す。本第１の実施の形態に係る磁気センサ３８Ａは、外部磁界（外部磁場）の強さを測定するセンサとして使用され、アモルファス磁性金属ワイヤのインピーダンスに対応する電圧信号を出力する。
【００２８】
ところで、本第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置３０では、磁気センサ３８Ａによって測定された磁場の強さに基づいて振り下げ３６の先端の揺動量を導出し、導出した振り下げ３６の先端の揺動量に基づいて建造物本体１６の揺動量を推定する揺動量推定機能を有している。この揺動量推定機能を実現するために、本第１の実施の形態に係る推定部３４のＲＯＭ３４Ｂには一例として図４に示す建造物本体揺動量導出テーブル４２が予め記憶されている。一例として図４に示すように、建造物本体揺動量導出テーブル４２は、振り下げ３６が静止している状態（以下、「初期状態」という。）のときの振り下げ３６の先端の位置を基準位置とした場合の基準位置からのずれ量である振り下げ３６の先端の揺動量と振り下げ３６の先端の揺動量に対して一意に定められた建造物１０の揺動の特徴を示す揺動特徴情報の一例である建造物本体１６の揺動量（建造物本体１６の初期状態時の静止位置からのずれ量）とが対応付けられて構成されている。なお、ここでは、建造物本体１６の揺動量として、種々の条件下で各々繰り返し行われたコンピュータ・シミュレーションや実験などによって予め得られた値を適用している。
【００２９】
次に、本第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置３０の作用として、図５を参照して、揺動特徴推定処理を実行する際の揺動特徴推定装置３０の作用を説明する。なお、図５は、推定部３４の操作部３４Ｅを介して揺動特徴推定処理を実行する旨の指示入力が行われた際に推定部３４のＣＰＵ３４Ａによって実行される揺動特徴推定処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートであり、このプログラムは二次記憶部３４Ｄの所定領域に予め記憶されている。
【００３０】
図５のステップ１００では、測定送信装置３８から送信された電圧信号を受信（取得）するまで待機する。ステップ１００において電圧信号が取得されると肯定判定となってステップ１０１に移行する。ステップ１０１では、磁気センサ３８Ａによって測定された磁場の強さが初期状態時に測定された磁場の強さから変化したか否かを判定し、否定判定となった場合には本揺動特徴推定処理プログラムを終了する一方、肯定判定となった場合にはステップ１０２に移行する。
【００３１】
ステップ１０２では、上記ステップ１００の処理で取得された電圧信号に基づいて建造物本体１６の揺動量を導出する。本ステップ１０２では、例えば、電圧信号の信号レベルから一意に定まる磁場の強さ及び磁場の強さの測定時に磁気センサ３８Ａに流れる電流値からビオ・サバールの法則を用いて逆問題を解くことにより、振り下げ３６の先端の初期状態時の位置からの揺動量を算出する。そして、算出した揺動量に対して１対１で予め対応付けられた建造物本体１６の揺動量を建造物本体揺動量導出テーブル４２から導出する。なお、ビオ・サバールの法則とは、下記の（１）式で表される法則のこと言う。（１）式は、一例として図１１に示すように、電流の微小部分がある点（ここでは点Ｐという）に作る磁場の強さ（磁場の大きさ）が、電流値Ｉ、その微小部分の長さΔｓ、及び電流の方向と点Ｐの方向とのなす角θの正弦に比例し、点Ｐまでの距離ｒの二乗に反比例することを示している。なお、（１）式において、Ｂは磁場の強さを示し、μ０／４πは比例定数を示している。
【００３２】
ΔＢ＝（μ０／４π）・（ＩΔｓ・ｓｉｎθ／ｒ２）・・・・（１）
【００３３】
なお、本第１の実施の形態では、上記ステップ１０２の処理として、建造物本体揺動量導出テーブル４２から建造物本体１６の揺動量を導出する処理の形態例を挙げているが、これに限らず、例えば振り下げ３６の高さに対する太さ（例えば外径）の割合が非常に大きいなどの振り下げ３６の剛性が無視できる理由があれば、振り下げ３６の先端の揺動量を建造物本体１６の揺動量として適用しても良い。
【００３４】
次のステップ１０４では、上記ステップ１０２の処理によって導出された建造物本体１６の揺動量を予め定められた記憶領域α（一例として二次記憶部３４Ｄの所定領域）に時系列順に記憶した後、ステップ１０６に移行する。図６には、建造物本体１６の揺動量が記憶される記憶領域αの一例が模式的に示されている。図６に示す例では、現時点の時刻毎（ここでは一例として上記ステップ１０４の処理の実行時刻毎）に建造物本体１６の揺動量が記憶された例が示されている。
【００３５】
ステップ１０６では、上記ステップ１０４の処理によって記憶領域αに記憶された建造物本体１６の揺動量の個数（導出結果の個数）が予め定められた閾値（一例として「３０」）を超えたか否かを判定し、否定判定となった場合にはステップ１０２に戻る一方、肯定判定となった場合にはステップ１０８に移行する。
【００３６】
ステップ１０８では、現時点で記憶領域αに記憶されている建造物本体１６の揺動量に基づいて建造物本体１６の最大揺動量（一例として最大振幅）を推定する。本ステップ１０８では、例えば、現時点で記憶領域αに記憶されている建造物本体１６の揺動量から揺動量のピークｔｏピーク値を抽出し、抽出したピークｔｏピーク値から最大揺動量を算出することにより推定する。また、この他の方法としては、建造物本体１６の揺動量の経時変化のプロファイルとして予め定められた複数のパターンのプロファイルとこれらのプロファイルの各々に対して一意に定められた建造物本体１６の最大揺動量とが対応付けられて構成されたテーブルから、現時点で記憶領域αに記憶されている建造物本体１６の揺動量によって作成されたプロファイルに対応する最大揺動量を導出することにより建造物本体１６の最大揺動量を推定する方法が例示できる。また、記憶領域αに時刻毎に記憶されている建造物本体１６の揺動量から揺動速度を算出し、算出した揺動速度から建造物本体１６の最大揺動量を推定しても良い。なお、本第１の実施の形態では最大揺動量として最大振幅を推定しているが、これに限らず、建造物１０の特定の位置（例えば建造物本体１６の初期状態時の静止位置）からの最大揺動量であっても良い。また、最大揺動量に限らず、記憶領域αに記憶されている建造物本体１６の揺動量の平均値であっても良い。また、揺動量の推定に限定する必要はなく、揺動量、揺動速度及び揺動加速度の少なくとも１つを推定することも可能である。
【００３７】
ステップ１１０では、上記ステップ１０８の処理によって推定された最大揺動量を二次記憶部３４Ｄの予め定められた記憶領域βに現時点の時刻に関連付けて記憶すると共に、ディスプレイ３４Ｆに現時点の時刻と共に表示した後、本揺動特徴推定処理プログラムを終了する。なお、上記ステップ１１０では、最大揺動量を記憶すると共に表示する場合の処理を例示したが、これに限らず、最大揺動量が予め定められた揺動量を超えた場合に警告を表示（可視表示、永久可視表示及び可聴表示）する処理であっても良いし、これらの処理を選択的に実行しても良い。何れの処理の実行を選択するかはユーザによって操作部３４Ｅを介して行わせると良い。
【００３８】
以上詳細に説明したように、本第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置３０によれば、基礎１４に設置された免震装置１８に支持された建造物本体１６に設けられた磁場を発生する磁場発生体の一例である永久磁石３６Ｂと、基礎１４に設けられ、永久磁石３６Ｂによって発生した磁場の強さを測定する測定手段の一例である磁気センサ３８Ａと、磁気センサ３８Ａの測定結果に基づいて建造物１０の揺動の特徴を示す揺動特徴情報（一例として建造物本体１６の揺動量）を導出する導出手段の一例であるＣＰＵ３４Ａと、を備えているので、建造物本体１６の揺動の特徴を容易かつ高精度に推定することができる。
【００３９】
また、本第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置３０によれば、揺動特徴情報として、振り下げ３６の先端（一例として永久磁石３８Ａの先端）の揺動範囲を特定する情報（一例として振り下げ３６の先端の揺動量）に対応する情報（一例として建造物本体１６の揺動量）を採用しているので、建造物本体１６の揺動範囲を高精度かつ容易に把握することができる。
【００４０】
また、本第１の実施の形態に係る揺動特徴推定装置３０によれば、永久磁石３６Ｂとこの永久磁石３６Ｂを磁気センサ３８Ａに近接させるように支持する支持体の一例である鉄棒３６Ａと、を含んで構成された振り下げ３６を備えているので、振り下げ３６を有しない場合に比べ、磁場の強さを容易かつ正確に測定することができる。
【００４１】
また、振り下げ３６の先端部を先細りした形状としたので、磁場の強さをより一層容易かつ正確に測定することができる。
【００４２】
なお、上記第１の実施の形態では、ビオ・サバールの法則を用いて振り下げ３６の先端の揺動量を算出する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば図７に示すように、ＲＯＭ３４Ｃに振り下げ揺動量導出テーブル４４を予め記憶させておき、振り下げ揺動量導出テーブル４４を用いて振り下げ３６の先端の揺動量を導出しても良い。一例として図７に示すように、振り下げ揺動量導出テーブル４４は、磁気センサ３８から出力される電圧信号のうち、所定時間間隔で前後する電圧信号間の信号レベルの差と振り下げ３６の先端の揺動量とが対応付けられて構成されている。このように構成された振り下げ揺動量導出テーブル４４を用いて建造物本体１６の揺動量を推定する場合、上記ステップ１０２において、前回取得した電圧信号の信号レベルと今回取得した電圧信号の信号レベルとの差（信号レベル差）を算出し、この信号レベル差に対応する振り下げ３６の先端の揺動量を振り下げ揺動量導出テーブル４４から導出し、導出した振り下げ３６の先端の揺動量に基づいて建造物本体１６の揺動量を推定する。なお、振り下げ揺動量導出テーブル４４で用いられる振り下げ３６の先端の揺動量としては、種々の条件下で各々繰り返し行われたコンピュータ・シミュレーションや実験などによって予め得られた値を用いれば良い。
【００４３】
また、上記第１の実施の形態では、建造物本体１６の揺動量を建造物本体揺動量導出テーブル４２から導出する形態例を挙げて説明したが、これに限らず、振り下げ３６の先端の揺動量に対して予め定められた補正係数を乗じて得た結果又は所定の演算式を用いて得られた解を建造物本体１６の揺動量として採用しても良い。
【００４４】
また、上記第１の実施の形態では、ビオ・サバールの法則を用いて所定時間毎に振り下げ３６の先端の揺動量を推定する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば初期状態時に磁気センサ３８Ａで測定される磁場の強さに相当する磁場の強さが磁気センサ３８Ａによって測定された時刻を二次記憶部３４Ｄに蓄積し、蓄積した時刻の時間間隔から振り下げ３６の先端の揺動量を推定しても良い。このように所定の磁場の強さに相当する磁場の強さが磁気センサ３８Ａによって測定された時刻を二次記憶部３４Ｄに蓄積し、蓄積した時刻の時間間隔から振り下げ３６の先端の揺動量を推定することも可能である。
【００４５】
また、上記第１の実施の形態では、上記ステップ１０６の処理として導出結果の個数が閾値を超えたか否かを判定する処理を適用しているが、これに限らず、例えば上記ステップ１０２の処理の実行を初めて開始してから所定時間が経過したか否かを判定する処理を適用しても良く、所定条件を満足するまで上記ステップ１０２，１０４の処理を繰り返し実行するようにすれば良い。
【００４６】
［第２の実施の形態］
【００４７】
上記第１の実施の形態では、単数の測定送信装置３８を用いて建造物の揺動の特徴を推定する場合の形態例を挙げて説明したが、本第２の実施の形態では複数の測定送信装置を用いて建造物１０の揺動の特徴を推定する場合について説明する。なお、本第２の実施の形態では、上記第１の実施の形態と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
図８は、本第２の実施の形態に係る揺動特徴推定装置６０に含まれる測定送信部６２の構成の一例を示す概略構成図である。図８に示すように、本第２の実施の形態に係る揺動特徴推定装置６０は、上記第１の実施の形態で示した揺動特徴推定装置３０に比べ、測定部３２に代えて測定部６２を適用した点が異なっている。測定部６２は、上記第１の実施の形態で説明した測定部３２に比べ、測定送信装置３８に代えて測定送信装置群６４を適用した点が異なっている。測定送信装置群６４は、一例として図９に示すように、測定送信装置６４Ａ〜６４Ｇを含んで構成されており、これらの各々は何れも上記第１の実施の形態で説明した測定送信装置３８と同様に構成されている。基礎１４上において、測定送信装置６４Ａは、上記第１の実施の形態で説明した測定送信装置３８と同様の位置に載置され、測定送信装置６４Ｂ〜６４Ｇの各々は、測定送信装置６４Ａを中心に仮想的に描かれる正六角形の各頂点に重なるように載置されている。
【００４９】
次に、本第２の実施の形態に係る揺動特徴推定装置６０の作用として、図１０を参照して、本第２の実施の形態に係る揺動特徴推定処理を実行する際の揺動特徴推定装置６０の作用を説明する。なお、図１０は、推定部３４の操作部３４Ｅを介して本第２の実施の形態に係る揺動特徴推定処理を実行する旨の指示入力が行われた際に推定部３４のＣＰＵ３４Ａによって実行される揺動特徴推定処理プログラムの処理の流れの一例を示すフローチャートであり、このプログラムは二次記憶部３４Ｄの所定領域に予め記憶されている。
【００５０】
図１０のステップ２００では、測定送信装置６４Ａ〜６４Ｇの各々から送信された各電圧信号を受信（取得）するまで待機する。ステップ２００において各電圧信号が取得されると肯定判定となってステップ２０２に移行する。ステップ２０２では、測定送信装置６４Ａ〜６４Ｇの各々に含まれる磁気センサ３８Ａの何れかによって測定された磁場の強さが初期状態時に測定された磁場の強さから変化したか否かを判定し、否定判定となった場合には本揺動特徴推定処理プログラムを終了する一方、肯定判定となった場合にはステップ２０４に移行する。
【００５１】
ステップ２０４では、上記ステップ２００の処理で取得された磁気センサ３８Ａ毎の電圧信号の信号レベルから一意に定まる磁場の強さ及び磁場の強さの測定時に磁気センサ３８Ａに流れる電流値からビオ・サバールの法則を用いて逆問題を解くことにより、振り下げ３６の先端の揺動位置を、基準位置を原点とした二次元座標を用いて推定した後、ステップ２０６に移行する。基準位置を原点とした二次元座標とは、具体的には図９に示すように測定送信装置６４Ａの中心点上に位置する振り下げ３６の先端の位置を原点とした水平面上に設定された二次元座標のことを言う。よって、振り下げ３６の先端の揺動位置は、初期状態のときの振り下げ３６の先端を含む水平面を、初期状態のときの振り下げ３６の先端の位置を原点とした二次元座標面とした場合の図１１に示す点Ｐが二次元座標面に投影されたときの位置を特定する二次元座標によって表すことができる。
【００５２】
ステップ２０６では、上記ステップ２０２の処理によって推定された揺動位置を予め定められた記憶領域α（一例として二次記憶部３４Ｄの所定領域）に時系列順に記憶した後、ステップ２０８に移行する。図１２には、揺動位置が記憶される記憶領域αの一例が模式的に示されている。図１２に示すように、揺動位置を特定する二次元座標は、揺動位置を推定した時刻毎（ここでは一例として上記ステップ２０４の処理の実施時刻毎）に記憶される。なお、図１２に示す例では、揺動位置を特定する二次元座標が０．１秒間隔で記憶された場合が示されている。
【００５３】
ステップ２０８では、上記ステップ２０６の処理によって記憶領域αに記憶された揺動位置の個数（推定結果の個数）が予め定められた閾値（一例として「１０００」）を超えたか否かを判定し、否定判定となった場合にはステップ２０２に戻る一方、肯定判定となった場合にはステップ２１０に移行する。
【００５４】
ステップ２１０では、現時点で記憶領域αに記憶されている揺動位置に基づいて予め定められた期間内の建造物本体１６の揺動量を推定する。本ステップ２１０では、例えば最初に推定した揺動位置から所定時間（１．５秒）後に推定した揺動位置までの距離を算出し、算出して得られた結果に対して予め定められた補正係数を乗じて得られた値を予め定められた期間内の建造物本体１６の揺動量として採用している。ここで言う補正係数とは、振り下げ３６の先端の揺動量を建造物本体１６の揺動量に補正するための係数のことである。この補正係数を乗じる理由としては、振り下げ３６の先端の揺動量が必ずしも建造物本体１６の揺動量に相当するとは限らないため、建造物本体１６の揺動に伴って振り下げ３６が揺動したときに生じる振り下げ３６の撓みに係る要素を除去する必要があるからである。しかし、例えば振り下げ３６の高さに対する太さの割合が非常に大きいなどの振り下げ３６の剛性に基づく撓みが無視できる理由があれば、振り下げ３６の先端の揺動量を建造物本体１６の揺動量としてそのまま採用しても良い。また、本第２の実施の形態では、ステップ２１０にて予め定められた期間内の建造物本体１６の揺動量を推定する例を挙げているが、これに限らず、予め定められた期間内の建造物本体１６の速度や加速度などを建造物１０の揺動の特徴を示す情報として推定しても良い。
【００５５】
次のステップ２１２では、上記ステップ２０６の処理によって記憶領域αに記憶された揺動位置から導出された建造物本体１６の揺動位置間（所定時間毎（ここでは一例として０．１秒毎）の揺動区間）を繋ぎ合わせることにより建造物本体１６の揺動経路を辿る軌跡を作成し、作成した軌跡をディスプレイ３４Ｆに表示すると共に、上記ステップ２１０の処理によって推定された揺動量を、何れの揺動区間の揺動量であるかを特定可能に表示する。図１３には、建造物本体１６の揺動に係る軌跡がディスプレイ３４Ｆに表示された一例が示されている。図１３に示す例では、上記ステップ２１０の処理で推定された建造物本体１６の揺動量が１０ｃｍであることが示されている。また、図１３には図示されていないが、建造物本体１６の揺動量が１０ｃｍと表示された対応する軌跡を他の軌跡とは異なる形態で表示しても良い。ここで言う「他の軌跡と異なる形態で表示」としては、線種を他の軌跡と異ならせて表示すること、色を他の軌跡と異ならせて表示すること等が例示できる。また、予め定められた時間間隔毎に軌跡の表示形態（例えば線種や色）を変えても良いし、予め定められた揺動区間の軌跡のみを残してそれ以外の軌跡を消去しても良いし、その逆であっても良い。
【００５６】
なお、上記ステップ２１２の処理においても建造物本体１６の揺動位置を特定する二次元座標は、記憶領域αに記憶された隣接する揺動位置間の距離の各々（所定時間毎（ここでは一例として０．１秒毎）の揺動区間）に対して上述した補正係数を乗じることによって導出されるが、例えば振り下げ３６の高さに対する太さの割合が非常に大きいなどの振り下げ３６の剛性に基づく振り下げ３６の撓みを無視できる理由があれば、振り下げ３６の先端の揺動量を建造物本体１６の揺動量としてそのまま採用しても良い。
【００５７】
以上詳細に説明したように、本第２の実施の形態に係る揺動特徴推定装置６０によれば、基礎１４に設置された免震装置１８に支持された建造物本体１６に設けられた磁場を発生する磁場発生体の一例である永久磁石３６Ｂと、各々基礎１４に設けられ、永久磁石３６Ｂによって発生した磁場の強さを測定する複数の測定手段の一例である複数の磁気センサ３８Ａと、複数の磁気センサ３８Ａの各々の測定結果（一例として各磁気センサ３８Ａで測定された磁場の強さに対応する電圧信号）に基づいて建造物１０の揺動の特徴を示す揺動特徴情報（一例として揺動位置を特定する二次元座標）を導出する導出手段の一例であるＣＰＵ３４Ａと、を備えているので、建造物本体１６の揺動の特徴を容易かつ高精度に推定することができる。
【００５８】
また、揺動特徴情報として、振り下げ３６の先端の位置を特定する情報（一例として振り下げ３６の先端の揺動位置を特定する二次元座標）に対応する情報（一例として振り下げ３６の先端の揺動位置間の距離に補正係数を乗じて得られた二次元座標）を採用しているので、建造物本体１６の揺動経路を高精度かつ容易に把握することができる。
【００５９】
なお、上記第２の実施の形態では、測定送信装置６４Ａ〜６４Ｇの各々に含まれる磁気センサ３８Ａの各々の測定結果からビオ・サバールの法則を用いて振り下げ３６の先端の揺動位置を導出する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば測定送信装置６４Ａ〜６４Ｇの各々に含まれる磁気センサ３８Ａの各々から出力される電圧信号の信号レベルの組み合わせと二次元座標とが対応付けられて構成された揺動位置導出テーブルを事前に用意しておき（例えばＲＯＭ３４Ｃに予め記憶しておき）、この揺動位置導出テーブルを用いて振り下げ３６の先端の揺動位置を導出しても良い。なお、揺動位置導出テーブルで用いられる振り下げ３６の先端の揺動量としては、種々の条件下で各々繰り返し行われたコンピュータ・シミュレーションや実験などによって予め得られた値を用いれば良い。
【００６０】
また、上記第２の実施の形態では、測定送信装置６４Ａ〜６４Ｇを用いて振り下げ３６の先端の揺動位置を特定する二次元座標を導出する場合の形態例を挙げて説明したが、測定送信装置の設置個数を増やすことにより、揺動位置を特定する二次元座標がきめ細かく導出可能となることは言うまでも無い。逆に、測定送信装置の設置個数を減らせばその分だけ演算量が少なくなるので演算にかかる負荷（例えばＣＰＵ３４Ａにかかる負荷）を軽減することが可能となる。
【００６１】
また、上記第２の実施の形態では、上記ステップ２０８の処理として推定結果の個数が閾値を超えたか否かを判定する処理を適用しているが、これに限らず、例えば上記ステップ２０２の処理の実行を初めて開始してから所定時間が経過したか否かを判定する処理を適用しても良く、所定条件を満足するまで上記ステップ２０２，２０４，２０６の処理を繰り返し実行するようにすれば良い。
【００６２】
また、上記各実施の形態では、建造物本体１６の水平方向の揺動の特徴を推定する場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、例えば図１４に示すように建造物本体１６に含まれる縦壁１０Ａの壁面に振り下げ３６の基端を固定し、振り下げ３６の先端側の縦壁（縦壁１０Ａに対向する縦壁であって、基礎１４の一部を構成する縦壁）１０Ｂに測定送信装置群６４を設けても良い。この場合、振り下げ３６と測定送信装置群６４との相対的な位置関係は上記第２の実施の形態で説明した位置関係を適用すれば良い。これにより、建造物１０の縦揺れ（鉛直方向の揺動）の特徴を推定することが可能となる。但し、図１４に示すように縦壁１０Ａに対して棒状の振り下げ３６の基端が固定された場合に振り下げ３６の自重により振り下げ３６が撓んでしまうような場合は振り下げ３６の長さを短くし（振り下げ３６の高さに対する太さの割合を大きくし）、測定送信装置群６４を台座に載せて振り下げ３６の先端との距離を縮めると良い。
【００６３】
また、上記各実施の形態では、所定時間毎に振り下げ３６の揺動の特徴から建造物１０の揺動の特徴を導出したが、振り下げ３６の先端の揺動の特徴に係る情報だけを先に取得しておき、後で一括して建造物本体１６の揺動の特徴を導出しても良い。
【００６４】
また、上記各実施の形態では、振り下げ３６の先端の磁場の強さに基づいて建造物本体１６の揺動の特徴を推定したが、この他にも建造物本体１６の揺動の特徴を推定する手法が考えられる。例えば、振り下げ３６に代えて先端部に発光体を備えたロッドの基端を建造物本体１６に含まれる躯体に固定し、発光体から発せられる光を検知する複数のフォトセンサをロッドの先端側にロッドから距離を置くと共に同一平面上（例えば基礎１４の上面）に所定間隔毎に散在させて、これらのフォトセンサで発光体の光を検知することによってロッドの先端部の揺動位置を推定する、という手法が挙げられる。また、フォトセンサを単数とし、このフォトセンサで光を検知した時刻を蓄積しておき、蓄積した時刻の時間間隔からロッドの揺動の大きさを推定する、という手法も考えられる。
【００６５】
また、上記各実施の形態では、永久磁石３６Ｂを用いた場合の形態例を挙げて説明したが、これに限らず、電磁石であっても良いし、磁化された磁性体（一例として鉄）であっても良い。このように磁場を発生する磁場発生体であれば如何なるものも適用可能である。
【００６６】
また、上記各実施の形態では、上記ステップ１１０及び上記ステップ２１２に示す「所定処理」として、建造物本体１６の揺動の特徴を示す揺動特徴情報をディスプレイ３４Ｆに表示する処理を実行する場合の形態例を挙げて説明したが、ディスプレイ３４Ｆに表示せずに例えば二次記憶部３４Ｄに記憶して留めておいても良いし、特定の通信装置に送信する処理を適用しても良い。
【００６７】
また、上記各実施の形態では、建造物本体１６に振り下げ３６を固定し、振り下げ３６に対向するように基礎１４に磁気センサ３８Ａを固定したが、これらを逆に配置しても良い。つまり、建造物本体１６に磁気センサ３８Ａを配置し、基礎１４に振り下げ３６を配置するということである。但し、この場合、振り下げ３６を、その先端（永久磁石３５Ｂ）が磁気センサ３８Ａに対向するように（永久磁石３５Ｂの磁場の強さが測定可能となる位置に）配置する必要がある。
【００６８】
また、上記各実施の形態では、振り下げ３６に含まれる鉄棒３６Ａの全長を固定値としたが、伸縮自在に構成しても良い。この場合、外筒とこの外筒にスライド自在に有用される内筒と、を含んで構成された伸縮鉄棒が例示できる。これにより、建造物本体１６の下面と基礎１４の上面との間隔に応じて振り下げの全長を調節することが可能となる。
【符号の説明】
【００６９】
１０  建造物
１６  建造物本体
１８  免震装置
３４Ａ  ＣＰＵ
３６  振り下げ
３６Ａ  鉄棒
３６Ｂ  永久磁石
３８Ａ  磁気センサ
【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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【図１２】
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【図１４】
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【図１３】
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