(57)【要約】【課題】限られた階に設置したセンサで得られた建物の地震時応答情報に基づいて、従来より簡易にかつ高速に建物の健全性を判定することを可能にする建物健全性判定システムを提供する。【解決手段】本発明の建物健全性判定システムは、多層構造の建物の健全性を判定する建物健全性判定システムであって、建物の観測層に配置され、振動に対応するセンサ応答情報を出力するセンサと、建物の１次設計及び２次設計の各々における建物の各層の保有層せん断耐力から、保有層せん断耐力と応答情報との対応を示す所定の式で求めた各層の第１応答情報及び第２応答情報のそれぞれとを記憶する応答情報記憶部と、第１応答情報及び第２応答情報の各々と、振動に対応したセンサ応答情報とを比較して、建物の健全性の判定を行う健全性判定部とを備える。【選択図】図２
2016105050.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層構造の建物の健全性を判定する建物健全性判定システムであって、
前記建物の観測層に配置され、振動に対応するセンサ応答情報を出力するセンサと、
建物の１次設計及び２次設計の各々における建物の各層の保有層せん断耐力から、当該保有層せん断耐力と応答情報との対応を示す所定の式で求めた各層の第１応答情報及び第２応答情報のそれぞれとを記憶する応答情報記憶部と、
前記第１応答情報及び第２応答情報の各々と、前記振動に対応した前記センサ応答情報とを比較して、前記建物の健全性の判定を行う健全性判定部と
を備えることを特徴とする建物健全性判定システム。
【請求項２】
前記式が以下に示す式である
ことを特徴とする請求項１に記載の建物健全性判定システム。
【数１】
2016105050.tif 000005
上記式において、Ｑｙｉがｉ層の保有層せん断耐力であり、ＡｙｉがＱｙｉに対応する層の応答加速度であり、Ｎが建物の層数であり、ｍｊが各層の質量である。
【請求項３】
前記センサが前記建物における複数の異なる層の前記観測層に設けられており、
前記健全性判定部が、当該観測層毎の前記センサが出力する前記センサ応答情報の各々を、前記第１応答情報及び前記第２応答情報のそれぞれと比較して、前記建物の健全性の判定を行う
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建物健全性判定システム。
【請求項４】
前記健全性判定部が、
前記センサ応答情報が、前記第１応答情報未満、前記第１センサ応答情報以上でありかつ前記第２応答情報以下、第２応答情報を超えているのいずれかであるかにより、前記建物の健全性の程度の判定を行う
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建物健全性判定システム。
【請求項５】
多層構造の建物の健全性を判定する建物健全性判定方法であって、
健全性判定部が、
前記建物の観測層に配置されたセンサから、振動に対応するセンサ応答情報を読み込む過程と、
建物の１次設計及び２次設計の各々における建物の各層の保有層せん断耐力から、当該保有層せん断耐力と応答情報との対応を示す所定の式で求めた各層の第１応答情報及び第２応答情報のそれぞれとを、応答情報記憶部から読み込む過程と、
前記第１応答情報及び第２応答情報の各々と、前記振動に対応した前記センサ応答情報とを比較して、前記建物の健全性の判定を行う過程と
を含むことを特徴とする建物健全性判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震後の建物の健全性を判定する建物健全性判定システム及び建物健全性判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物にセンサを設置し、このセンサからの情報に基づいて建物の損傷、劣化の度合いを把握し、建物の損傷検知や健全性評価を行う構造ヘルスモニタリングが注目されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。特に、オフィスビルやマンション等の多層構造の建物においては、地震が発生した際に、その被災状況を早期に判定（把握）、判定することが求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９５３５４号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５４２３９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、建物に多数のセンサを設置し、地震時の建物の各階（層）の応答、さらに建物全体の応答を把握することが好ましいが、現実的には経済性（コスト）などの制約から多数のセンサを設置することが難しい。
また、建物に多数のセンサを設置した場合、正確に建物の挙動を取得するためには、各センサからの応答情報を取得する際に、取得のタイミングの同期を取る必要がある。
有線で各センサから応答情報を取得する場合には、各センサから同時に地震振動の応答情報を取得するため、各センサを接続する配線の設備にコストがかかってしまう。
【０００５】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、必要なセンサ数を低減させ、所定の階に設置したセンサで得られた建物の地震時のセンサ応答情報に基づいて、従来より簡易にかつ高速に建物の健全性を判定することを可能にする建物健全性判定システム及び建物健全性判定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】
上述した課題を解決するために、本発明の建物健全性判定システムは、多層構造の建物の健全性を判定する建物健全性判定システムであって、前記建物の観測層に配置され、振動に対応するセンサ応答情報を出力するセンサと、建物の１次設計及び２次設計の各々における建物の各層の保有層せん断耐力から、当該保有層せん断耐力と応答情報との対応を示す所定の式で求めた各層の第１応答情報及び第２応答情報のそれぞれとを記憶する応答情報記憶部と、前記第１応答情報及び第２応答情報の各々と、前記振動に対応した前記センサ応答情報とを比較して、前記建物の健全性の判定を行う健全性判定部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の建物健全性判定システムは、前記式が以下に示す式（後述する（１）式）であることを特徴とする。
【０００８】
上記式において、Ｑｙｉがｉ層の保有層せん断耐力であり、ＡｙｉがＱｙｉに対応する層の応答加速度であり、Ｎが建物の層数であり、ｍｊが各層の質量である。
【０００９】
本発明の建物健全性判定システムは、前記センサが前記建物における複数の異なる層の前記観測層に設けられており、前記健全性判定部が、当該観測層毎の前記センサが出力する前記センサ応答情報の各々を、前記第１応答情報及び前記第２応答情報のそれぞれと比較して、前記建物の健全性の判定を行うことを特徴とする。
【００１０】
本発明の建物健全性判定システムは、前記健全性判定部が、前記センサ応答情報が、前記第１応答情報未満、前記第１センサ応答情報以上でありかつ前記第２応答情報以下、第２応答情報を超えているのいずれかであるかにより、前記建物の健全性の程度の判定を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明の建物健全性判定方法は、多層構造の建物の健全性を判定する建物健全性判定方法であって、健全性判定部が、前記建物の観測層に配置されたセンサから、振動に対応するセンサ応答情報を読み込む過程と、建物の１次設計及び２次設計の各々における建物の各層の保有層せん断耐力から、当該保有層せん断耐力と応答情報との対応を示す所定の式で求めた各層の第１応答情報及び第２応答情報のそれぞれとを、応答情報記憶部から読み込む過程と、前記第１応答情報及び第２応答情報の各々と、前記振動に対応した前記センサ応答情報とを比較して、前記建物の健全性の判定を行う過程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、必要なセンサ数を低減させ、所定の階に設置したセンサで得られた建物の地震時のセンサ応答情報に基づいて、従来より簡易にかつ高速に建物の健全性を判定することを可能にする建物健全性判定システム及び建物健全性判定方法を提供することが可能となる。
【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健全性判定システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】図１における一実施形態による応答解析装置１の構成例を説明するブロック図である。
【図３】建物１００の１次設計及び２次設計の各々に対応する保有層せん断耐力の分布データの一例を示す図である。
【図４】建物１００の１次設計及び２次設計の各々の保有層せん断耐力に対応する応答加速度の一例を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による建物健全性判定システムの動作例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態による建物健全性判定システムの構成例を示すブロック図である。
【図７】図６における本発明の第２の実施形態による応答解析装置１Ａの構成例を説明するブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態による建物健全性判定システムの動作例を示すフローチャートである。
【図９】応答層せん断力と推定層せん断力との比較の一例を示す層せん断力のグラフである。
【図１０】応答層せん断力と推定層せん断力との比較の他の一例を示す層せん断力のグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による建物健全性判定システムの構成例を示すブロック図である。
図１において、建物健全性判定システムは、応答解析装置１と、センサ２とを備えている。建物１００は、建物健全性判定システムが健全性を判定する対象である多層構造の建物であり、例えば構造体１００−０、階層１００−１（１階）から階層１００−９（９階）の９階層の中階層の建造物である。ここで、構造体１００−０は、建物１００が立っている地盤２００から、この建物１００に対して地震振動や交通振動などの振動を伝達させる媒体となる部分である。また、構造体１００−０は、建物１００の最下階層である１００−１と、建物１００が建設される地盤２００と間において、直接に地盤２００と接触する位置に設けられている。
【００１５】
応答解析装置１は、センサ２から無線により取得したセンサ応答加速度（センサ応答情報）に基づいて、建物１００の健全性の判定を行う（詳細については後述）。また、応答解析装置１は、ネットワーク３００及び無線基地３０２を介して、ユーザの携帯端末４０１に対し、判定した建物１００の健全性のデータを送信する。応答解析装置１は、ネットワーク３００を介して、ユーザのパーソナルコンピュータなどの端末４０２などに対し、判定する建物１００の健全性のデータを送信する。ここで、ネットワーク３００は、インターネットを含む情報通信網である。
【００１６】
センサ２は、上述した構造体１００−０に配置されており、地盤２００から建物１００に対して印加される振動の加速度を上記センサ応答加速度として検出する。また、センサ２は、無線基地３０１及びネットワーク３００を介して、検出したセンサ応答加速度を応答解析装置１に対して出力する。センサ２は、地震計あるいは加速度センサ（加速度計）などである。また、センサ２は、建物１００に対して加えられる地震動が検出可能な層に配置される。
【００１７】
図２は、図１における本発明の一実施形態による応答解析装置１の構成例を説明するブロック図である。
この図２において、応答解析装置１は、データ入出力部１１、応答加速度算出部１２、健全性判定部１３、測定データ記憶部１４、設計情報データベース１５及び計算結果データベース１６を備えている。
データ入出力部１１は、所定のサンプリング周期により、センサ２から供給されるセンサ応答加速度を、測定データ記憶部１４に対して書き込んで記憶させる。
【００１８】
応答加速度算出部１２は、設計情報データベース１５から建物の１次設計に対応する保有層せん断耐力１Ｑｙの各層の分布データを読み出す。そして、応答加速度算出部１２は、読み出した保有層せん断耐力１Ｑｙから各層の応答加速度１Ａｙを算出し、設計情報データベース１５に対して書き込んで記憶させる。
また、応答加速度算出部１２は、設計情報データベース１５から建物の２次設計に対応する保有層せん断耐力２Ｑｙの各層の分布データを読み出す。そして、応答加速度算出部１２は、読み出した保有層せん断耐力２Ｑｙから各層の応答加速度２Ａｙを算出し、設計情報データベース１５に対して書き込んで記憶させる。
また、保有層せん断耐力１Ｑｙ及び保有層せん断耐力２Ｑｙの各々から、応答加速度１Ａｙ、応答加速度２Ａｙのそれぞれを、下記（１）式により算出している。
【００１９】
【数１】
2016105050.tif 000003
【００２０】
上記（１）式において、Ｑｙｉがｉ層の保有層せん断耐力であり、ＡｙｉがＱｙｉに対応する層の応答加速度であり、Ｎが建物の層数であり、ｍｊが各層の質量である。この（１）式は、建物の保有層せん断耐力とこの保有層せん断耐力に対応する応答加速度との関係を示している。
また、後述する「応答加速度からの応答層せん断力分布の推定の説明」において、示すように、任意の階層におけるセンサ応答加速度から推定される推定層せん断力分布が、安全側の数値として、すなわち見かけ上大きな応答層せん断力として求められる。このため、補正係数α（本実施形態においては０．７近傍の数値）を（１）式に設けて、適正な推定層せん断力を求める以下に示す（２）式の構成としても良い。
【００２１】
【数２】
2016105050.tif 000004
【００２２】
健全性判定部１３は、測定データ記憶部１４からセンサ応答加速度を読み出し、設計情報データベース１５から応答加速度１Ａｙと応答加速度２Ａｙとの各々を読み出す。このとき、健全性判定部１３は、センサ２が取り付けられている層に対応する応答加速度１Ａｙと応答加速度２Ａｙとの各々を、設計情報データベース１５から読み出す。そして、健全性判定部１３は、センサ応答加速度と、応答加速度１Ａｙ及び応答加速度２Ａｙの各々とを比較し、建物の健全性を判定する。
【００２３】
図３は、建物１００の１次設計及び２次設計の各々に対応する保有層せん断耐力の分布データの一例を示す図である。縦軸が建物１００の層を示し、横軸が保有層せん断耐力（せん断力）を示している。曲線ＬＱ１が１次設計に対応する保有層せん断耐力１Ｑｙの分布データを示している。曲線ＬＱ２が２次設計に対応する保有層せん断耐力２Ｑｙの分布データを示している。
【００２４】
図４は、建物１００の１次設計及び２次設計の各々の保有層せん断耐力に対応する応答加速度の一例を示す図である。縦軸が建物１００の層を示し、横軸が応答加速度を示している。曲線ＬＡ１が１次設計に対応する応答加速度１Ａｙの分布データを示している。曲線ＬＡ２が２次設計に対応する応答加速度２Ａｙの分布データを示している。
【００２５】
図２に戻り、健全性判定部１３は、センサ応答加速度と応答加速度１Ａｙ及び応答加速度２Ａｙの各々とを比較する際、センサ応答加速度が応答加速度１Ａｙ未満か、応答加速度１Ａｙ以上かつ応答加速度２Ａｙ以下の範囲にあるか、応答加速度２Ａｙを超えているかのいずれであるかの判定を行う。このとき、健全性判定部１３は、センサ応答加速度が応答加速度１Ａｙ未満の場合、建物１００の構造体に損傷がなく健全であると判定する。
また、健全性判定部１３は、センサ応答加速度が応答加速度１Ａｙ以上かつ応答加速度２Ａｙ以下の範囲にある場合、建物１００の構造体に部分的な損傷が発生していると判定する。健全性判定部１３は、センサ応答加速度が応答加速度２Ａｙを超えている場合、建物１００の構造体に大きな損傷が発生していると判定する。
【００２６】
このとき、本実施形態においては、センサ２の出力するセンサ応答加速度と、建物１００の保有層せん断耐力から求めた応答加速度と比較することにより、間接的に、地震動により建物１００の建物が受ける層せん断力を、１次設計に対応する保有層せん断耐力１Ｑｙ及び２次設計に対応する保有層せん断耐力２Ｑｙの各々と比較している。
すなわち、本実施形態においては、センサ２が設けられた階層において、地震動に与えられる応答加速度により建物１００が受ける層せん断力が、１次設計に対応する保有層せん断耐力１Ｑｙ及び２次設計に対応する保有層せん断耐力２Ｑｙに対してどのレベルにあるかを推定し、建物１００の全体の損傷の程度を判定している。
【００２７】
図５は、本発明の第１の実施形態による建物健全性判定システムの動作例を示すフローチャートである。以下の説明においては、応答加速度算出部１２が、予め、保有層せん断耐力１Ｑｙから各層の応答加速度１Ａｙを、また保有層せん断耐力２Ｑｙから各層の応答加速度２Ａｙを算出し、設計情報データベース１５に対して書き込んで記憶させた状態にある。
【００２８】
ステップＳ１１：
データ入出力部１１は、センサ２から所定のサンプリング周期において読み込むセンサ応答加速度と、予め設定された加速度閾値とを比較し、センサ応答加速度が加速度閾値以上であるか否かにより、地震が発生したか否かの判定を行う。すなわち、データ入出力部１１は、センサ応答加速度が加速度閾値以上である場合に地震が発生したと判定し、センサ応答加速度が加速度閾値未満の場合に地震していないと判定する。
ここで、データ入出力部１１は、地震が発生したと判定した場合、処理をステップＳ１２へ進め、一方、地震が発生していないと判定した場合、ステップＳ１１の処理を繰り返す。
【００２９】
ステップＳ１２：
データ入出力部１１は、地震が発生したと判定した時刻からセンサ応答加速度が加速度閾値未満となった時刻まで、センサ２から読み込むセンサ応答加速度情報を、測定データ記憶部１４に時刻情報とともに書き込んで記憶させる。
また、データ入出力部１１は、センサ２からのセンサ応答加速度の入力が終了したことを示す終了情報を、健全性判定部１３に対して出力する。
【００３０】
ステップＳ１３：
健全性判定部１３は、データ入出力部１１から終了情報が供給されると、測定データ記憶部１４から地震期間におけるセンサ応答加速度を読み込む。
また、健全性判定部１３は、設計情報データベース１５から、応答加速度１Ａｙと応答加速度２Ａｙとの各々を読み込む。
【００３１】
ステップＳ１４：
健全性判定部１３は、センサ応答加速度と応答加速度１Ａｙとを比較し、センサ応答加速度が応答加速度１Ａｙ以上か未満かのいずれであるかの判定を行う。また、健全性判定部１３は、センサ応答加速度と応答加速度２Ａｙとを比較し、センサ応答加速度が応答加速度２Ａｙ以下か超過のいずれであるかの判定を行う。
【００３２】
ステップＳ１５：
健全性判定部１３は、センサ応答加速度が応答加速度１Ａｙ以上か未満の場合、建物１００の健全性をＡ判定とし、処理をステップＳ１６へ進める。
一方、健全性判定部１３は、センサ応答加速度が応答加速度１Ａｙ以上であり、かつ応答加速度２Ａｙ以下である場合、建物１００の健全性をＢ判定し、処理をステップＳ１６へ進める。
また、健全性判定部１３は、センサ応答加速度が応答加速度２Ａｙ超過である（超えている）場合、建物１００の健全性をＣ判定とし、処理をステップＳ１０へ進める。
【００３３】
ステップＳ１６：
健全性判定部１３は、健全性判定の結果を計算結果データベース１６に対して、建物１００の健全性の判定結果がＡ判定であることを示す情報をセンサ応答加速度に対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部１３は、建物１００の健全性の判定結果がＡ判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末４０１あるいは端末４０２に対して送信する。
【００３４】
ステップＳ１７：
健全性判定部１３は、健全性判定の結果を計算結果データベース１７に対して、建物１００の健全性の判定結果がＢ判定であることを示す情報をセンサ応答加速度に対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部１３は、建物１００の健全性の判定結果がＢ判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末４０１あるいは端末４０２に対して送信する。
【００３５】
ステップＳ１８：
健全性判定部１３は、健全性判定の結果を計算結果データベース１７に対して、建物１００の健全性の判定結果がＣ判定であることを示す情報をセンサ応答加速度に対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部１３は、建物１００の健全性の判定結果がＣ判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末４０１あるいは端末４０２に対して送信する。
【００３６】
また、上述したステップＳ１６、ステップＳ１７及びステップＳ１８の各々において、健全性判定部１３は、建物１００の判定結果Ａ、判定結果Ｂ及び判定結果Ｃのそれぞれを示す画像データ及びテキストデータを、ユーザの携帯端末４０１あるいは端末４０２に対して送信することで、地震動による建物１００の損傷の判定結果を通知する。
【００３７】
上述したように、本実施形態によれば、建物１００の任意の階層（例えば、６階）に設置したセンサ２から得られる地震動に対応したセンサ応答加速度を、保有層せん断耐力１Ｑｙから各層の応答加速度１Ａｙ及び保有層せん断耐力２Ｑｙから各層の応答加速度２Ａｙの各々と比較する。この結果、本実施形態によれば、限られた階層に設置されたセンサ２によりセンサ応答加速度を得て、このセンサ応答加速度に基づいて建物１００の応答層せん断力を推定し、保有層せん断耐力１Ｑｙ及び保有層せん断耐力２Ｑｙの各々が示す１次設計及び２次設計の基準を満足しているか、あるいは満足していないかを推定することができ、地震動に対する建物１００全体の健全性を簡易に判定することができる。
【００３８】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明の第２の実施形態について、図面を参照して説明する。
図６は、本発明の第２の実施形態による建物健全性判定システムの構成例を示すブロック図である。図６において、図１に示す第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してある。
図６において、建物健全性判定システムは、応答解析装置１Ａと、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々を備えている。
【００３９】
応答解析装置１Ａは、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々から無線により、取得した第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度のそれぞれに基づいて、建物１００の健全性の判定を行う（詳細については後述）。また、応答解析装置１Ａは、ネットワーク３００及び無線基地３０２を介して、ユーザの携帯端末４０１に対し、判定した建物１００の健全性のデータを送信する。応答解析装置１Ａは、ネットワーク３００を介して、ユーザのパーソナルコンピュータなどの端末４０２などに対し、判定した建物１００の健全性のデータを送信する。ここで、ネットワーク３００は、インターネットを含む情報通信網である。
【００４０】
センサ２−１は建物１００の１層目の階層１００−１に配置され、センサ２−２は建物１００の６層目の階層１００−６に配置され、センサ２−３は建物１００の９層目の階層１００−９に配置されている。これにより、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々は、建物１００の各層に対して印加される地震動の加速度を第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれとして検出する。また、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々は、無線基地３０１及びネットワーク３００を介して、検出した第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれを応答解析装置１Ａに対して出力する。センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々は、センサ２と同様に、地震計あるいは加速度センサ（加速度計）などである。
【００４１】
図７は、図６における本発明の第２の実施形態による応答解析装置１Ａの構成例を説明するブロック図である。図７において、図２に示す第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してある。
この図７において、応答解析装置１Ａは、データ入出力部１１Ａ、応答加速度算出部１２、健全性判定部１３Ａ、測定データ記憶部１４、設計情報データベース１５及び計算結果データベース１６を備えている。
データ入出力部１１は、所定のサンプリング周期により、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々から供給される第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれを、測定データ記憶部１４に対して書き込んで記憶させる。
【００４２】
健全性判定部１３Ａは、測定データ記憶部１４から第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれを読み出し、設計情報データベース１５から応答加速度１Ａｙと応答加速度２Ａｙとの各々を読み出す。このとき、健全性判定部１３Ａは、センサ２が取り付けられている層に対応する応答加速度１Ａｙと応答加速度２Ａｙとの各々を、設計情報データベース１５から読み出す。そして、健全性判定部１３は、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の各々と、応答加速度１Ａｙ及び応答加速度２Ａｙそれぞれとを比較し、建物の健全性を判定する。
【００４３】
健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の各々と応答加速度１Ａｙ及び応答加速度２Ａｙの各々とを比較する際、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の各々が応答加速度１Ａｙ未満か、応答加速度１Ａｙ以上かつ応答加速度２Ａｙ以下の範囲にあるか、応答加速度２Ａｙを超えているかのいずれであるかの判定を行う。
このとき、健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが応答加速度１Ａｙ未満の場合、建物１００の構造体に損傷がなく健全である（Ａ判定）と判定する。一方、健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが応答加速度２Ａｙを超えている場合、建物１００の構造体に大きな損傷が発生している（Ｃ判定）と判定する。また、健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが応答加速度１Ａｙ未満である場合（上記Ａ判定）と、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが応答加速度２Ａｙ超過である場合（上記Ｃ判定）との状態以外の場合に、建物１００の構造体に部分的な損傷が発生していると判定する。
【００４４】
このとき、本実施形態においては、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々から出力されるする第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれと、建物１００の保有層せん断耐力から求めた応答加速度と比較することにより、間接的に、地震動の応答加速度により建物１００が受ける層せん断力を、１次設計に対応する保有層せん断耐力１Ｑｙ及び２次設計に対応する保有層せん断耐力２Ｑｙの各々と比較している。
すなわち、本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、地震動により振動される建物１００におけるセンサが設けられている層（階層１００−１、階層１００−６、階層１００−９）の各々の層せん断力が、１次設計に対応する保有層せん断耐力１Ｑｙ及び２次設計に対応する保有層せん断耐力２Ｑｙに対してどのレベルにあるかを推定し、建物１００の損傷の程度を判定している。
【００４５】
図８は、本発明の第２の実施形態による建物健全性判定システムの動作例を示すフローチャートである。以下の説明においては、第１の実施形態と同様に、応答加速度算出部１２が、予め、保有層せん断耐力１Ｑｙから各層の応答加速度１Ａｙを、また保有層せん断耐力２Ｑｙから各層の応答加速度２Ａｙを算出し、設計情報データベース１５に対して書き込んで記憶させた状態にある。
【００４６】
ステップＳ２１：
データ入出力部１１は、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々から、所定のサンプリング周期において読み込む第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれと、予め設定された加速度閾値とを比較する。そして、データ入出力部１１は、例えば第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度における最大のセンサ応答加速度が加速度閾値以上であるか否かにより、地震が発生したか否かの判定を行う。すなわち、データ入出力部１１は、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度のいずれかが加速度閾値以上である場合に地震が発生したと判定する。一方、データ入出力部１１は、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが加速度閾値未満の場合に地震していないと判定する。
ここで、データ入出力部１１は、地震が発生したと判定した場合、処理をステップＳ２２へ進め、一方、地震が発生していないと判定した場合、ステップＳ２１の処理を繰り返す。
【００４７】
ステップＳ２２：
データ入出力部１１は、地震が発生したと判定した時刻から、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが加速度閾値未満となった時刻まで、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々から読み込む第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれを、測定データ記憶部１４においてセンサを識別する情報を付与して時刻情報とともに書き込んで記憶させる。
また、データ入出力部１１は、センサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３の各々から、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれの入力が終了したことを示す終了情報を、健全性判定部１３Ａに対して出力する。
【００４８】
ステップＳ２３：
健全性判定部１３Ａは、データ入出力部１１Ａから終了情報が供給されると、測定データ記憶部１４から地震期間における第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれを読み込む。
【００４９】
ステップＳ２４：
健全性判定部１３Ａは、設計情報データベース１５から、応答加速度１Ａｙと応答加速度２Ａｙとの各々を読み込む。
そして、健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の各々と応答加速度１Ａｙとを比較し、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の各々が応答加速度１Ａｙ以上か未満かのいずれであるかの判定を行う。また、健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の各々と応答加速度２Ａｙとを比較し、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の各々が応答加速度２Ａｙ以下か超過のいずれであるかの判定を行う。
【００５０】
ステップＳ２５：
健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが応答加速度１Ａｙ以上か未満の場合、建物１００の健全性をＡ判定とし、処理をステップＳ２６へ進める。
一方、健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度の全てが応答加速度２Ａｙ超過である場合、建物１００の健全性をＣ判定とし、処理をステップＳ２８へ進める。
また、健全性判定部１３Ａは、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度が上述したＡ判定及びＣ判定の状態以外の場合、建物１００の健全性をＢ判定し、処理をステップＳ２７へ進める。
【００５１】
ステップＳ２６：
健全性判定部１３Ａは、健全性判定の結果を計算結果データベース１６に対して、建物１００の健全性の判定結果がＡ判定であることを示す情報を、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度に対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部１３Ａは、建物１００の健全性の判定結果がＡ判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末４０１あるいは端末４０２に対して送信する。
【００５２】
ステップＳ２７：
健全性判定部１３Ａは、健全性判定の結果を計算結果データベース１７に対して、建物１００の健全性の判定結果がＢ判定であることを示す情報を、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度に対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部１３Ａは、建物１００の健全性の判定結果がＢ判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末４０１あるいは端末４０２に対して送信する。
【００５３】
ステップＳ２８：
健全性判定部１３は、健全性判定の結果を計算結果データベース１７に対して、建物１００の健全性の判定結果がＣ判定であることを示す情報を、第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度に対応させて書き込んで記憶させる。
また、健全性判定部１３は、建物１００の健全性の判定結果がＣ判定であることを示す情報を、ユーザの携帯端末４０１あるいは端末４０２に対して送信する。
【００５４】
上述したように、本実施形態によれば、建物１００の任意の階層、例えば、階層１００−１、階層１００−６及び階層１００−９の各々に設置したセンサ２−１、センサ２−２及びセンサ２−３それぞれから得られる地震動に対応した第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度を、保有層せん断耐力１Ｑｙから各層の応答加速度１Ａｙ及び保有層せん断耐力２Ｑｙから各層の応答加速度２Ａｙの各々と比較する。この結果、本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、限られた階層に設置されたセンサ２−１，センサ２−２及びセンサ２−３の各々により第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度それぞれを得て、これら第１センサ応答加速度、第２センサ応答加速度、第３センサ応答加速度に対応した層せん断力の各々が、保有層せん断耐力１Ｑｙ及び保有層せん断耐力２Ｑｙの各々が示す１次設計及び２次設計の基準を満足しているか、あるいは満足していないかを推定することができ、建物１００の全体の健全性を簡易に判定することができる。
また、本実施形態によれば、建物１００の複数の階層にセンサを設け、建物１００の複数の階層毎の損傷程度を判定しているため、第１の実施形態に比較して、より正確に建物１００全体における地震動による損傷状態を把握することができる。
【００５５】
＜応答加速度からの応答層せん断力分布の推定の説明＞
上述した本実施形態においては、建物１００に印加された応答加速度を用いて、建物１００の保有層せん断耐力の分布を推定できることが必要である。以下、建物１００に印加された応答加速度により求めた建物１００の保有層せん断耐力の分布の正当性を説明する。
そのため、建物１００を９個の質点を有する９層モデルとして、この９層モデルの応答解析を行った。そして、この応答解析により建物１００における各階層の応答加速度（以下、解析応答加速度）及び応答層せん断力の最大値（以下、応答層せん断力）とを求める。
また、設計基準から設定される各階層の層せん断力係数の各々に対して、建物１００の各層の総質量を乗じることにより、各階層の基準層せん断力（以下、基準層せん断力）を求める。
【００５６】
次に、（２）式を用いて建物１００の各層の基準層せん断力から、建物１００における各層の応答加速度（以下、基準応答加速度）を算出する。
そして、建物１００の任意の階層における解析応答加速度と基準応答加速度とを比較する。ここで、任意の階層における基準応答加速度により解析応答加速度を除算し、解析応答加速度の基準応答加速度に対する比率を求める。
上記比率を基準層せん断力に乗じて、規格値である層せん断力係数から求めた基準層せん断力を上述した任意の応答加速度に対応した数値の推定層せん断力に変換する。これにより、任意の応答加速度により、この応答加速度に対応して建物１００の応答層せん断力を推定したことになる。
ここで、推定層せん断力が上記応答層せん断力と比較して、同様の形状及び各階層において近傍の値を取っていれば、建物１００に印加された応答加速度を用いて、建物１００の応答層せん断力の分布を推定できることが判る。
【００５７】
図９は、応答層せん断力と推定層せん断力との比較の一例を示す層せん断力のグラフである。図９において、縦軸が建物１００の階層を示し、横軸が層せん断力を示している。また、「□」を結ぶ曲線Ｌ１−１は、すでに述べた層せん断力係数から（２）式（α＝０．７）を用いて求めた推定層せん断力を示している。「○」を結ぶ曲線Ｌ１−２は、すでに述べた質点を用いた９層レベルに対して、過去の地震動における応答加速度を用いて行った解析から得られた応答層せん断力を示している。
この図９から判るように、推定層せん断力は、応答層せん断力との比較において、各階層において相似形の分布となって数値も近傍にあるが、応答層せん断力に対して大きめの数値となる。
【００５８】
図１０は、応答層せん断力と推定層せん断力との比較の他の一例を示す層せん断力のグラフである。図１０において、縦軸が建物１００の階層を示し、横軸が保有層せん断力を示している。また、「□」を結ぶ曲線Ｌ２−１は、すでに述べた層せん断力係数から（２）式（α＝０．７）を用いて求めた推定層せん断力を示している。「○」を結ぶ曲線Ｌ２−２は、すでに述べた質点を用いた９層レベルに対して、過去の地震動における応答加速度を用いて行った解析から得られた応答層せん断力を示している。
この図１０から判るように、推定層せん断力は、応答層せん断力との比較において、各階層において相似形の分布となって数値も近傍にあるが、応答層せん断力に対して大きめの数値となる。
【００５９】
なお、本発明における応答解析装置１（図２）、１Ａ（図７）の各々の機能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健全性の判定を行う処理の制御を行ってもよい。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。
【００６０】
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】
【００６１】
１，１Ａ…応答解析装置
２，２−１，２−２，２−３…センサ
１１、１１Ａ’…データ入出力部
１２…応答加速度算出部
１３…健全性判定部
１４……測定データ記憶部
１５…設計情報データベース
１６…計算結果データベース
２０…建物損傷判定部
３００…ネットワーク
３０１，３０２…無線基地局
４０１…携帯端末
４０２…端末
【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】
2016105050.tif 000012
【図８】
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【図９】
2016105050.tif 000014
【図１０】
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