(57)【要約】【課題】免震層に生じた層間変位を、単純な構造のもので安価に解析することができるようにする。【解決手段】免震層２より上方の上部建造物４Ｂからは弾性に富む第１支持手段５を垂下し、該第１支持手段５の下端５ｂにはターゲット部６を吊り下げる。そして、下部建造物４Ａの側には、該ターゲット部６を略水平方向に移動可能に支持する第２支持手段７と、該ターゲット部６を撮影するカメラ８と、を設けておく。今、地震が起きて免震層２にΔＤの大きな層間変位が生じたとしても、前記ターゲット部６の変位Δｄは該層間変位ΔＤよりも小さなものとなり、該ターゲット部６は前記カメラ８の画角から外れずに撮影される。そして、層間変位算出手段８によって前記層間変位ΔＤを求めることができる。本発明によれば、画角を広くするための広角レンズ等を使用する必要が無く、その分、装置のコストを低減することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
免震装置を支持する下部建造物及び該免震装置に支持される上部建造物の２つの建造物の間に生じる層間変位を解析する建物用層間変位解析装置において、
前記下部建造物及び前記上部建造物の内のいずれか一方を第１建造物とし、他方を第２建造物とした場合に、
該第１建造物における該第２建造物に対向する部分に一端が取り付けられた状態で該第２建造物の側に延設されてなる弾性部材である第１支持手段と、
該第１支持手段に取り付けられてなるターゲット部と、
前記第２建造物の側に取り付けられると共に前記ターゲット部を略水平方向に移動可能に支持する第２支持手段と、
前記層間変位が発生する前の該ターゲット部と該層間変位が発生して略水平方向に変位した後の該ターゲット部とを撮影できるように配置された撮影手段と、
該撮影手段が撮影した画像に基づいて前記層間変位を算出する層間変位算出手段と、
備えたことを特徴とする建物用層間変位解析装置。
【請求項２】
前記撮影手段は前記第２建造物の側に配置され、
前記第２支持手段は、可撓性を有する複数本の棒状又は紐状の第１可撓性部材であり、
該複数本の第１可撓性部材は、その一端が前記第２建造物であって前記撮影手段の周囲に取り付けられることに基づき、該撮影手段を囲繞するように配置され、
該複数本の第１可撓性部材の他端は、該撮影手段の前方にて前記ターゲット部又は前記第１支持手段に連結されてなる、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物用層間変位解析装置。
【請求項３】
前記撮影手段は前記第２建造物の側に配置され、
前記第２支持手段は、一部が前記撮影手段の前方にて前記ターゲット部又は前記第１支持手段に連結されてなる紐状や棒状や膜状の弾性部材である連結部材と、前記第２建造物に取り付けられると共に該連結部材を介して略水平方向に移動可能となるように前記ターゲット部を支持する第１基部と、により構成された、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物用層間変位解析装置。
【請求項４】
前記撮影手段は前記第２建造物の側に配置され、
前記第２支持手段は、一端が前記撮影手段の前方にて前記ターゲット部又は前記第１支持手段に連結されてなる可撓性を有する１本の棒状又は紐状の第２可撓性部材と、前記第２建造物に取り付けられると共に前記第２可撓性部材が傾動可能となるように該第２可撓性部材の他端を前記撮影手段の前方にて支持する第２基部と、により構成された、
ことを特徴とする請求項１に記載の建物用層間変位解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、免震装置を支持する下部建造物及び該免震装置に支持される上部建造物の２つの建造物の間に生じる層間変位を解析する建物用層間変位解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震が発生した際には、建物の床と天井とが略水平方向に相対的にずれて層間変位を生ずることがある。そのような層間変位を定量的に把握することは建物の危険度を評価するためには必要である。そのため、該層間変位を測定したり解析したりする装置が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、建物用層間変位解析装置の従来構成の一例を示す断面図であり、床側Ａに固定されたカメラＦが、該床側Ａに固定された床側マークＭ１と天井側Ｂに固定された天井側マークＭ２とを同時撮影することにより、床側Ａと天井側Ｂとの間の層間変位を解析するように構成されていた。なお、符号Ｃ１は、前記カメラＦが前記前記床側マークＭ１を撮影できるようにするための鏡部材を示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５０１５８５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、図４に例示したものは免震層ではない通常階における層間変位を測定するための装置であるが、免震建物の免震層においても床と天井との間の層間変位を解析したいというニーズがある。しかしながら、免震層における層間変位は、免震層でない通常階における層間変位に比べるとずっと大きくなる反面、天井高は（通常階の天井高に比べて）小さく設定されているため、図４に例示するような装置を用いたのでは、天井側マークＭ２がカメラＦの画角から外れて撮影できず、層間変位を解析できないおそれがあるという問題があった。そのような問題を解決する１つの方法としては、画角が大きい広角レンズを使用する方法があるが、広角レンズを用いる分、コストが高くなってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解消することのできる建物用層間変位解析装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の観点は、図１乃至図３に例示するものであって、免震装置（３）を支持する下部建造物（４Ａ）及び該免震装置（３）に支持される上部建造物（４Ｂ）の２つの建造物（４Ａ，４Ｂ）の間に生じる層間変位（ΔＤ）を解析する建物用層間変位解析装置（１，１１，２１）において、
前記下部建造物（４Ａ）及び前記上部建造物（４Ｂ）の内のいずれか一方を第１建造物とし、他方を第２建造物とした場合に、
該第１建造物（４Ｂ）における該第２建造物（４Ａ）に対向する部分に一端（５ａ）が取り付けられた状態で該第２建造物（４Ａ）の側に延設されてなる弾性部材である第１支持手段（５）と、
該第１支持手段（５）に取り付けられてなるターゲット部（６）と、
前記第２建造物（４Ａ）の側に取り付けられると共に前記ターゲット部（６）を略水平方向に移動可能に支持する第２支持手段（７，１７，２７）と、
前記層間変位（ΔＤ）が発生する前の該ターゲット部（６）と該層間変位（ΔＤ）が発生して略水平方向に変位した後の該ターゲット部（６）とを撮影できるように配置された撮影手段（８）と、
該撮影手段（８）が撮影した画像に基づいて前記層間変位（ΔＤ）を算出する層間変位算出手段（９）と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の第２の観点は、図１（ａ）及び（ｂ）に例示するものであって、前記撮影手段（８）が前記第２建造物（４Ａ）の側に配置され、
前記第２支持手段（７）は、可撓性を有する複数本の棒状又は紐状の第１可撓性部材（７０）であり、
該複数本の第１可撓性部材（７０）は、その一端（７０ｂ）が前記第２建造物（４Ａ）であって前記撮影手段（８）の周囲に取り付けられることに基づき、該撮影手段（８）を囲繞するように配置され、
該複数本の第１可撓性部材（７０）の他端（７０ａ）は、該撮影手段（８）の前方にて前記ターゲット部（６）又は前記第１支持手段（５）に連結されてなることを特徴とする。
【０００９】
本発明の第３の観点は、図２（ａ）（ｂ）に例示するものであって、前記撮影手段（８）が前記第２建造物（４Ａ）の側に配置され、
前記第２支持手段（２７）は、一部が前記撮影手段（８）の前方にて前記ターゲット部（６）又は前記第１支持手段（５）に連結されてなる紐状や棒状や膜状の弾性部材である連結部材（２７０）と、前記第２建造物（４Ａ）に取り付けられると共に該連結部材（２７０）を介して略水平方向に移動可能となるように前記ターゲット部（６）を支持する第１基部（２７１）と、により構成されたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第４の観点は、図３（ａ）（ｂ）に例示するものであって、前記撮影手段（８）が前記第２建造物（４Ａ）の側に配置され、
前記第２支持手段（１７）は、一端（１７０ａ）が前記撮影手段（８）の前方にて前記ターゲット部（６）又は前記第１支持手段（５）に連結されてなる可撓性を有する１本の棒状又は紐状の第２可撓性部材（１７０）と、前記第２建造物（４Ａ）に取り付けられると共に前記第２可撓性部材（１７０）が傾動可能となるように該第２可撓性部材（１７０）の他端（１７０ｂ）を前記撮影手段（８）の前方にて支持する第２基部（１７１）と、により構成されたことを特徴とする。
【００１１】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明の効果】
【００１２】
上記した第１乃至４の観点によれば、地震発生時に前記下部建造物と前記上部建造物との間に大きな層間変位が発生したとしても前記ターゲット部の変位は該層間変位よりも小さくなる。したがって、該層間変位が発生する前の前記ターゲット部と該層間変位が発生して略水平方向に変位した後の該ターゲット部の両方を前記撮影手段が撮影することができ、前記層間変位算出手段によって前記層間変位を適正に解析することができる。また、該ターゲット部の変位は前記免震層の層間変位に比べて小さくできることから、画角が大きい広角レンズを使用する必要が無く、その分、コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係る建物用層間変位解析装置の構成の一例を示す断面図であり、同図（ｂ）は、そのＰ−Ｐ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係る建物用層間変位解析装置の構成の他の例を示す断面図であり、同図（ｂ）は、そのＱ−Ｑ断面図である。
【図３】図３（ａ）は、本発明に係る建物用層間変位解析装置の構成のさらに他の例を示す断面図であり、同図（ｂ）は、そのＲ−Ｒ断面図である。
【図４】図４は、建物用層間変位解析装置の従来構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図１乃至図３に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
本発明に係る建物用層間変位解析装置は、図１乃至図３に符号１，１１，２１で例示するものであって、いわゆる免震層２（つまり、免震装置３を支持する下部建造物４Ａ及び該免震装置３に支持される上部建造物４Ｂの２つの建造物４Ａ，４Ｂの間）に生じる層間変位ΔＤを解析するための装置である。
【００１６】
前記下部建造物４Ａ及び前記上部建造物４Ｂの内のいずれか一方を第１建造物とし他方を第２建造物とした場合に、この建物用層間変位解析装置１，１１，２１は弾性部材５を備えており、該弾性部材５は、前記第１建造物４Ｂ（正確には、該第１建造物４Ｂの部分であって、前記第２建造物４Ａに対向する部分）に一端５ａが取り付けられた状態で該第２建造物４Ａの側に延設されている。本明細書においては、該弾性部材５を“第１支持手段”と称する。なお、該第１支持手段５は、数十ｃｍから２ｍ程度の棒状又は紐状の長尺部材であれば良く、該“棒状又は紐状”の概念には、文字通りの棒状や紐状だけでなく平板状や帯板状やパイプ状やチェーン状等の形状をも含むものとする。また、後述する第１可撓性部材７０や第２可撓性部材１７０や連結部材２７０についても同様であって平板状やパイプ状やチェーン状等の形状も含むものとする。さらに、該第１支持手段５には、
・  ゴム製や樹脂製の部材や、
・  コイルスプリングなどのバネ部材
などであって、数十センチ程度の伸び代があるものを使用すれば良い。またさらに、図１（ａ）等に例示する第１支持手段５の本数は１本であるが、２本以上配置する態様を本発明の範囲から除外するものではない。
【００１７】
また、本発明に係る建物用層間変位解析装置１，１１，２１は、該第１支持手段５に取り付けられてなるターゲット部６を備えている。該ターゲット部６は、該第１支持手段５に直接取り付けられていても良いが、何らかの部材を介して該第１支持手段５に間接的に取り付けられていても良い。該ターゲット部６は、何らかの部材を介して間接的に取り付けられる場合には、前記第１支持手段５から側方に突出するように取り付けられていても良い。なお、該ターゲット部６は、その背景に対して色や明るさを異ならせて容易に識別できるようにすれば良く、例えば、
・  黒色や明るい色に着色したマーク（印）や、
・  ＬＥＤなどの光源、
にすると良い。
【００１８】
さらに、本発明に係る建物用層間変位解析装置１，１１，２１は、前記第２建造物４Ａの側に取り付けられると共に前記ターゲット部６を略水平方向に移動可能に支持する第２支持手段７，１７，２７、を備えている。
【００１９】
またさらに、本発明に係る建物用層間変位解析装置１，１１，２１においては、前記ターゲット部６に対向する位置に撮影手段（カメラ）８が配置されていて、
・  前記層間変位ΔＤが発生する前の該ターゲット部６（破線で図示するもの）、及び
・  該層間変位ΔＤが発生して略水平方向にΔｄだけ変位した後の該ターゲット部６（実線で図示するもの）
の両方を撮影できるように構成されている。この撮影手段８には、静止画像及び／又は動画像を撮影できるものを用いれば良く、具体的には、デジタル一眼レフカメラやコンパクトカメラを用いれば良い。なお、前記ターゲット部６が光源ではなくて撮影が困難な場合には、撮影用の光源（不図示）や赤外線カメラを用いれば良い。
【００２０】
ところで、この撮影手段８は、前記第２建造物４Ａの側に配置（固定）すると良いが、前記第１建造物４Ｂの側に配置する態様を排除するものではない。後者の場合（つまり、該撮影手段８を該第１建造物４Ｂの側に配置する場合）、地震が起きた際には該撮影手段８は前記第２建造物４Ａに対してΔＤだけ変位するので、前記ターゲット部６を撮影すれば「ΔＤ−Δｄ」の変位を求めることができ、それに基づいてΔＤの変位を算出することができる。また、該第２建造物４Ａに別のターゲット部（不図示）を設けておいて前記ターゲット部６と共に撮影できるようにすると、それら２つのターゲット部の相対変位から前記変位Δｄを求めることができる。
【００２１】
さらに、本発明に係る建物用層間変位解析装置１，１１，２１は、前記撮影手段８が撮影した画像に基づいて前記層間変位ΔＤを算出する層間変位算出手段９を備えている。この層間変位算出手段９は、
・  前記撮影手段８が撮影した画像を公知の方法で処理して前記ターゲット部６の変位（略水平方向の変位であり、以下、“ターゲット変位”とする）Δｄを演算するターゲット変位算出部９０と、
・  該ターゲット変位Δｄに基づき前記層間変位ΔＤを算出する層間変位算出部９１と、
を有している。前記撮影手段８は、
・  前記層間変位ΔＤが発生する前の該ターゲット部６と、
・  該層間変位ΔＤが発生して略水平方向にΔｄだけ変位した後の該ターゲット部６と、
を撮影しているので、前記ターゲット変位算出手段９０はそれらの画像を公知の方法で処理することより前記ターゲット変位Δｄを算出する。そして、このターゲット変位Δｄと前記層間変位ΔＤとの間には一定の関係（略比例関係）があるので、前記層間変位算出部９１は、所定の関係式から前記層間変位ΔＤを算出することができる。
【００２２】
本発明によれば、地震発生時に前記上部建造物４Ｂが前記下部建造物４Ａに対してΔＤだけ大きく変位したとしても、前記ターゲット変位Δｄは該ΔＤよりも小さくなる。したがって、該層間変位ΔＤが発生する前の前記ターゲット部６と該層間変位ΔＤが発生して略水平方向に変位した後の該ターゲット部６の両方を前記撮影手段８が撮影することができ、前記層間変位算出手段９によって前記層間変位ΔＤを適正に解析することができる。また、該ターゲット部６を撮影するために、画角が大きい広角レンズを使用する必要が無く、その分、コストを抑えることができる。なお、本発明に係る建物用層間変位解析装置１，１１，２１においては、下部建造物４Ａと上部建造物４Ｂとの間の免震層２に上述のような第１支持手段５等を架け渡さなければならないが、該免震層２は、原則的に人が立ち入らない場所であるので、該第１支持手段５が通行等の邪魔になることも無い。
【００２３】
ここで、図１（ａ）（ｂ）に例示する建物用層間変位解析装置１について、詳細に説明する。
【００２４】
図１（ａ）（ｂ）においては、前記撮影手段８は、前記下部建造物４Ａの側であって、前記ターゲット部６の真下に配置されている。
【００２５】
そして、図１（ａ）（ｂ）に例示する建物用層間変位解析装置１においては、前記第２支持手段７は、可撓性を有する複数本（好ましくは、３本以上）の棒状又は紐状の第１可撓性部材７０によって構成されている。これら複数本の第１可撓性部材７０の一端７０ｂは前記下部建造物４Ａの側（具体的には、前記撮影手段８の周囲の部分）に取り付けられていて、該複数本の第１可撓性部材７０は、前記撮影手段８を囲繞するように配置されている。また、これら複数本の第１可撓性部材７０の他端７０ａは前記撮影手段８の前方にて前記ターゲット部６に連結されていて、該ターゲット部６を略水平方向に移動可能に支持している。なお、図１（ａ）（ｂ）に例示する構造のものは、前記複数本の第１可撓性部材７０の他端７０ａは前記ターゲット部６に直接連結されているが、もちろんこれに限られるものではなく、何らかの部材（不図示）を介して該ターゲット部６に間接的に連結するようにしても良く、さらには、該ターゲット部６に連結するのではなく前記第１支持手段５に直接（又は、何らかの部材を介して間接的に）連結するようにしても良い。また、該第１可撓性部材７０は、ゴムや樹脂やスプリング（コイルスプリング）などの弾性材料で形成すると良く、前記第１支持手段５に比べて硬く（伸びにくく）すると良い。さらに、前記ターゲット部６を遮る物が無いようにして、前記撮影手段８が該ターゲット部６を撮影できるようにすると良い。なお、前記第１支持手段５を前記下部建造物４Ａの側に配置し、前記第２支持手段７や前記撮影手段８を前記上部建造物４Ｂの側に配置しても良い。
【００２６】
次に、図３（ａ）（ｂ）に例示する建物用層間変位解析装置１１について、詳細に説明する。
【００２７】
図３（ａ）においては、前記撮影手段８は、前記下部建造物４Ａの側であって、前記ターゲット部６の真下に配置されている。
【００２８】
そして、図３（ａ）（ｂ）に例示する建物用層間変位解析装置１１においては、前記第２支持手段１７は、
・  可撓性を有する１本の棒状又は紐状の第２可撓性部材１７０と、
・  該第２可撓性部材１７０を支持する第２基部１７１と、
によって構成されている。なお、図３においては、前記第２可撓性部材１７０の一端１７０ａは、前記撮影手段８の前方にて前記ターゲット部６に直接連結されているが、もちろんこれに限られるものではなく、何らかの部材（不図示）を介して該ターゲット部６に間接的に連結するようにしても良く、さらには、該ターゲット部６に連結するのではなく前記第１支持手段５に直接（又は、何らかの部材を介して間接的に）連結するようにしても良い。一方の前記第２基部１７１は、前記撮影手段８のレンズの上に置かれた透明な板状部材（具体的には、ガラス板や樹脂板）を有していて、該板状部材には該レンズの中央付近（つまり、該レンズの光軸が通る付近）に孔部（不図示）が穿設されている。そして、前記第２可撓性部材１７０の他端１７０ｂは該孔部に挿通されることにより該板状部材に係止されるようになっている。これにより、該第２可撓性部材１７０の他端１７０ｂは前記撮影手段８の前方にて支持され、該第２可撓性部材１７０は傾動可能となるように支持されることとなる。また、該第２可撓性部材１７０は、伸び縮みしない紐や棒材で構成しても良いが、ゴムや樹脂やスプリング（コイルスプリング）などの弾性材料で形成しても良く、そのような弾性材料で形成する場合には前記第１支持手段５に比べて硬く（伸びにくく）すると良い。さらに、前記ターゲット部６を撮影する際に該第２可撓性部材１７０が邪魔にならないようにするには、該ターゲット部６を該第２可撓性部材１７０の側方に突出して配置したり、該第２可撓性部材１７０に略透明の糸を用いたりすると良い。なお、前記第１支持手段５を前記下部建造物４Ａの側に配置し、前記第２支持手段１７や前記撮影手段８を前記上部建造物４Ｂの側に配置しても良い。
【００２９】
次に、図２（ａ）（ｂ）に例示する建物用層間変位解析装置２１について、詳細に説明する。
【００３０】
図２（ａ）においては、前記撮影手段８は、前記下部建造物４Ａの側であって、前記ターゲット部６の真下に配置されている。
【００３１】
そして、図２（ａ）（ｂ）に例示する建物用層間変位解析装置２１においては、前記第２支持手段２７は、
・  可撓性を有する紐状や棒状や膜状の弾性部材である連結部材２７０と、
・  該連結部材２７０を介して略水平方向に移動可能となるように前記ターゲット部６を支持する第１基部２７１と、
によって構成されている。なお、前記連結部材２７０の一部は、前記撮影手段８の前方にて前記ターゲット部６に直接連結すると良いが、もちろんこれに限られるものではなく、何らかの部材（不図示）を介して該ターゲット部６に間接的に連結するようにしても良く、さらには、該ターゲット部６に連結するのではなく前記第１支持手段５に直接（又は、何らかの部材を介して間接的に）連結するようにしても良い。一方の前記第１基部２７１は、金属や樹脂等の適当な材料で構成すれば良く、前記下部建造物４Ａにはアンカーボルト等の公知の方法で取り付ければ良い。なお、図２（ａ）（ｂ）に例示する前記第１基部２７１はメガホンのような形状（略円錐状）をしているが、もちろんこれに限られるものではなく、他の形状であっても良い。また、前記第１支持手段５を前記下部建造物４Ａの側に配置し、前記第２支持手段２７や前記撮影手段８を前記上部建造物４Ｂの側に配置しても良い。
【符号の説明】
【００３２】
１                        建物用層間変位解析装置
３                        免震装置
４Ａ                      下部建造物
４Ｂ                      上部建造物
５                        第１支持手段
６                        ターゲット部
７                        第２支持手段
８                        撮影手段
９                        層間変位算出手段
１１                      建物用層間変位解析装置
１７                      第２支持手段
２１                      建物用層間変位解析装置
２７                      第２支持手段
７０                      第１可撓性部材
１７０                    第２可撓性部材
１７１                    第２基部
２７０                    連結部材
２７１                    第１基部
ΔＤ                      層間変位
【図１】
2017167098.tif 000003
【図２】
2017167098.tif 000004
【図３】
2017167098.tif 000005
【図４】
2017167098.tif 000006