工学院大学建築学部卒業論文梗概集
久田研究室 2019 年度

工学院大学新宿校舎の地震動観測データと振動特性に関する研究
DB15051 大澤 幸平

1.研究の背景・目的
工学院大学新宿校舎では、地震計による地震の観測記録を対応していない点がある（2）問題箇所行っている。以前はその記録を久田研究室 HP にて公開していたが、一部観測記録に誤りが発見され、現在は公開を中止し2014 年 4 月 18 日～2014 年 8 月 24 日、2015 年 1 月 10 日の期間が ch 番号とデータが不整合であると推測ている。本研究では、再公開のために問題点及び問題箇所の確認を行う。また 、観測データより振動特性に関する分析を4.観測データの ch の並び順と極性の確認行う。

観測データからフーリエスペクトルを作成し、上の階から下の階まで並べ、1 次モードと 2 次モードの大小関係から ch の2.研究の流れ正確性を確認した。
（図 1）さらに、それぞれの固有周期の卓①問題点および問題箇所の把握

越周期に前後する周期範囲でバンドパスフィルターを通し、②観測データの正確性の確認

フーリエ逆変換から１次モードのみ、2 次モードのみの加速(ⅰ)観測データを k-net の観測記録と比較度波形を求め、ch の並び順と同様に極性の正確性を確認した。

(ⅱ)観測データの ch の並び順と極性の確認（図 2・3）③振動特性に関する分析

0(1) 東京測振0.5

11.5

22.5

3

SNJ_2012_0518_1719_FFT_13ch_DG_B6F_EWperiod(s)3.5410020 00.5
11.5
22.5
SNJ_2012_0518_1719_FFT_19ch_DG_period(s)100m_EW

33.5

410000.5

11.52period(s)2.533.540period(s)SNJ_2015_0126_0720_FFT_26ch_DG_8F_EW

図100.511.522.53period(s)SNJ_2016_1020_1149_FFT_4ch_DG_22F_EW

3.5400.5
11.522.533.5period(s)SNJ_2016_1020_1149_FFT_25ch_DG_16F_EW

400.5

11.522.5

33.5

40.5

11.52period(s)2.533.5400.5
11.5
22.53
SNJ_2016_1020_1149_FFT_26ch_DG_8F_EWperiod(s)

3.5

43.5

400.5
11.5 period(s)
22.5
33.5
SNJ_2016_1020_1149_FFT_13ch_DG_B6F_EW

4000

SNJ_2015_0126_0720_FFT_29ch_DG_1F_EW

00.5
11.522.53period(s)SNJ_2016_1020_1149_FFT_29ch_DG_1F_EW

0000.5
11.522.5
33.5period(s)SNJ_2015_0126_0720_FFT_13ch_DG_B6F_EW

40000.5
11.522.5period(s)SNJ_2015_0126_0720_FFT_19ch_DG_100m_EW

33.5

400.5
11.522.5period(s)SNJ_2016_1020_1149_FFT_19ch_DG_100m_EW

33.5

433.5

40000.5(a)2012/5/18

設置場所：29F、24F、22F、16F、8F、1F、B6F、-100m、Fou(cm/s)
4Fou(cm/s)

40.5
11.522.5
33.5period(s)SNJ_2015_0126_0720_FFT_25ch_DG_16F_EW

Fou(cm/s)

3.540Fou(cm/s)

0.5
11.5
22.5
3
SNJ_2012_0518_1719_FFT_29ch_DG_1F_EW
period(s)3.50Fou(cm/s)

Fou(cm/s)
Fou(cm/s)

410020 0

Fou(cm/s)

本研究では東京測振の観測データについて分析を行った。

3.50.511.5
22.5
3period(s)SNJ_2015_0126_0720_FFT_4ch_DG_22F_EW

0Fou(cm/s)

Fou(cm/s)

0.5
11.5
22.5
3SNJ_2012_0518_1719_FFT_26ch_DG_8F_EWperiod(s)10020 0

工学院大学新宿校舎には以下の地震計が設置されている。

40Fou(cm/s)

0.5
11.5
22.5
33.5
SNJ_2012_0518_1719_FFT_25ch_DG_16F_EWperiod(s)10020 03.地震計概要

4020 0

SNJ_2016_1020_1149_FFT_1ch_DG_29F_EW

0Fou(cm/s)

3.5

Fou(cm/s)

0.5
11.5
22.5
3
SNJ_2012_0518_1719_FFT_4ch_DG_22F_EWperiod(s)10SNJ_2015_0126_0720_FFT_1ch_DG_29F_EW

Fou(cm/s)

0Fou(cm/s)

Fou(cm/s)

020 0

Fou(cm/s)

Fou(cm/s)

SNJ_2012_0518_1719_FFT_1ch_DG_29F_EW

10Fou(cm/s)

北地方太平洋沖地震前後の固有周期について分析

Fou(cm/s)(ⅱ)観測データをもとに、2011 年 3 月 11 日に発生した東Fou(cm/s)

20(ⅰ)固有周期と振幅の関係性の分析

11.5

22.5period(s)33.504(b)2015/1/26

0.5

11.52period(s)2.5(c)2016/10/20

フーリエスペクトル（EW 成分）

SNJ_2012_0316_0420_Acc_1ch_DG_29F_EW
050

100

150200250300350

400450500

SNJ_2012_0316_0420_Acc_4ch_DG_22F_EW
050

100

150200250300350

400450500acc(cm/s/s)

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_25ch_DG_16F_EW050100150200250300

350

400

450500050100150200250300

350

400

450

500

（1）問題点
東京測振の地震計において、観測時期によって ch が正確に

126

127

125

126

133

134

135128

129

130

131

132

133

134

135127

128

129

130

131

132

133

134

135

SNJ_2012_0316_0420_Acc_26ch_DG_8F_EW
125

126

127

128

129

130131

132

133

134

135

0

50

100

150

200

250300

350

400

450

500

SNJ_2012_0316_0420_Acc_29ch_DG_1F_EW
125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

-0.6

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_13ch_DG_B6F_EW
050

100

150200

250

300

350

400

450

500

acc(cm/s/s)

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_13ch_DG_B6F_EW
125126127128129130131132

133

134

135-0.6

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_19ch_DG_-100m_EW

050

100150200

250-0.6300

350

400

450

500

acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)

132

period(s)acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)

SNJ_2012_0316_0420_Acc_29ch_DG_1F_EW-0.6

acc(cm/s/s)

131

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_25ch_DG_16F_EW

period(s)period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_19ch_DG_-100m_EW

125

126

127

128

129130131

132

133

134

135-0.6

period(s)図2130-0.6-0.6

4．観測データの問題点と問題箇所の把握

129

period(s)acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)

SNJ_2012_0316_0420_Acc_26ch_DG_8F_EW-0.6から観測データの問題点および問題箇所の把握を行った。

125

period(s)観測データ数：1775

128

SNJ_2012_0316_0420_Acc_4ch_DG_22F_EW-0.6-0.6

設置場所：28F、20F、13F、1F、観測期間：2014/06/17～、過去の論文（中坊俊貴：2018 年度卒業論文）およびデータ

127-0.6-0.6(3) 富士電機

126

period(s)acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)

period(s)～、観測データ数：38

SNJ_2012_0316_0420_Acc_1ch_DG_29F_EW
125-0.6-0.6

設置場所：28F、22F、16F、8F、1F、観測期間：2013/10/26

acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)(2) 白山工業

acc(cm/s/s)

観測期間：1998/04/09～、観測データ数：72

period(s)2012/3/16 加速度（EW 成分・1 次モード、左：0～500秒、右：125～135 秒）

100

200

300

400

500

-1.5acc(cm/s/s)

85

100

200

300

400

500

acc(cm/s/s)

0

100

200

300

400

500

85878991行った。データは、最上階（29F）の EW 成分と NS2 成分を93使用した。
（図 6）また、観測記録をもとに、2011 年に発生しperiod(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_25ch_DG_16F_E
W
83

85878991

た東北地方太平洋沖地震前後の固有周期についての分析を行

93

-1.5

SNJ_2012_0316_0420_Acc_26ch_DG_8F_EW0100200300400500-1.5period(s)acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)

93

SNJ_2012_0316_0420_Acc_4ch_DG_22F_EW83

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_26ch_DG_8F_EW
8385878991

った。これに関しても最上階（29F）の EW 成分と NS2 成分

93-1.5period(s)0100200300

400500-1.5

period(s)acc(cm/s/s)

SNJ_2012_0316_0420_Acc_29ch_DG_1F_EW

SNJ_2012_0316_0420_Acc_29ch_DG_1F_EW
8385878991を使用した。（図 7）930100200300

400500-1.5acc(cm/s/s)-1.5period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_13ch_DG_B6F_EW

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_13ch_DG_B6F_EW
838587

89

91

700

93-1.5

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_19ch_DG_100m_EW
0100200

300

400

500

-1.5

acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)

91-1.5

period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_25ch_DG_16F_E
W-1.5

acc(cm/s/s)

89

period(s)acc(cm/s/s)

0acc(cm/s/s)

acc(cm/s/s)

SNJ_2012_0316_0420_Acc_4ch_DG_22F_EW-1.5

acc(cm/s/s)

87-1.5

period(s)period(s)SNJ_2012_0316_0420_Acc_19ch_DG_100m_EW
8385878991

93-1.5period(s)図3観測データをもとに、固有周期と振幅の関係性の分析を

SNJ_2012_0316_0420_Acc_1ch_DG_29F_EW
83

フーリエ振幅スペクトル(cm)acc(cm/s/s)

SNJ_2012_0316_0420_Acc_1ch_DG_29F_EW
0period(s)2012/3/16 加速度（EW 成分・2 次モード、左：0～500秒、右：85～95 秒）

600
500
400
300
200
EW振幅

100NS2振幅

0
2.5

2.6

2.7

2.8

2.9

3

3.1

周期(s)

5.観測データと k-net の比較

図6

固有周期と振幅の関係（1 次モード）

正確な記録を確認するために k-net (防災科学技術研究所
3.2が運用する強震観測網)の記録と比較した。

3.1

周期(s)

3ch 対応と、設置位置を平面図に表したものを図 4 に示して2.92.8いる。k-net の地震計は地表に設置されているため、新宿校舎2.7

1F の記録で比較を行った。1F の ch は EW、NS１、NS2 の2.5
1998/1/5

順に 29ch、30ch、12ch となっている。

EW固有周期2.6
NS2固有周期3.11
2000/10/1

図7

2003/6/28

2006/3/24

2008/12/18

日付

2011/9/14

2014/6/10

2017/3/6

地震発生日と固有周期の関係（1 次モード）

7.まとめと今後の課題
観測データの正確性に関しては、ch の並び順が正しくな
い期間が 2012 年 11 月 24 日～2015 年 1 月 26 日であることが確認できた。また、上記期間以外で、データが破損している箇所があることが判明した。振動特性の分析に関しては、振幅が大きいと固有周期も大きくなり、逆に振幅が小さいと
図 4 ch 対応表と設置位置(平面図)固有周期も小さくなるという傾向が確認できた。東北地方太平洋沖地震前後の固有周期については、地震の大小によりばノイズを除去するために、観測データ及び k-net の記録に周期 5 秒以上でフィルターをかけた波形をグラフ化し、開始時間を調整(k-net-1.0 秒)しグラフを重ね合わせた。(図 5 参

らつきはみられたものの、東北地方太平洋沖地震以降は固有周期が大きくなる傾向があることがわかった。
残りの観測データに関して確認・修正を行い、使用可能なデータを HP で再公開することが今後の課題である。

照)
212ch(NS2)

1F_12ch(NS2)・k-net(NS)変位波形

1.5

k-net(NS)

8.参考文献1

変位(cm)

0.5
0020

40

60

80

1001201401)中坊俊貴：2018 年度卒業論文(工学院大学新宿校舎の様々-0.5

な地震観測システムと地震時の経時振動特性)-1-1.5time(s)-2

図5

紀伊半島南東沖地震変位波形比較（東京測振 12ch とk-netNS）

2)伊藤俊輔: 2018 年度卒業論文(工学院大学八王子キャンパ
ス総合教育棟の地震応答解析に関する研究) 久田研究室
3)K-NET(防災科学技術研究所強震観測網)
http://www.kyoshin.bosai.go.jp/kyoshin/

6．振動特性の分析

久田研究室