常時微動計測に基づく建物の健全性診断法並びに健全性診断プログラム
【課題】建物の健全性診断の指標自体の周期的な変動の影響を受けずに健全性を診断することと共に線形の範囲にある変形−荷重関係を利用することによって安定的に健全性を診断することを可能とする。
【解決手段】建物の常時微動の計測を常時行って常時微動の計測データを収集すると共に建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出し、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定し、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定し、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断するようにした。
【解決手段】建物の常時微動の計測を常時行って常時微動の計測データを収集すると共に建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出し、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定し、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定し、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常時微動計測に基づく建物の健全性診断法並びに健全性診断プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、常時微動と呼ばれる微小振動の計測に基づいて地震や強風等による建物の損傷の有無を判断する方法並びにプログラムに関する。なお、本発明で建物の健全性とは、構造的な損傷の有無など建物の構造に係る健全性のことをいう。
【背景技術】
【０００２】
従来の建物の振動の計測に基づいて健全性を診断する方法としては、例えば常時微動計測に基づく建物の健全性診断法がある（特許文献１）。
【０００３】
この建物の健全性診断法は、図２０に示すように、健全時及び評価時における建物の常時微動を計測し（Ｓ１０１、Ｓ１０１’）、その計測記録から健全時及び評価時のクロススペクトル並びにパワースペクトルを算定し（Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０３’）、それらスペクトルの算定結果から固有振動数並びに固有モードを求めて建物の振動特性を計算する（Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０５’）。そして、健全時と評価時の振動特性の計算結果を比較することにより（Ｓ１０６）、建物全体の健全性の良否を判定する（Ｓ１０７）。建物の健全性が失われていると判定された場合には振動特性の計算結果から建物の剛性分布を計算し（Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１０９’）、健全時と評価時の剛性分布の計算結果を比較することにより（Ｓ１１０）、健全性に劣る位置とその程度を判定する（Ｓ１１１）ものである。
【０００４】
また、建物の健全性に影響を与える事象の前後の建物の振動情報に着目して健全性を診断する方法として、構造性能指標推定装置及び構造物の構造性能リアルタイムモニタリング方法がある（特許文献２）。
【０００５】
この構造性能リアルタイムモニタリング方法は、図２１に示すように、基礎加速度が入力されることにより出力される絶対加速度の測定を行うための計測点を構造物の各層に設定した上で計測点に計測装置を設置し（第１の工程）、計測装置を介して観測された構造物の各層における絶対加速度を構造性能指標推定装置本体に送信し（第２の工程）、構造性能指標推定装置本体において各層毎の絶対加速度を用いて構造性能指標推定装置本体に格納された演算式により構造物の各層毎に減衰係数及び剛性を推定する（第３の工程）。そして、第２の工程及び第３の工程を繰り返して構造物の各層における減衰係数及び剛性に係る推定値を時系列に取得し、構造性能をモニタリングする（第４の工程）ものである。
【０００６】
即ち特許文献２の方法は、振動計測データをリアルタイムで評価し、建物の層（階）毎の剛性と減衰を時々刻々と評価してそれらの変化を検出することにより、建物の健全性をリアルタイムで評価する方法である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２２５８５号
【特許文献２】特開２００５−０８３９７５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法では、建物の固有振動数や剛性は安定したものであり、建物に損傷が発生することなく健全性が同一の状態であれば固有振動数等は一定値であることを前提としている。即ち、固有振動数や剛性は建物の損傷によって変化するが他の要因によっては変化しないので、健全時と評価時で固有振動数等を比較して差違がある場合には建物に損傷が発生していると判断することができることを前提にしている。
【０００９】
しかしながら、本発明者は、建物の振動の計測に基づく健全性の診断の検討において、建物の固有振動数は一定値で安定してはおらず、一日の中で周期的に変動しており、その変動は気温や日射、風力などの環境条件に依存して複雑な様相を示して規則正しい変動ではないことを知見した。即ち、建物の固有振動数は、建物に何ら損傷が発生していない場合であっても環境条件等により変動していることを知見した。また、建物の剛性分布は固有振動数等に基づいて推定される指標であるため、固有振動数が変動することにより見かけ上の剛性分布も変動することになる。したがって、従来の前提条件の下では、時点の異なる固有振動数を比較した場合に、建物に何ら損傷が発生していないにもかかわらず固有振動数が変化しているので損傷が発生していると誤って判断したり、実際には建物に損傷が発生しているにもかかわらず固有振動数が変化していないので損傷が発生していないと誤って判断したりしてしまうという問題がある。
【００１０】
更に、特許文献１の方法は健全時と評価時の固有振動数等を比較して建物の健全性を診断する方法であり、構築直後の健全時の状態を示すデータが必要とされ、健全時のデータがない場合には建物の健全性の診断を行うことができない。このため、健全性評価が実施できる対象が限られてしまうという問題がある。
【００１１】
また、地震や強風時における建物の挙動は常時微動のような微小変形時の挙動と比較して複雑であるため、以下に示す理由により、現実には、特許文献２の方法のようにリアルタイムで剛性や減衰を推定することは困難であると考えられる。
【００１２】
図２２に示すように、軸方向に鉛直荷重Ｎが作用する鉄筋コンクリート単柱に横荷重Ｐを作用させた場合における変形δ−荷重Ｐの関係を例に挙げて説明する（柴田明徳：最新耐震構造解析，森北出版，１９８１年，ｐ１１４）。
【００１３】
図２２において、剛性は、荷重Ｐの増加量を変形δの増加量で除した値、言い換えれば、変形δ−荷重Ｐ曲線の接線の傾きで与えられる。
【００１４】
ここで、地震時のように大きな変形δが発生した場合には、変形δ−荷重Ｐ特性が紡錘形の曲線となって変形δと荷重Ｐは非線型の関係にあるため、荷重Ｐや変形δに応じて剛性が時々刻々と変化することになる。また、実際の建物は複数の柱や梁、壁から構成されるため、建物全体の剛性は単柱よりも更に複雑な挙動を示すことになる。したがって、建物に損傷が発生している状態での剛性は、図２２に示すような単柱の場合よりもさらに複雑な挙動を示すことになる。
【００１５】
このことは、剛性の推定という観点からみると、時々刻々変化する瞬間的な剛性は、本質的には、その時刻周辺の「瞬間的な剛性の影響が及ぶ近傍の時刻の」短時間の振動計測データに基づいて推定しなければならないことを示している。しかし、振動計測データは短時間であるほど剛性に係わる情報量が少なくなり、偶発的に発生する推定誤差の影響が大きくなることにつながるため、短時間の振動計測データから瞬間的な剛性を推定するには限界があるという問題がある。
【００１６】
一方で、上記の問題を解決するため、瞬間的な剛性の精度を向上させようとして振動データの長さを長くしていくと剛性の瞬間的な値が異なる時間帯のデータを含んでしまうことになるため、結果として瞬間的な剛性の精度が低下してしまうということになる。
【００１７】
以上から、特許文献２の方法のように、建物に地震時のように大きな変形が発生している状態における剛性の複雑な変化をリアルタイムで追跡することは現実には困難であると言える。
【００１８】
そこで、本発明は、建物の健全性診断の指標自体の周期的な変動の影響を受けずに健全性を診断することが可能であると共に線形の範囲にある変形−荷重関係を利用することによって安定的に健全性を診断することが可能な建物の健全性の診断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】
【００１９】
図２２において、地震時のように大きな変形δに対し、常時微動時の単柱の変形δと荷重Ｐは共に小さい挙動であり、原点付近で推移する（枠１０１内の範囲。ただし、実際の常時微動では横軸の変形δが１０−４ｃｍ以下の非常に微小な範囲であり枠１０１は正確な範囲を示したものではない）。そして、この領域内の変形δ−荷重Ｐ関係はほぼ直線となって変形δと荷重Ｐはほぼ線形の関係になり、その剛性（変形δ−荷重Ｐ関係の傾き）は一定値となる。
【００２０】
このことから、複数の柱や梁、壁を組み合わせた実際の建物についてもその変形−荷重関係は直線的な形状になることは容易に類推でき、したがって建物の剛性も安定した一定値をとることとなる。このことを剛性の推定という観点からみると、健全時と評価時のそれぞれの状態において建物の剛性は安定した状態を保っており、時々刻々と値が変化しないため、振動データの計測時間として一定時間を確保することによって剛性の推定精度を向上させることができる。
【００２１】
なお、上記では剛性を例に挙げ、損傷時の瞬間的な剛性を推定するよりも常時微動時のような微小変形時の安定した剛性を推定した方が剛性の推定精度が良くなることを述べた。ここで、固有振動数は建物の剛性と質量で決定される量であり、質量が建物の損傷によらず一定値となることを考慮すれば、上記の剛性に関する議論は固有振動数にもそのまま当てはまる。即ち、固有振動数を建物の健全性診断の指標に用いた場合を想定しても、リアルタイムに瞬間的な量を推定するよりも常時微動時のような微小変形時の安定した固有振動数をある程度の長さの振動データを使って推定することにより推定精度を向上させることができる。
【００２２】
そこで、前記の発明者独自の新たな知見に基づくと共に建物の変形と荷重の安定した関係を利用することを踏まえ、請求項１記載の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法は、建物の常時微動の計測を常時行って常時微動の計測データを収集すると共に建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出し、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定し、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定し、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断するようにしている。
【００２３】
また、請求項２記載の常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラムは、建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の建物の常時微動の計測データを入力する手段、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定する手段、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定する手段、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断する手段として機能させるようにしている。
【００２４】
更に、請求項３記載の常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラムは、建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の常時微動の計測を常時行って収集した常時微動の計測データを入力する手段、常時微動の計測データから建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出する手段、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定する手段、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定する手段、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断する手段として機能させるようにしている。
【００２５】
したがって、この建物の健全性診断法並びに健全性診断プログラムによると、固有振動数等の建物の健全性を診断する指標自体が気温や日射、風力などの環境条件の影響を受けて周期的に変動する建物であっても、その変動の影響を受けずに健全性を診断することができる。また、常時微動データに基づいて指標を算定するので線形の範囲にある変形−荷重関係を前提として安定的に健全性を診断することができる。更に、建物の完成時又はその直後の健全時の計測データやそれに基づく健全性の指標を必要としないので、新規な建物か相当時間経過した建物かにかかわらず建物の健全性を診断することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の建物の健全性診断法並びに健全性診断プログラムによれば、固有振動数等の健全性診断の指標自体の周期的な変動の影響を受けずに健全性診断を行うことができると共に、線形の範囲にある変形−荷重関係を前提として健全性診断を行うことができるので健全性診断の信頼性の向上を図ることが可能である。更に、新規な建物か相当時間経過した建物かにかかわらず建物の健全性診断を行うことができるので多様な用途に対応することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１から図１０に、本発明の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法の実施形態の一例を示す。
【００２９】
この建物の健全性診断法は、図１のフローチャートに示すように、建物の常時微動の計測を常時行って常時微動の計測データを収集すると共に建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出し（Ｓ１）、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し（Ｓ２）、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定し（Ｓ３）、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定し（Ｓ４）、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断する（Ｓ５）ようにしている。
【００３０】
本発明の健全性診断法の適用にあたっては、まず、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データから地震や強風等の建物に構造的な損傷を与え得る事象の発生前後の建物の常時微動データの抽出を行う（Ｓ１）。なお、ここでの常時微動とは例えば日常的な風や交通振動等により励起される微小振動のことを指す。また、以降においては、地震や強風等の建物に構造的な損傷を与え得る事象をイベントと呼ぶ。
【００３１】
常時微動の計測は、例えば、建物に設置した振動センサ等を用いて常時行う。また、常時計測している建物の常時微動の計測データからの常時微動データの抽出は、例えば、地盤や建物の地震観測に用いられてきたプレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法を用いて行う。
【００３２】
プレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法は、図２に示すように、まず、例えば振動センサ等により計測している振動の振幅の中心に対してプラス側とマイナス側のそれぞれの振幅超過閾値をトリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２として設定する。
【００３３】
トリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２は、日常的な風、交通振動、他の人為的振動のレベルを考慮し、本発明が対象としているイベント以外の振動では閾値を超えないように作業者が適当な閾値を設定する。具体的には例えば、１及び−１［ｇａｌ］程度にすることが考えられるが、トリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２はこれに限られるものではなく、これより大きくてもこれより小さくても構わない。
【００３４】
プレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法では、計測している振動波形１の振動振幅がトリガーレベルＴＬ１又はＴＬ２を超えた場合に（図２中のトリガー点ＴＰ１）その時点をイベント発生時点Ｔ０とし、イベント発生時点Ｔ０前の計測時間Ｔ１とイベント発生時点Ｔ０後の計測時間Ｔ２を計測対象時間としてその計測対象時間内の振動データを最終的な計測対象Ｒ１とする。
【００３５】
計測時間Ｔ１は後述するイベント発生前の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定する。また、計測時間Ｔ２はイベント自体の継続時間及びイベント発生後の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定する。具体的には例えば、計測時間Ｔ１及びＴ２それぞれ５分以上、好ましくは１０分以上、より好ましくは２０分以上、更に好ましくは３０分以上、更により好ましくは４０分以上である。なお、計測時間Ｔ１とＴ２は同じ長さでも異なる長さでもどちらでも構わない。
【００３６】
なお、計測対象時間の決定法はプレトリガー計測法に限られるものではなく、イベント発生前後の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされる常時微動データの計測対象時間を決定可能な方法であればいずれの方法であっても構わない。例えば、計測対象時間の決定法としてプレトリガー計測法の代わりにプレ・ポストトリガー計測法を用いても良い。
【００３７】
プレ・ポストトリガー計測法は、図３に示すように、計測している振動波形１の振動振幅がトリガーレベルＴＬ１又はＴＬ２を超えた場合に（図３中のトリガー点ＴＰ１）その時点をイベント発生時点Ｔ０とし、イベント発生時点Ｔ０前の計測時間Ｔ１をイベント発生前の計測対象時間とするところまではプレトリガー計測法と同様である。
【００３８】
プレ・ポストトリガー計測法では更に、イベントに対応する振動波形１の振動振幅がトリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２より小さくなった場合に（ポストトリガー点ＴＰ２）その時点をイベント終了時点Ｔ３とし、イベント発生時点Ｔ０からイベント終了時点Ｔ３までの計測時間Ｔ４をイベント継続中の計測対象時間とすると共にイベント終了時点Ｔ３後の計測時間Ｔ５をイベント終了後の計測対象時間とする。そして、以上により、計測時間Ｔ１、Ｔ４及びＴ５を計測対象時間としてその計測対象時間内の振動データを最終的な計測対象Ｒ２とする。
【００３９】
プレ・ポストトリガー計測法では、プレトリガー計測法とは異なり、イベント継続時間である計測時間Ｔ４を自働で制御できる。したがって、プレ・ポストトリガー計測法を用いる場合には、計測時間Ｔ１は後述するイベント発生前の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定し、計測時間Ｔ５はイベント発生後の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定する。なお、イベント継続時間である計測時間Ｔ４は、イベントの種類により異なるが、イベントが例えば地震であれば地震の発生メカニズムや伝播経路によっても異なり、地震動によっては１０秒以下から数１０分までの幅を有する。よって、イベント継続時間を自働で制御できるプレ・ポストトリガー計測法はプレトリガー計測法と比べ、イベント継続時間にかかわらず一定のイベント発生後の計測時間Ｔ５を確保するという特徴を有する。
【００４０】
なお、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データから上記で述べた方法により計測対象Ｒ１やＲ２の常時微動データを抽出する方法としては、例えば以下の二つの方法が考えられる。
【００４１】
第一の方法は、振動センサ等に記録装置を設け、通常時には更新を繰り返しながら少なくとも計測時間Ｔ１に対応する最新の常時微動データをこの記録装置に記録するようにする。そして、イベントの発生を検知した場合には計測時間Ｔ１に対応する最新の常時微動データに対しては以後更新をせずにイベント発生前データとして保持し続け、更にイベント発生後の計測時間Ｔ２又はＴ４及びＴ５に対応する常時微動データをイベント発生後データとして記録する方法である。これにより、結果として、常時計測している建物の常時微動の計測データから計測対象Ｒ１やＲ２の常時微動データを抽出することとなる。
【００４２】
第二の方法は、振動センサ等に記録装置を設け、常時計測している建物の常時微動の計測データをそのまま全て磁気データ或いは紙データとして記録しておいて、記録された一定期間の常時微動データから計測対象Ｒ１やＲ２の常時微動データを抽出する方法である。
【００４３】
ここで、記録装置とは、例えば磁気ディスクドライブ及び差し込みと取り出しが可能な磁気ディスクである。また、更新とは、例えば磁気ディスに記録された古いデータに新しいデータを上書きして記録することである。
【００４４】
イベント発生の検知方法はレベルトリガー方式に限られるものではなく、例えばＳＴＡ／ＬＴＡ方式を用いても良い。
【００４５】
ＳＴＡ／ＬＴＡ方式は、２つの異なる時間区間の平均的な振動振幅の比をとり、この比が予め設定した閾値を超過したことをもってイベントが発生したと判定する方法である（ＳＴＡ：Ｓｈｏｒｔ Ｔｉｍｅ Ａｖｅｒａｇｅ、ＬＴＡ：Ｌｏｎｇ Ｔｉｍｅ Ａｖｅｒａｇｅ）。具体的には、短い時間区間の振動振幅の平均をＳＴＡとし、短い時間区間を含み且つそれより長い時間区間の振動振幅の平均をＬＴＡとし、ＳＴＡ／ＬＴＡの値が予め設定した閾値を超過した場合にイベントが発生したと判定する。例えば地震発生時であれば短い時間区間の振動振幅の平均ＳＴＡが長い時間区間の振動振幅の平均ＬＴＡと比べて急激に大きくなるためにＳＴＡ／ＬＴＡの値が大きくなる原理を利用した方法である。
【００４６】
本発明にＳＴＡ／ＬＴＡ方式を適用する場合に、短い時間区間及び長い時間区間の時間長さ並びにＳＴＡ／ＬＴＡの閾値に特に制限はなく、対象とするイベントを考慮して作業者がそれぞれ適当な値を設定する。具体的には例えば、ＳＴＡに対応する短い時間区間は１秒から２秒、ＬＴＡに対応する長い時間区間は１０秒から２０秒並びにＳＴＡ／ＬＴＡの閾値は３から５程度とすることが考えられる。
【００４７】
次に、Ｓ１により得られた常時微動データを用いて建物の健全性診断の指標の算定を行う（Ｓ２〜Ｓ３）。なお、ここでの指標とは、建物の固有振動数や剛性等を指す。
【００４８】
本実施形態では、プレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法で常時微動の抽出を行い（Ｓ１）、図４に示すように、振動波形１の振動振幅がトリガー点ＴＰ１でトリガーレベルＴＬ１を超過し、その時点Ｔ０の前後の計測時間Ｔ１とＴ２を計測対象時間とする計測対象Ｒ１内の常時微動データＤ１及びＤ２が得られた場合について説明する。
【００４９】
まず、Ｓ１の結果得られた計測対象Ｒ１内のイベント発生前と発生後の常時微動データＤ１及びＤ２をそれぞれ分割する（Ｓ２）。
【００５０】
本実施形態では、イベント発生前の常時微動データＤ１を時間順に三分割し、イベント発生後の常時微動データＤ２を時間順に四分割する。そして、本発明の健全性診断法ではイベント継続中の振動振幅に該当するデータは使わず、四分割したイベント発生後の常時微動データＤ２のうち、イベント継続中の振動振幅を含む区分の常時微動データｄ０を除いて診断を行う。言い換えれば、イベント発生後の常時微動データＤ２についてはイベント継続中のデータを除いた残りの部分を三分割している。
【００５１】
以上により、本実施形態では、イベント発生前の三つの分割データｄ１、ｄ２及びｄ３（以下、分割データｄ１〜ｄ３と表記する）とイベント発生後の三つの分割データｄ４、ｄ５及びｄ６（以下、分割データｄ４〜ｄ６と表記する。更に、先の分割データｄ１〜ｄ３と合わせて分割データｄ１〜ｄ６と表記する）を用いて診断を行う。
【００５２】
なお、常時微動データＤ１及びＤ２の分割数は三分割や四分割には限られず、プレトリガー計測法を用いて常時微動の計測を行った場合には、イベント発生前の常時微動データＤ１については少なくとも二分割以上、イベント発生後の常時微動データＤ２についてはイベント継続中の振動振幅を含むデータを除いた残りの部分を少なくとも二分割以上するものであれば良い。
【００５３】
常時微動データＤ１及びＤ２の分割数は、計測時間Ｔ１とＴ２のそれぞれの長さ及び建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量を考慮して作業者が適当な分割数を判断する。また、イベント発生前の常時微動データＤ１の分割数とイベント発生後の常時微動データＤ２の分割数は同じであっても異なっていてもどちらでも良い。更に、常時微動データＤ１及びＤ２の分割は、等分に分割しても良いし不等分に分割しても良い。
【００５４】
ここで、前記のプレ・ポストトリガー計測法を用いて常時微動データの計測を行った場合には、計測時間Ｔ１及びＴ５に対応する常時微動データを分割して指標の算定に用いる。この場合には、計測時間Ｔ５に対応する常時微動データにはイベント継続中の振動振幅は含まれていないので、分割データのいずれかを除くことなく全ての分割データを用いる。したがって、イベント発生前と発生後のそれぞれの常時微動データを少なくとも二分割以上すれば良いことになる。
【００５５】
続いて、Ｓ２で分割した分割データｄ１〜ｄ６毎に建物の健全性診断の指標を算定する（Ｓ３）。なお、常時微動データに基づく建物の固有振動数や剛性の算定方法自体は周知の方法であるのでここでは詳細については省略する（例えば、特許文献１）。
【００５６】
更に、分割データｄ１〜ｄ６毎に、各分割データｄ１〜ｄ６の時間区分の中間の時刻をそれぞれの分割データｄ１〜ｄ６に対応した時刻として与える。
【００５７】
以上により、分割データｄ１〜ｄ６毎に健全性診断の指標である建物の固有振動数や剛性と時刻の組み合わせのデータが整理される。
【００５８】
本実施形態では、イベント発生前の常時微動データＤ１を三つに分割した分割データｄ１〜ｄ３毎の健全性診断の指標と時刻の組み合わせのデータを時刻順に２ａ、２ｂ及び２ｃ（以下、イベント発生前データ２ａ〜２ｃと表記する）とし、イベント発生後の常時微動データＤ２を三つに分割した分割データｄ４〜ｄ６毎の健全性診断の指標と時刻の組み合わせのデータを時刻順に３ａ、３ｂ及び３ｃ（以下、イベント発生後データ３ａ〜３ｃと表記する）とする。
【００５９】
次に、イベント発生前データ２ａ〜２ｃと発生後データ３ａ〜３ｃ別に回帰直線を推定する（Ｓ４）。
【００６０】
具体的には、（式１）の定数ｋｉ及びｍｉを推定する。
【００６１】
（式１）ｙｉ＝ｋｉ×ｘｉ＋ｍｉ
【００６２】
ここに、ｘ：時刻、ｙ：健全性診断の指標、ｋ：回帰直線の傾き、ｍ：回帰直線の切片、添字ｉ：イベント発生前データ２ａ〜２ｃの場合はｉ＝１、イベント発生後データ３ａ〜３ｃの場合はｉ＝２。
【００６３】
なお、回帰直線の推定は、例えば最小二乗法を用いて行うことができる。
【００６４】
以降では、最終的にイベント発生前後で健全性診断の指標が変化していないと判断し得る場合（図５から図７）と、変化していると判断し得る場合（図８から図１０）のそれぞれの場合について説明する。具体的には、Ｓ３の結果得られたイベント発生前データ２ａ〜２ｃ及びイベント発生後データ３ａ〜３ｃをプロットした場合に、例えば図５のようになる場合と図８のようになる場合のそれぞれについて説明する。なお、図５から図１０の横軸は時刻を表し、縦軸は健全性診断の指標を表し、図中の時刻Ｔ０はイベント発生時点を表す。
【００６５】
図６及び図９に示すように、イベント発生前データ２ａ〜２ｃの回帰直線４及びイベント発生後データ３ａ〜３ｃの回帰直線５を推定する。
【００６６】
ここで、本発明では、回帰直線４及び５を推定する際に回帰直線４と５の傾きｋ１とｋ２は同一であると仮定する。これは、建物の固有振動数は周期的に変動しているとの知見に基づく仮定であって、イベント発生前と発生後で健全性診断の指標は同様の傾向で変動しているとする仮定である。
【００６７】
傾きｋ１とｋ２は同一であると仮定した回帰直線４及び５の推定は、例えば、まず回帰直線４を推定して得られた傾きｋ１を回帰直線５の傾きとして与えた上で回帰直線５を推定するようにしても良いし、回帰直線４と回帰直線５をそれぞれ推定してそれぞれの傾きｋ１とｋ２の平均値をあらためて傾きとして与えて回帰直線４と回帰直線５を推定するようにしても良い。
【００６８】
続いて、建物の健全性の診断を行う（Ｓ５）。
【００６９】
建物の健全性の診断は、Ｓ４で推定した回帰直線４と回帰直線５の切片ｍ１とｍ２を比較することにより行う。
【００７０】
具体的には、回帰直線４と回帰直線５を推定した結果、図６に示すように、それぞれの切片ｍ１とｍ２が同じ若しくは殆ど同じになっている場合には、健全性診断の指標はイベント発生前後で変化しておらず、建物の健全性は損なわれていないと判断する。
【００７１】
これは、回帰直線４と回帰直線５の推定結果から、例えば図７に示すような指標の周期変動波形６が想定されるという考え方に基づくものである。即ち、図５や図６からは健全性診断の指標は経時的に見かけ上変化しているが、この見かけ上の変化は、例えば指標の周期変動波形６のように示される健全性診断の指標自体の周期的な変動によるものであって健全性診断の指標が本質的に変化しているものではないとの知見に基づくものである。
【００７２】
ここで、建物の健全性が損なわれているか否かを判断するための回帰直線４と５の切片ｍ１とｍ２の差の大きさは、算定された健全性診断の指標の大きさやばらつき等を考慮して診断対象の建物毎に作業者が適当な基準値を判断する。例えば、切片ｍ１とｍ２の差として０．０２［Ｈｚ］程度を基準として用いたり、変化率として１［％］程度を基準として用いたりすることが考えられる。しかしながら、建物の健全性を診断する際の切片の差や変化率の基準値はこれに限られるものではなく、これより小さい基準値を用いても良いし又はこれより大きい基準値を用いても良い。
【００７３】
なお、イベント発生前後の健全性診断の指標を単純に比較した場合には、具体的には例えばイベント発生前データ２ｃとイベント発生後データ３ａの指標をそのまま比較したり、イベント発生前データ２ａ〜２ｃとイベント発生後データ３ａ〜３ｃのそれぞれの指標の平均を比較したりした場合には、本質的には健全性診断の指標は変化していないにもかかわらずイベント発生前後で見かけ上の差があるために建物の健全性が損なわれていると誤った判断をしてしまう可能性があることが分かる。
【００７４】
一方で、回帰直線４と回帰直線５を推定した結果、図９に示すように、それぞれの切片ｍ１とｍ２が異なっている場合には、健全性診断の指標がイベント発生前後で変化し、建物の健全性が損なわれていると判断する。
【００７５】
これは、回帰直線４と回帰直線５の推定結果から、例えば図１０に示すような指標の周期変動波形６ａ及び６ｂが想定されるという考え方に基づくものである。図１０は、イベントの発生によって健全性診断の指標が本質的に変化し、イベント発生時点Ｔ０を境にイベント発生前の指標の周期変動波形６ａがイベント発生後の指標の周期変動波形６ｂに遷移したことを示している。
【００７６】
ここで、回帰直線４と回帰直線５の切片ｍ１とｍ２の差Δｍに基づいて建物の健全性が損なわれていると判断する際の基準は、前記と同様に、例えば、切片ｍ１とｍ２の差Δｍとして０．０２［Ｈｚ］程度を基準として用いたり、変化率として１［％］程度を基準として用いたりすることが考えられる。しかしながら、建物の健全性を診断する際の切片の差や変化率の基準値はこれに限られるものではなく、これより小さい基準値を用いても良いし又はこれより大きい基準値を用いても良い。
【００７７】
なお、イベント発生前後の健全性診断の指標を単純に比較した場合には、具体的には例えばイベント発生前データ２ｃとイベント発生後データ３ａの健全性診断の指標をそのまま比較した場合には、本質的に健全性診断の指標が変化しているにもかかわらずイベント発生前後で見かけ上差がないために建物の健全性は損なわれていないと誤った判断をしてしまう可能性があることが分かる。
【００７８】
以上の手順を採用することにより、建物の固有振動数や剛性が気温や日射、風力等に依存して周期的に変動する場合であっても、その変動を除去して正確にイベント発生前後の構造的な損傷のみに依存した固有振動数や剛性の変化量を評価することが可能となり、それに基づいて建物の健全性を診断することが可能となる。
【００７９】
続いて、本実施形態の建物の健全性診断法をプログラムを用いて行う場合の一例を示す。
【００８０】
図１１に、健全性診断プログラムを実施するための健全性診断装置７の全体構成を示す。なお、本実施形態では、振動センサ等に記録装置を設け、常時計測している建物の常時微動の計測データをそのまま全て記録しておいて、記録された一定期間の常時微動データからプレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法で計測対象Ｒ１の常時微動データを抽出する場合について説明する。
【００８１】
制御部８には、記憶部９、指示入力部１０、表示部１１及びデータ入力部１２が接続されている。また、メモリ１３が制御部８に内蔵若しくは接続されている。
【００８２】
制御部８は、記憶部９に記憶されている健全性診断プログラムにより健全性診断装置７全体の制御並びに健全性診断に係る演算を行うものであり、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データからイベントの発生前後の建物の常時微動データの抽出を行う常時微動データ抽出処理部、イベント発生前と発生後の常時微動データをそれぞれ分割する常時微動データ分割処理部、分割データ毎に建物の健全性診断の指標を算定する健全性診断指標算定処理部、イベント発生前データと発生後データ別に回帰直線を推定する回帰直線推定処理部、算定された回帰直線の切片の値を基に建物の健全性の診断を行う健全性判定処理部を構成している。
【００８３】
制御部８は例えばＣＰＵである。記憶部９は例えばハードディスクである。指示入力部１０は少なくとも作業者の命令をＣＰＵに与えるためのインターフェイスであり、例えばキーボードである。表示部１１は例えばディスプレイである。データ入力部１２は少なくとも電子媒体に記録されたデータをＣＰＵに与えるものであり、例えば磁気ディスクドライブである。
【００８４】
まず、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データからイベントの発生前後の建物の常時微動データの抽出を行う（Ｓ１）。ここで、常時微動データの計測と収集は記録装置を設けた振動センサ等により常時行われ、イベント前後の常時微動データ若しくは常時計測している常時微動データの全てが例えば磁気ディスクドライブ或いは装着・脱着可能な磁気ディスク等の記録装置に格納されている。
【００８５】
制御部８の常時微動データ抽出処理部は、磁気ディスクに記録された一定期間の常時微動の計測データとして、時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータをデータ入力部１２を介して読み込む。
【００８６】
そして、読み込んだ振動振幅がトリガーレベルＴＬ１又はＴＬ２を超えた場合にはその時刻をイベント発生時点Ｔ０として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。そして、イベント発生時点Ｔ０前の計測時間Ｔ１に対応する時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータをデータ入力部１２を介して磁気ディスクから読み込み、常時微動データＤ１として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。また、イベント発生時点Ｔ０後の計測時間Ｔ２に対応する時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータをデータ入力部１２を介して磁気ディスクから読み込み、常時微動データＤ２として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００８７】
次に、Ｓ１の結果得られたイベント発生前と発生後の常時微動データＤ１及びＤ２をそれぞれ分割する（Ｓ２）。
【００８８】
制御部８の常時微動データ分割処理部は、まず、Ｓ１で記憶部９又はメモリ１３に記憶した常時微動データＤ１（時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータ）を読み込む。
【００８９】
そして、読み込んだ常時微動データＤ１の時刻をもとに常時微動データＤ１全体をその時刻順に三分割し、分割データｄ１〜ｄ３として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９０】
次に、制御部８の常時微動データ分割処理部は、Ｓ１で記憶部９又はメモリ１３に記憶した常時微動データＤ２を読み込む。
【００９１】
そして、読み込んだ常時微動データＤ２の時刻をもとに常時微動データＤ２全体をその時刻順に三分割し、分割データｄ４〜ｄ６として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９２】
なお、Ｓ１の常時微動データの抽出を健全性診断装置７で行っていない場合には、記憶部９又はメモリ１３に記憶した常時微動データＤ１及びＤ２を読み込む代わりに、磁気ディスクに記録された常時微動データＤ１及びＤ２をデータ入力部１２を介して読み込むようにしても良い。
【００９３】
次に、Ｓ２で分割した分割データｄ１〜ｄ６毎に建物の健全性診断の指標を算定する（Ｓ３）。
【００９４】
まず、制御部８の健全性診断指標算定処理部は、Ｓ２で記憶部９又はメモリ１３に記憶した分割データｄ１を読み込む。
【００９５】
そして、分割データｄ１（時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータであり、一定時間分のデータである）を用い、建物の健全性診断の指標である建物の固有振動数や剛性を算定する。
【００９６】
また、分割データｄ１の時刻情報を基に、分割データｄ１の時間区分の中間の時刻を算定する。
【００９７】
そして、算定した健全性診断の指標の値並びに中間の時刻を分割データｄ１に対応するイベント発生前データ２ａとして記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９８】
同様に、制御部８の健全性診断指標算定処理部は、分割データｄ２とｄ３についても指標並びに中間の時刻の算定を行うと共に、各分割データｄ２とｄ３に対応するイベント発生前データ２ｂと２ｃとしてそれぞれの指標の値並びに時刻を記録部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９９】
更に同様に、制御部８の健全性診断指標算定処理部は、分割データｄ４〜ｄ６についても指標並びに中間の時刻の算定を行うと共に、各分割データｄ４〜ｄ６に対応するイベント発生後データ３ａ〜３ｃとしてそれぞれの指標の値並びに時刻を記録部９又はメモリ１３に記憶する。
【０１００】
次に、イベント発生前データ２ａ〜２ｃと発生後データ３ａ〜３ｃ別に回帰直線を推定する（Ｓ４）。
【０１０１】
制御部８の回帰直線推定処理部は、まず、Ｓ３で記憶部９又はメモリ１３に記憶したイベント発生前データ２ａ〜２ｃの指標の値並びに時刻を読み込み、このデータを基に回帰直線４の傾きｋ１及び切片ｍ１を推定する。
【０１０２】
そして、イベント発生前データ２ａ〜２ｃに対応する回帰直線４の傾きｋ１及び切片ｍ１として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【０１０３】
同様に、制御部８の回帰直線推定処理部は、Ｓ３で記憶部９又はメモリ１３に記憶したイベント発生後データ３ａ〜３ｃの指標の値並びに時刻を読み込み、このデータを基に回帰直線５の傾きｋ２及び切片ｍ２を推定する。
【０１０４】
そして、イベント発生後データ３ａ〜３ｃに対応する回帰直線５の傾きｋ２及び切片ｍ２として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【０１０５】
次に、Ｓ４で算定した切片ｍ１及びｍ２を用いて建物の健全性の診断を行う（Ｓ５）。
【０１０６】
制御部８の健全性判定処理部は、Ｓ４で記憶部９又はメモリ１３に記憶した回帰直線４の切片ｍ１及び回帰直線５の切片ｍ２を読み込む。
【０１０７】
続いて、制御部８の健全性判定処理部は、切片ｍ１と切片ｍ２の値の比較を行う。そして、値に差違がないと判断した場合には、健全性診断の指標に差違がなく建物に損傷が発生していないと判定する。そして、健全性の診断結果として、健全性に問題なしとの診断結果を必要に応じて記憶部９に記憶すると共に表示部１１に表示する。一方、値に差違があると判断した場合には、健全性診断の指標に差違があり建物に損傷が発生していると判定する。そして、健全性の診断結果として、健全性に問題ありとの診断結果を必要に応じて記憶部９に記憶すると共に表示部１１に表示する。
【０１０８】
なお、以上において、制御部８は適宜指示入力部１０を介して作業者の命令を受け、例えばデータの選択や処理開始等の制御を行う。
【０１０９】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、イベント発生前データ２ａ〜２ｃとイベント発生後データ３ａ〜３ｃが共に漸増傾向にある場合について説明したが、例えば、イベント発生前データ２ａ〜２ｃは漸増傾向でイベント発生後データ３ａ〜３ｃは漸減傾向の場合には、イベント発生後データ３ａを起点とする３ｂ、３ｃへの漸減傾向と変化分の絶対値が等しいイベント発生後データ３ａを起点とする漸増傾向を想定することにより、本実施形態で例示した方法と同様にして健全性診断を行うことができる。
【０１１０】
また、プログラムを用いて行う場合の実施形態として、常時微動を計測する振動センサ等と健全性診断装置が別個のものとして構成されている場合を例に挙げて説明したが、振動センサ等と健全性診断装置が一体のものとして構成されていても良い。
【０１１１】
また、本実施形態では健全性診断の指標自体の周期的な変動が比較的大きい場合について説明したが、健全性診断の指標自体の周期的な変動が非常に緩やかで回帰直線の傾きが明瞭でない場合には、傾きをゼロとして健全性診断を行うことも可能である。
【実施例１】
【０１１２】
本発明の実施例として、図１２から図１９に、財団法人電力中央研究所我孫子地区南研究棟本館（所在地千葉県我孫子市、地上１０階建事務所ビル）（以下、対象建物と呼ぶ）を対象として行った常時微動計測並びに健全性の診断の結果を示す。
【０１１３】
対象建物において平成１７年２月１日から３月２日までの３０日間に亘って観測した応答振幅並びに南北方向及び東西方向の固有振動数の経時変化を１５分ごとに整理し、図１２並びに図１３及び図１４に示す結果を得た。
【０１１４】
まず、図１３及び図１４の経時変化を整理した結果から固有振動数が日単位で周期的に変動していることが確認された。
【０１１５】
また、２月１６日午前４時４６分（図１２から図１４中の▼で示した時点）に茨城県南部を震源とする地震が発生し、対象建物付近では震度III程度の揺れが観測された。
【０１１６】
ここで、本発明の健全性診断法による診断結果と比較するため、毎正午から１５分間の計測データを用いて固有振動数を算定し、日毎の固有振動数の変化に基づく建物の健全性の診断を試みた。なお、長期的な固有振動数の変化に基づいて建物の健全性を診断するための常時微動データの計測を想定した場合、実用的には一日に一度一定時間（例えば固有振動数の算定に必要な時間）の計測であれば手間とコストが許容され得ることを考慮して毎正午から１５分間の計測データを用いることとした。
【０１１７】
毎正午から１５分間の計測データを用いて算定した固有振動数の経時変化を整理し、図１５及び図１６に示す結果を得た。なお、図中の▼の位置が地震発生時刻を示している。
【０１１８】
この結果から、固有振動数の日々のばらつきが大きいため、地震発生前後での固有振動数の変化を読み取ることは困難であり、日毎の固有振動数の変化に基づいて地震による建物の損傷の発生の有無を判断することは困難であることが確認された。
【０１１９】
次に、本発明の建物の健全性診断法を用いて健全性の診断を行った。
【０１２０】
まず、地震が発生した２月１６日の午前中のデータを１５分毎のデータに分割して応答振幅並びに固有振動数の経時変化を整理し、図１７並びに図１８及び図１９に示す結果を得た。なお、図中の▼の位置が地震発生時刻を示している。
【０１２１】
図１８に示す南北方向一次の固有振動数及び図１９に示す東西方向一次の固有振動数について、本発明において例えばプレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法で常時微動データとして実際に計測する範囲を想定し、地震発生前と地震発生後のそれぞれについて三つの分割データを用いて健全性の診断を行った。なお、地震発生直後の振動振幅を含む分割データは診断に用いるデータからは除いた。
【０１２２】
図１８に示す南北方向一次の固有振動数について、地震発生前の三つの分割データを用いて回帰直線を推定した。なお、本実施例では、固有振動数自体の周期的な変動が非常に緩やかなものであったために回帰直線の傾きをゼロとして切片を推定した。その結果、地震発生前データの回帰直線の切片として１．７５８［Ｈｚ］を得た。
【０１２３】
更に、地震発生前データの回帰直線と同様に傾きをゼロとし、地震発生後の三つの分割データを用いて回帰直線の切片を推定して１．７１９［Ｈｚ］を得た。
【０１２４】
また、図１９に示す東西方向一次の固有振動数について、地震発生前の三つの分割データを用いて回帰直線を推定した。なお、前記と同様に、固有振動数自体の周期的な変動が非常に緩やかなものであったために回帰直線の傾きをゼロとして切片を算定した。その結果、地震発生前データの回帰直線の切片として２．００２［Ｈｚ］を得た。
【０１２５】
更に、地震発生前データの回帰直線と同様に傾きをゼロとし、地震発生後の三つの分割データを用いて回帰直線の切片を算定して１．９７１［Ｈｚ］を得た。
【０１２６】
以上から、地震発生前データと地震発生後データの回帰直線の切片の差として、南北方向については０．０３９［Ｈｚ］、東西方向については０．０３１［Ｈｚ］を得た。また、変化率はそれぞれ２．２［％］と１．５［％］となった。この結果から、２月１６日に発生した地震により対象建物に何らかの損傷が発生していると判断された。
【０１２７】
以上の結果から、本発明の健全性診断法を用いることにより、固有振動数自体が周期的に変動している場合であっても地震発生前後の固有振動数の変化を明瞭に見分けることが可能であり、建物の健全性の診断を安定的に行い得る手法であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法の実施形態の一例を説明するフローチャートである。
【図２】プレトリガー計測法を説明する模式図である。
【図３】プレ・ポストトリガー計測法を説明する模式図である。
【図４】実施形態の常時微動データを説明する模式図である。
【図５】実施形態の時刻と健全性診断の指標の組み合わせのデータを示す図である。
【図６】図５に示すデータの回帰直線を示す図である。
【図７】図６に示す回帰直線が推定された場合に想定される指標の周期変動波形を説明する図である。
【図８】実施形態の時刻と健全性診断の指標の組み合わせの他のデータを示す図である。
【図９】図８に示すデータの回帰直線を示す図である。
【図１０】図９に示す回帰直線が推定された場合に想定される指標の周期変動波形を説明する図である。
【図１１】実施形態の健全性診断プログラムを実施するための健全性診断装置の全体構成を示す図である。
【図１２】実施例の応答振幅の計測データを示す図である。
【図１３】実施例の固有振動数（南北方向一次）を示す図である。
【図１４】実施例の固有振動数（東西方向一次）を示す図である。
【図１５】実施例の固有振動数（南北方向一次、毎正午）を示す図である。
【図１６】実施例の固有振動数（東西方向一次、毎正午）を示す図である。
【図１７】実施例の応答振幅の計測データ（午前中のみ、１５分分割）を示す図である。
【図１８】実施例の固有振動数（南北方向一次、午前中のみ、１５分分割）を示す図である。
【図１９】実施例の固有振動数（東西方向一次、午前中のみ、１５分分割）を示す図である。
【図２０】従来の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法を説明するフローチャートである。
【図２１】従来の構造性能指標推定装置、及び構造物の構造性能リアルタイムモニタリング方法を説明するフローチャートである。
【図２２】鉄筋コンクリート柱の変位−荷重特性を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２ａ〜２ｃ イベント発生前データ
３ａ〜３ｃ イベント発生後データ
４ イベント発生前データの回帰直線
５ イベント発生後データの回帰直線
７ 健全性診断装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、常時微動計測に基づく建物の健全性診断法並びに健全性診断プログラムに関する。さらに詳述すると、本発明は、常時微動と呼ばれる微小振動の計測に基づいて地震や強風等による建物の損傷の有無を判断する方法並びにプログラムに関する。なお、本発明で建物の健全性とは、構造的な損傷の有無など建物の構造に係る健全性のことをいう。
【背景技術】
【０００２】
従来の建物の振動の計測に基づいて健全性を診断する方法としては、例えば常時微動計測に基づく建物の健全性診断法がある（特許文献１）。
【０００３】
この建物の健全性診断法は、図２０に示すように、健全時及び評価時における建物の常時微動を計測し（Ｓ１０１、Ｓ１０１’）、その計測記録から健全時及び評価時のクロススペクトル並びにパワースペクトルを算定し（Ｓ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１０３’）、それらスペクトルの算定結果から固有振動数並びに固有モードを求めて建物の振動特性を計算する（Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０５’）。そして、健全時と評価時の振動特性の計算結果を比較することにより（Ｓ１０６）、建物全体の健全性の良否を判定する（Ｓ１０７）。建物の健全性が失われていると判定された場合には振動特性の計算結果から建物の剛性分布を計算し（Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１０９’）、健全時と評価時の剛性分布の計算結果を比較することにより（Ｓ１１０）、健全性に劣る位置とその程度を判定する（Ｓ１１１）ものである。
【０００４】
また、建物の健全性に影響を与える事象の前後の建物の振動情報に着目して健全性を診断する方法として、構造性能指標推定装置及び構造物の構造性能リアルタイムモニタリング方法がある（特許文献２）。
【０００５】
この構造性能リアルタイムモニタリング方法は、図２１に示すように、基礎加速度が入力されることにより出力される絶対加速度の測定を行うための計測点を構造物の各層に設定した上で計測点に計測装置を設置し（第１の工程）、計測装置を介して観測された構造物の各層における絶対加速度を構造性能指標推定装置本体に送信し（第２の工程）、構造性能指標推定装置本体において各層毎の絶対加速度を用いて構造性能指標推定装置本体に格納された演算式により構造物の各層毎に減衰係数及び剛性を推定する（第３の工程）。そして、第２の工程及び第３の工程を繰り返して構造物の各層における減衰係数及び剛性に係る推定値を時系列に取得し、構造性能をモニタリングする（第４の工程）ものである。
【０００６】
即ち特許文献２の方法は、振動計測データをリアルタイムで評価し、建物の層（階）毎の剛性と減衰を時々刻々と評価してそれらの変化を検出することにより、建物の健全性をリアルタイムで評価する方法である。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−３２２５８５号
【特許文献２】特開２００５−０８３９７５号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の方法では、建物の固有振動数や剛性は安定したものであり、建物に損傷が発生することなく健全性が同一の状態であれば固有振動数等は一定値であることを前提としている。即ち、固有振動数や剛性は建物の損傷によって変化するが他の要因によっては変化しないので、健全時と評価時で固有振動数等を比較して差違がある場合には建物に損傷が発生していると判断することができることを前提にしている。
【０００９】
しかしながら、本発明者は、建物の振動の計測に基づく健全性の診断の検討において、建物の固有振動数は一定値で安定してはおらず、一日の中で周期的に変動しており、その変動は気温や日射、風力などの環境条件に依存して複雑な様相を示して規則正しい変動ではないことを知見した。即ち、建物の固有振動数は、建物に何ら損傷が発生していない場合であっても環境条件等により変動していることを知見した。また、建物の剛性分布は固有振動数等に基づいて推定される指標であるため、固有振動数が変動することにより見かけ上の剛性分布も変動することになる。したがって、従来の前提条件の下では、時点の異なる固有振動数を比較した場合に、建物に何ら損傷が発生していないにもかかわらず固有振動数が変化しているので損傷が発生していると誤って判断したり、実際には建物に損傷が発生しているにもかかわらず固有振動数が変化していないので損傷が発生していないと誤って判断したりしてしまうという問題がある。
【００１０】
更に、特許文献１の方法は健全時と評価時の固有振動数等を比較して建物の健全性を診断する方法であり、構築直後の健全時の状態を示すデータが必要とされ、健全時のデータがない場合には建物の健全性の診断を行うことができない。このため、健全性評価が実施できる対象が限られてしまうという問題がある。
【００１１】
また、地震や強風時における建物の挙動は常時微動のような微小変形時の挙動と比較して複雑であるため、以下に示す理由により、現実には、特許文献２の方法のようにリアルタイムで剛性や減衰を推定することは困難であると考えられる。
【００１２】
図２２に示すように、軸方向に鉛直荷重Ｎが作用する鉄筋コンクリート単柱に横荷重Ｐを作用させた場合における変形δ−荷重Ｐの関係を例に挙げて説明する（柴田明徳：最新耐震構造解析，森北出版，１９８１年，ｐ１１４）。
【００１３】
図２２において、剛性は、荷重Ｐの増加量を変形δの増加量で除した値、言い換えれば、変形δ−荷重Ｐ曲線の接線の傾きで与えられる。
【００１４】
ここで、地震時のように大きな変形δが発生した場合には、変形δ−荷重Ｐ特性が紡錘形の曲線となって変形δと荷重Ｐは非線型の関係にあるため、荷重Ｐや変形δに応じて剛性が時々刻々と変化することになる。また、実際の建物は複数の柱や梁、壁から構成されるため、建物全体の剛性は単柱よりも更に複雑な挙動を示すことになる。したがって、建物に損傷が発生している状態での剛性は、図２２に示すような単柱の場合よりもさらに複雑な挙動を示すことになる。
【００１５】
このことは、剛性の推定という観点からみると、時々刻々変化する瞬間的な剛性は、本質的には、その時刻周辺の「瞬間的な剛性の影響が及ぶ近傍の時刻の」短時間の振動計測データに基づいて推定しなければならないことを示している。しかし、振動計測データは短時間であるほど剛性に係わる情報量が少なくなり、偶発的に発生する推定誤差の影響が大きくなることにつながるため、短時間の振動計測データから瞬間的な剛性を推定するには限界があるという問題がある。
【００１６】
一方で、上記の問題を解決するため、瞬間的な剛性の精度を向上させようとして振動データの長さを長くしていくと剛性の瞬間的な値が異なる時間帯のデータを含んでしまうことになるため、結果として瞬間的な剛性の精度が低下してしまうということになる。
【００１７】
以上から、特許文献２の方法のように、建物に地震時のように大きな変形が発生している状態における剛性の複雑な変化をリアルタイムで追跡することは現実には困難であると言える。
【００１８】
そこで、本発明は、建物の健全性診断の指標自体の周期的な変動の影響を受けずに健全性を診断することが可能であると共に線形の範囲にある変形−荷重関係を利用することによって安定的に健全性を診断することが可能な建物の健全性の診断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】
【００１９】
図２２において、地震時のように大きな変形δに対し、常時微動時の単柱の変形δと荷重Ｐは共に小さい挙動であり、原点付近で推移する（枠１０１内の範囲。ただし、実際の常時微動では横軸の変形δが１０−４ｃｍ以下の非常に微小な範囲であり枠１０１は正確な範囲を示したものではない）。そして、この領域内の変形δ−荷重Ｐ関係はほぼ直線となって変形δと荷重Ｐはほぼ線形の関係になり、その剛性（変形δ−荷重Ｐ関係の傾き）は一定値となる。
【００２０】
このことから、複数の柱や梁、壁を組み合わせた実際の建物についてもその変形−荷重関係は直線的な形状になることは容易に類推でき、したがって建物の剛性も安定した一定値をとることとなる。このことを剛性の推定という観点からみると、健全時と評価時のそれぞれの状態において建物の剛性は安定した状態を保っており、時々刻々と値が変化しないため、振動データの計測時間として一定時間を確保することによって剛性の推定精度を向上させることができる。
【００２１】
なお、上記では剛性を例に挙げ、損傷時の瞬間的な剛性を推定するよりも常時微動時のような微小変形時の安定した剛性を推定した方が剛性の推定精度が良くなることを述べた。ここで、固有振動数は建物の剛性と質量で決定される量であり、質量が建物の損傷によらず一定値となることを考慮すれば、上記の剛性に関する議論は固有振動数にもそのまま当てはまる。即ち、固有振動数を建物の健全性診断の指標に用いた場合を想定しても、リアルタイムに瞬間的な量を推定するよりも常時微動時のような微小変形時の安定した固有振動数をある程度の長さの振動データを使って推定することにより推定精度を向上させることができる。
【００２２】
そこで、前記の発明者独自の新たな知見に基づくと共に建物の変形と荷重の安定した関係を利用することを踏まえ、請求項１記載の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法は、建物の常時微動の計測を常時行って常時微動の計測データを収集すると共に建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出し、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定し、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定し、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断するようにしている。
【００２３】
また、請求項２記載の常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラムは、建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の建物の常時微動の計測データを入力する手段、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定する手段、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定する手段、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断する手段として機能させるようにしている。
【００２４】
更に、請求項３記載の常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラムは、建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の常時微動の計測を常時行って収集した常時微動の計測データを入力する手段、常時微動の計測データから建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出する手段、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定する手段、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定する手段、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断する手段として機能させるようにしている。
【００２５】
したがって、この建物の健全性診断法並びに健全性診断プログラムによると、固有振動数等の建物の健全性を診断する指標自体が気温や日射、風力などの環境条件の影響を受けて周期的に変動する建物であっても、その変動の影響を受けずに健全性を診断することができる。また、常時微動データに基づいて指標を算定するので線形の範囲にある変形−荷重関係を前提として安定的に健全性を診断することができる。更に、建物の完成時又はその直後の健全時の計測データやそれに基づく健全性の指標を必要としないので、新規な建物か相当時間経過した建物かにかかわらず建物の健全性を診断することができる。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明の建物の健全性診断法並びに健全性診断プログラムによれば、固有振動数等の健全性診断の指標自体の周期的な変動の影響を受けずに健全性診断を行うことができると共に、線形の範囲にある変形−荷重関係を前提として健全性診断を行うことができるので健全性診断の信頼性の向上を図ることが可能である。更に、新規な建物か相当時間経過した建物かにかかわらず建物の健全性診断を行うことができるので多様な用途に対応することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１から図１０に、本発明の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法の実施形態の一例を示す。
【００２９】
この建物の健全性診断法は、図１のフローチャートに示すように、建物の常時微動の計測を常時行って常時微動の計測データを収集すると共に建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の常時微動の計測データを抽出し（Ｓ１）、事象発生前並びに事象発生後の常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し（Ｓ２）、分割した常時微動の計測データ毎に建物の健全性を診断する指標を算定し（Ｓ３）、事象発生前の指標の回帰直線及び事象発生後の指標の回帰直線を推定し（Ｓ４）、回帰直線のそれぞれの切片を比較して建物の健全性を診断する（Ｓ５）ようにしている。
【００３０】
本発明の健全性診断法の適用にあたっては、まず、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データから地震や強風等の建物に構造的な損傷を与え得る事象の発生前後の建物の常時微動データの抽出を行う（Ｓ１）。なお、ここでの常時微動とは例えば日常的な風や交通振動等により励起される微小振動のことを指す。また、以降においては、地震や強風等の建物に構造的な損傷を与え得る事象をイベントと呼ぶ。
【００３１】
常時微動の計測は、例えば、建物に設置した振動センサ等を用いて常時行う。また、常時計測している建物の常時微動の計測データからの常時微動データの抽出は、例えば、地盤や建物の地震観測に用いられてきたプレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法を用いて行う。
【００３２】
プレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法は、図２に示すように、まず、例えば振動センサ等により計測している振動の振幅の中心に対してプラス側とマイナス側のそれぞれの振幅超過閾値をトリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２として設定する。
【００３３】
トリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２は、日常的な風、交通振動、他の人為的振動のレベルを考慮し、本発明が対象としているイベント以外の振動では閾値を超えないように作業者が適当な閾値を設定する。具体的には例えば、１及び−１［ｇａｌ］程度にすることが考えられるが、トリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２はこれに限られるものではなく、これより大きくてもこれより小さくても構わない。
【００３４】
プレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法では、計測している振動波形１の振動振幅がトリガーレベルＴＬ１又はＴＬ２を超えた場合に（図２中のトリガー点ＴＰ１）その時点をイベント発生時点Ｔ０とし、イベント発生時点Ｔ０前の計測時間Ｔ１とイベント発生時点Ｔ０後の計測時間Ｔ２を計測対象時間としてその計測対象時間内の振動データを最終的な計測対象Ｒ１とする。
【００３５】
計測時間Ｔ１は後述するイベント発生前の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定する。また、計測時間Ｔ２はイベント自体の継続時間及びイベント発生後の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定する。具体的には例えば、計測時間Ｔ１及びＴ２それぞれ５分以上、好ましくは１０分以上、より好ましくは２０分以上、更に好ましくは３０分以上、更により好ましくは４０分以上である。なお、計測時間Ｔ１とＴ２は同じ長さでも異なる長さでもどちらでも構わない。
【００３６】
なお、計測対象時間の決定法はプレトリガー計測法に限られるものではなく、イベント発生前後の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされる常時微動データの計測対象時間を決定可能な方法であればいずれの方法であっても構わない。例えば、計測対象時間の決定法としてプレトリガー計測法の代わりにプレ・ポストトリガー計測法を用いても良い。
【００３７】
プレ・ポストトリガー計測法は、図３に示すように、計測している振動波形１の振動振幅がトリガーレベルＴＬ１又はＴＬ２を超えた場合に（図３中のトリガー点ＴＰ１）その時点をイベント発生時点Ｔ０とし、イベント発生時点Ｔ０前の計測時間Ｔ１をイベント発生前の計測対象時間とするところまではプレトリガー計測法と同様である。
【００３８】
プレ・ポストトリガー計測法では更に、イベントに対応する振動波形１の振動振幅がトリガーレベルＴＬ１及びＴＬ２より小さくなった場合に（ポストトリガー点ＴＰ２）その時点をイベント終了時点Ｔ３とし、イベント発生時点Ｔ０からイベント終了時点Ｔ３までの計測時間Ｔ４をイベント継続中の計測対象時間とすると共にイベント終了時点Ｔ３後の計測時間Ｔ５をイベント終了後の計測対象時間とする。そして、以上により、計測時間Ｔ１、Ｔ４及びＴ５を計測対象時間としてその計測対象時間内の振動データを最終的な計測対象Ｒ２とする。
【００３９】
プレ・ポストトリガー計測法では、プレトリガー計測法とは異なり、イベント継続時間である計測時間Ｔ４を自働で制御できる。したがって、プレ・ポストトリガー計測法を用いる場合には、計測時間Ｔ１は後述するイベント発生前の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定し、計測時間Ｔ５はイベント発生後の建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量（時間）を考慮して作業者が設定する。なお、イベント継続時間である計測時間Ｔ４は、イベントの種類により異なるが、イベントが例えば地震であれば地震の発生メカニズムや伝播経路によっても異なり、地震動によっては１０秒以下から数１０分までの幅を有する。よって、イベント継続時間を自働で制御できるプレ・ポストトリガー計測法はプレトリガー計測法と比べ、イベント継続時間にかかわらず一定のイベント発生後の計測時間Ｔ５を確保するという特徴を有する。
【００４０】
なお、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データから上記で述べた方法により計測対象Ｒ１やＲ２の常時微動データを抽出する方法としては、例えば以下の二つの方法が考えられる。
【００４１】
第一の方法は、振動センサ等に記録装置を設け、通常時には更新を繰り返しながら少なくとも計測時間Ｔ１に対応する最新の常時微動データをこの記録装置に記録するようにする。そして、イベントの発生を検知した場合には計測時間Ｔ１に対応する最新の常時微動データに対しては以後更新をせずにイベント発生前データとして保持し続け、更にイベント発生後の計測時間Ｔ２又はＴ４及びＴ５に対応する常時微動データをイベント発生後データとして記録する方法である。これにより、結果として、常時計測している建物の常時微動の計測データから計測対象Ｒ１やＲ２の常時微動データを抽出することとなる。
【００４２】
第二の方法は、振動センサ等に記録装置を設け、常時計測している建物の常時微動の計測データをそのまま全て磁気データ或いは紙データとして記録しておいて、記録された一定期間の常時微動データから計測対象Ｒ１やＲ２の常時微動データを抽出する方法である。
【００４３】
ここで、記録装置とは、例えば磁気ディスクドライブ及び差し込みと取り出しが可能な磁気ディスクである。また、更新とは、例えば磁気ディスに記録された古いデータに新しいデータを上書きして記録することである。
【００４４】
イベント発生の検知方法はレベルトリガー方式に限られるものではなく、例えばＳＴＡ／ＬＴＡ方式を用いても良い。
【００４５】
ＳＴＡ／ＬＴＡ方式は、２つの異なる時間区間の平均的な振動振幅の比をとり、この比が予め設定した閾値を超過したことをもってイベントが発生したと判定する方法である（ＳＴＡ：Ｓｈｏｒｔ Ｔｉｍｅ Ａｖｅｒａｇｅ、ＬＴＡ：Ｌｏｎｇ Ｔｉｍｅ Ａｖｅｒａｇｅ）。具体的には、短い時間区間の振動振幅の平均をＳＴＡとし、短い時間区間を含み且つそれより長い時間区間の振動振幅の平均をＬＴＡとし、ＳＴＡ／ＬＴＡの値が予め設定した閾値を超過した場合にイベントが発生したと判定する。例えば地震発生時であれば短い時間区間の振動振幅の平均ＳＴＡが長い時間区間の振動振幅の平均ＬＴＡと比べて急激に大きくなるためにＳＴＡ／ＬＴＡの値が大きくなる原理を利用した方法である。
【００４６】
本発明にＳＴＡ／ＬＴＡ方式を適用する場合に、短い時間区間及び長い時間区間の時間長さ並びにＳＴＡ／ＬＴＡの閾値に特に制限はなく、対象とするイベントを考慮して作業者がそれぞれ適当な値を設定する。具体的には例えば、ＳＴＡに対応する短い時間区間は１秒から２秒、ＬＴＡに対応する長い時間区間は１０秒から２０秒並びにＳＴＡ／ＬＴＡの閾値は３から５程度とすることが考えられる。
【００４７】
次に、Ｓ１により得られた常時微動データを用いて建物の健全性診断の指標の算定を行う（Ｓ２〜Ｓ３）。なお、ここでの指標とは、建物の固有振動数や剛性等を指す。
【００４８】
本実施形態では、プレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法で常時微動の抽出を行い（Ｓ１）、図４に示すように、振動波形１の振動振幅がトリガー点ＴＰ１でトリガーレベルＴＬ１を超過し、その時点Ｔ０の前後の計測時間Ｔ１とＴ２を計測対象時間とする計測対象Ｒ１内の常時微動データＤ１及びＤ２が得られた場合について説明する。
【００４９】
まず、Ｓ１の結果得られた計測対象Ｒ１内のイベント発生前と発生後の常時微動データＤ１及びＤ２をそれぞれ分割する（Ｓ２）。
【００５０】
本実施形態では、イベント発生前の常時微動データＤ１を時間順に三分割し、イベント発生後の常時微動データＤ２を時間順に四分割する。そして、本発明の健全性診断法ではイベント継続中の振動振幅に該当するデータは使わず、四分割したイベント発生後の常時微動データＤ２のうち、イベント継続中の振動振幅を含む区分の常時微動データｄ０を除いて診断を行う。言い換えれば、イベント発生後の常時微動データＤ２についてはイベント継続中のデータを除いた残りの部分を三分割している。
【００５１】
以上により、本実施形態では、イベント発生前の三つの分割データｄ１、ｄ２及びｄ３（以下、分割データｄ１〜ｄ３と表記する）とイベント発生後の三つの分割データｄ４、ｄ５及びｄ６（以下、分割データｄ４〜ｄ６と表記する。更に、先の分割データｄ１〜ｄ３と合わせて分割データｄ１〜ｄ６と表記する）を用いて診断を行う。
【００５２】
なお、常時微動データＤ１及びＤ２の分割数は三分割や四分割には限られず、プレトリガー計測法を用いて常時微動の計測を行った場合には、イベント発生前の常時微動データＤ１については少なくとも二分割以上、イベント発生後の常時微動データＤ２についてはイベント継続中の振動振幅を含むデータを除いた残りの部分を少なくとも二分割以上するものであれば良い。
【００５３】
常時微動データＤ１及びＤ２の分割数は、計測時間Ｔ１とＴ２のそれぞれの長さ及び建物の健全性診断の指標の算定に必要とされるデータ量を考慮して作業者が適当な分割数を判断する。また、イベント発生前の常時微動データＤ１の分割数とイベント発生後の常時微動データＤ２の分割数は同じであっても異なっていてもどちらでも良い。更に、常時微動データＤ１及びＤ２の分割は、等分に分割しても良いし不等分に分割しても良い。
【００５４】
ここで、前記のプレ・ポストトリガー計測法を用いて常時微動データの計測を行った場合には、計測時間Ｔ１及びＴ５に対応する常時微動データを分割して指標の算定に用いる。この場合には、計測時間Ｔ５に対応する常時微動データにはイベント継続中の振動振幅は含まれていないので、分割データのいずれかを除くことなく全ての分割データを用いる。したがって、イベント発生前と発生後のそれぞれの常時微動データを少なくとも二分割以上すれば良いことになる。
【００５５】
続いて、Ｓ２で分割した分割データｄ１〜ｄ６毎に建物の健全性診断の指標を算定する（Ｓ３）。なお、常時微動データに基づく建物の固有振動数や剛性の算定方法自体は周知の方法であるのでここでは詳細については省略する（例えば、特許文献１）。
【００５６】
更に、分割データｄ１〜ｄ６毎に、各分割データｄ１〜ｄ６の時間区分の中間の時刻をそれぞれの分割データｄ１〜ｄ６に対応した時刻として与える。
【００５７】
以上により、分割データｄ１〜ｄ６毎に健全性診断の指標である建物の固有振動数や剛性と時刻の組み合わせのデータが整理される。
【００５８】
本実施形態では、イベント発生前の常時微動データＤ１を三つに分割した分割データｄ１〜ｄ３毎の健全性診断の指標と時刻の組み合わせのデータを時刻順に２ａ、２ｂ及び２ｃ（以下、イベント発生前データ２ａ〜２ｃと表記する）とし、イベント発生後の常時微動データＤ２を三つに分割した分割データｄ４〜ｄ６毎の健全性診断の指標と時刻の組み合わせのデータを時刻順に３ａ、３ｂ及び３ｃ（以下、イベント発生後データ３ａ〜３ｃと表記する）とする。
【００５９】
次に、イベント発生前データ２ａ〜２ｃと発生後データ３ａ〜３ｃ別に回帰直線を推定する（Ｓ４）。
【００６０】
具体的には、（式１）の定数ｋｉ及びｍｉを推定する。
【００６１】
（式１）ｙｉ＝ｋｉ×ｘｉ＋ｍｉ
【００６２】
ここに、ｘ：時刻、ｙ：健全性診断の指標、ｋ：回帰直線の傾き、ｍ：回帰直線の切片、添字ｉ：イベント発生前データ２ａ〜２ｃの場合はｉ＝１、イベント発生後データ３ａ〜３ｃの場合はｉ＝２。
【００６３】
なお、回帰直線の推定は、例えば最小二乗法を用いて行うことができる。
【００６４】
以降では、最終的にイベント発生前後で健全性診断の指標が変化していないと判断し得る場合（図５から図７）と、変化していると判断し得る場合（図８から図１０）のそれぞれの場合について説明する。具体的には、Ｓ３の結果得られたイベント発生前データ２ａ〜２ｃ及びイベント発生後データ３ａ〜３ｃをプロットした場合に、例えば図５のようになる場合と図８のようになる場合のそれぞれについて説明する。なお、図５から図１０の横軸は時刻を表し、縦軸は健全性診断の指標を表し、図中の時刻Ｔ０はイベント発生時点を表す。
【００６５】
図６及び図９に示すように、イベント発生前データ２ａ〜２ｃの回帰直線４及びイベント発生後データ３ａ〜３ｃの回帰直線５を推定する。
【００６６】
ここで、本発明では、回帰直線４及び５を推定する際に回帰直線４と５の傾きｋ１とｋ２は同一であると仮定する。これは、建物の固有振動数は周期的に変動しているとの知見に基づく仮定であって、イベント発生前と発生後で健全性診断の指標は同様の傾向で変動しているとする仮定である。
【００６７】
傾きｋ１とｋ２は同一であると仮定した回帰直線４及び５の推定は、例えば、まず回帰直線４を推定して得られた傾きｋ１を回帰直線５の傾きとして与えた上で回帰直線５を推定するようにしても良いし、回帰直線４と回帰直線５をそれぞれ推定してそれぞれの傾きｋ１とｋ２の平均値をあらためて傾きとして与えて回帰直線４と回帰直線５を推定するようにしても良い。
【００６８】
続いて、建物の健全性の診断を行う（Ｓ５）。
【００６９】
建物の健全性の診断は、Ｓ４で推定した回帰直線４と回帰直線５の切片ｍ１とｍ２を比較することにより行う。
【００７０】
具体的には、回帰直線４と回帰直線５を推定した結果、図６に示すように、それぞれの切片ｍ１とｍ２が同じ若しくは殆ど同じになっている場合には、健全性診断の指標はイベント発生前後で変化しておらず、建物の健全性は損なわれていないと判断する。
【００７１】
これは、回帰直線４と回帰直線５の推定結果から、例えば図７に示すような指標の周期変動波形６が想定されるという考え方に基づくものである。即ち、図５や図６からは健全性診断の指標は経時的に見かけ上変化しているが、この見かけ上の変化は、例えば指標の周期変動波形６のように示される健全性診断の指標自体の周期的な変動によるものであって健全性診断の指標が本質的に変化しているものではないとの知見に基づくものである。
【００７２】
ここで、建物の健全性が損なわれているか否かを判断するための回帰直線４と５の切片ｍ１とｍ２の差の大きさは、算定された健全性診断の指標の大きさやばらつき等を考慮して診断対象の建物毎に作業者が適当な基準値を判断する。例えば、切片ｍ１とｍ２の差として０．０２［Ｈｚ］程度を基準として用いたり、変化率として１［％］程度を基準として用いたりすることが考えられる。しかしながら、建物の健全性を診断する際の切片の差や変化率の基準値はこれに限られるものではなく、これより小さい基準値を用いても良いし又はこれより大きい基準値を用いても良い。
【００７３】
なお、イベント発生前後の健全性診断の指標を単純に比較した場合には、具体的には例えばイベント発生前データ２ｃとイベント発生後データ３ａの指標をそのまま比較したり、イベント発生前データ２ａ〜２ｃとイベント発生後データ３ａ〜３ｃのそれぞれの指標の平均を比較したりした場合には、本質的には健全性診断の指標は変化していないにもかかわらずイベント発生前後で見かけ上の差があるために建物の健全性が損なわれていると誤った判断をしてしまう可能性があることが分かる。
【００７４】
一方で、回帰直線４と回帰直線５を推定した結果、図９に示すように、それぞれの切片ｍ１とｍ２が異なっている場合には、健全性診断の指標がイベント発生前後で変化し、建物の健全性が損なわれていると判断する。
【００７５】
これは、回帰直線４と回帰直線５の推定結果から、例えば図１０に示すような指標の周期変動波形６ａ及び６ｂが想定されるという考え方に基づくものである。図１０は、イベントの発生によって健全性診断の指標が本質的に変化し、イベント発生時点Ｔ０を境にイベント発生前の指標の周期変動波形６ａがイベント発生後の指標の周期変動波形６ｂに遷移したことを示している。
【００７６】
ここで、回帰直線４と回帰直線５の切片ｍ１とｍ２の差Δｍに基づいて建物の健全性が損なわれていると判断する際の基準は、前記と同様に、例えば、切片ｍ１とｍ２の差Δｍとして０．０２［Ｈｚ］程度を基準として用いたり、変化率として１［％］程度を基準として用いたりすることが考えられる。しかしながら、建物の健全性を診断する際の切片の差や変化率の基準値はこれに限られるものではなく、これより小さい基準値を用いても良いし又はこれより大きい基準値を用いても良い。
【００７７】
なお、イベント発生前後の健全性診断の指標を単純に比較した場合には、具体的には例えばイベント発生前データ２ｃとイベント発生後データ３ａの健全性診断の指標をそのまま比較した場合には、本質的に健全性診断の指標が変化しているにもかかわらずイベント発生前後で見かけ上差がないために建物の健全性は損なわれていないと誤った判断をしてしまう可能性があることが分かる。
【００７８】
以上の手順を採用することにより、建物の固有振動数や剛性が気温や日射、風力等に依存して周期的に変動する場合であっても、その変動を除去して正確にイベント発生前後の構造的な損傷のみに依存した固有振動数や剛性の変化量を評価することが可能となり、それに基づいて建物の健全性を診断することが可能となる。
【００７９】
続いて、本実施形態の建物の健全性診断法をプログラムを用いて行う場合の一例を示す。
【００８０】
図１１に、健全性診断プログラムを実施するための健全性診断装置７の全体構成を示す。なお、本実施形態では、振動センサ等に記録装置を設け、常時計測している建物の常時微動の計測データをそのまま全て記録しておいて、記録された一定期間の常時微動データからプレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法で計測対象Ｒ１の常時微動データを抽出する場合について説明する。
【００８１】
制御部８には、記憶部９、指示入力部１０、表示部１１及びデータ入力部１２が接続されている。また、メモリ１３が制御部８に内蔵若しくは接続されている。
【００８２】
制御部８は、記憶部９に記憶されている健全性診断プログラムにより健全性診断装置７全体の制御並びに健全性診断に係る演算を行うものであり、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データからイベントの発生前後の建物の常時微動データの抽出を行う常時微動データ抽出処理部、イベント発生前と発生後の常時微動データをそれぞれ分割する常時微動データ分割処理部、分割データ毎に建物の健全性診断の指標を算定する健全性診断指標算定処理部、イベント発生前データと発生後データ別に回帰直線を推定する回帰直線推定処理部、算定された回帰直線の切片の値を基に建物の健全性の診断を行う健全性判定処理部を構成している。
【００８３】
制御部８は例えばＣＰＵである。記憶部９は例えばハードディスクである。指示入力部１０は少なくとも作業者の命令をＣＰＵに与えるためのインターフェイスであり、例えばキーボードである。表示部１１は例えばディスプレイである。データ入力部１２は少なくとも電子媒体に記録されたデータをＣＰＵに与えるものであり、例えば磁気ディスクドライブである。
【００８４】
まず、建物の常時微動の計測を常時行って収集している常時微動の計測データからイベントの発生前後の建物の常時微動データの抽出を行う（Ｓ１）。ここで、常時微動データの計測と収集は記録装置を設けた振動センサ等により常時行われ、イベント前後の常時微動データ若しくは常時計測している常時微動データの全てが例えば磁気ディスクドライブ或いは装着・脱着可能な磁気ディスク等の記録装置に格納されている。
【００８５】
制御部８の常時微動データ抽出処理部は、磁気ディスクに記録された一定期間の常時微動の計測データとして、時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータをデータ入力部１２を介して読み込む。
【００８６】
そして、読み込んだ振動振幅がトリガーレベルＴＬ１又はＴＬ２を超えた場合にはその時刻をイベント発生時点Ｔ０として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。そして、イベント発生時点Ｔ０前の計測時間Ｔ１に対応する時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータをデータ入力部１２を介して磁気ディスクから読み込み、常時微動データＤ１として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。また、イベント発生時点Ｔ０後の計測時間Ｔ２に対応する時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータをデータ入力部１２を介して磁気ディスクから読み込み、常時微動データＤ２として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００８７】
次に、Ｓ１の結果得られたイベント発生前と発生後の常時微動データＤ１及びＤ２をそれぞれ分割する（Ｓ２）。
【００８８】
制御部８の常時微動データ分割処理部は、まず、Ｓ１で記憶部９又はメモリ１３に記憶した常時微動データＤ１（時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータ）を読み込む。
【００８９】
そして、読み込んだ常時微動データＤ１の時刻をもとに常時微動データＤ１全体をその時刻順に三分割し、分割データｄ１〜ｄ３として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９０】
次に、制御部８の常時微動データ分割処理部は、Ｓ１で記憶部９又はメモリ１３に記憶した常時微動データＤ２を読み込む。
【００９１】
そして、読み込んだ常時微動データＤ２の時刻をもとに常時微動データＤ２全体をその時刻順に三分割し、分割データｄ４〜ｄ６として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９２】
なお、Ｓ１の常時微動データの抽出を健全性診断装置７で行っていない場合には、記憶部９又はメモリ１３に記憶した常時微動データＤ１及びＤ２を読み込む代わりに、磁気ディスクに記録された常時微動データＤ１及びＤ２をデータ入力部１２を介して読み込むようにしても良い。
【００９３】
次に、Ｓ２で分割した分割データｄ１〜ｄ６毎に建物の健全性診断の指標を算定する（Ｓ３）。
【００９４】
まず、制御部８の健全性診断指標算定処理部は、Ｓ２で記憶部９又はメモリ１３に記憶した分割データｄ１を読み込む。
【００９５】
そして、分割データｄ１（時刻及びその時刻に対応する振動振幅のデータであり、一定時間分のデータである）を用い、建物の健全性診断の指標である建物の固有振動数や剛性を算定する。
【００９６】
また、分割データｄ１の時刻情報を基に、分割データｄ１の時間区分の中間の時刻を算定する。
【００９７】
そして、算定した健全性診断の指標の値並びに中間の時刻を分割データｄ１に対応するイベント発生前データ２ａとして記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９８】
同様に、制御部８の健全性診断指標算定処理部は、分割データｄ２とｄ３についても指標並びに中間の時刻の算定を行うと共に、各分割データｄ２とｄ３に対応するイベント発生前データ２ｂと２ｃとしてそれぞれの指標の値並びに時刻を記録部９又はメモリ１３に記憶する。
【００９９】
更に同様に、制御部８の健全性診断指標算定処理部は、分割データｄ４〜ｄ６についても指標並びに中間の時刻の算定を行うと共に、各分割データｄ４〜ｄ６に対応するイベント発生後データ３ａ〜３ｃとしてそれぞれの指標の値並びに時刻を記録部９又はメモリ１３に記憶する。
【０１００】
次に、イベント発生前データ２ａ〜２ｃと発生後データ３ａ〜３ｃ別に回帰直線を推定する（Ｓ４）。
【０１０１】
制御部８の回帰直線推定処理部は、まず、Ｓ３で記憶部９又はメモリ１３に記憶したイベント発生前データ２ａ〜２ｃの指標の値並びに時刻を読み込み、このデータを基に回帰直線４の傾きｋ１及び切片ｍ１を推定する。
【０１０２】
そして、イベント発生前データ２ａ〜２ｃに対応する回帰直線４の傾きｋ１及び切片ｍ１として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【０１０３】
同様に、制御部８の回帰直線推定処理部は、Ｓ３で記憶部９又はメモリ１３に記憶したイベント発生後データ３ａ〜３ｃの指標の値並びに時刻を読み込み、このデータを基に回帰直線５の傾きｋ２及び切片ｍ２を推定する。
【０１０４】
そして、イベント発生後データ３ａ〜３ｃに対応する回帰直線５の傾きｋ２及び切片ｍ２として記憶部９又はメモリ１３に記憶する。
【０１０５】
次に、Ｓ４で算定した切片ｍ１及びｍ２を用いて建物の健全性の診断を行う（Ｓ５）。
【０１０６】
制御部８の健全性判定処理部は、Ｓ４で記憶部９又はメモリ１３に記憶した回帰直線４の切片ｍ１及び回帰直線５の切片ｍ２を読み込む。
【０１０７】
続いて、制御部８の健全性判定処理部は、切片ｍ１と切片ｍ２の値の比較を行う。そして、値に差違がないと判断した場合には、健全性診断の指標に差違がなく建物に損傷が発生していないと判定する。そして、健全性の診断結果として、健全性に問題なしとの診断結果を必要に応じて記憶部９に記憶すると共に表示部１１に表示する。一方、値に差違があると判断した場合には、健全性診断の指標に差違があり建物に損傷が発生していると判定する。そして、健全性の診断結果として、健全性に問題ありとの診断結果を必要に応じて記憶部９に記憶すると共に表示部１１に表示する。
【０１０８】
なお、以上において、制御部８は適宜指示入力部１０を介して作業者の命令を受け、例えばデータの選択や処理開始等の制御を行う。
【０１０９】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、イベント発生前データ２ａ〜２ｃとイベント発生後データ３ａ〜３ｃが共に漸増傾向にある場合について説明したが、例えば、イベント発生前データ２ａ〜２ｃは漸増傾向でイベント発生後データ３ａ〜３ｃは漸減傾向の場合には、イベント発生後データ３ａを起点とする３ｂ、３ｃへの漸減傾向と変化分の絶対値が等しいイベント発生後データ３ａを起点とする漸増傾向を想定することにより、本実施形態で例示した方法と同様にして健全性診断を行うことができる。
【０１１０】
また、プログラムを用いて行う場合の実施形態として、常時微動を計測する振動センサ等と健全性診断装置が別個のものとして構成されている場合を例に挙げて説明したが、振動センサ等と健全性診断装置が一体のものとして構成されていても良い。
【０１１１】
また、本実施形態では健全性診断の指標自体の周期的な変動が比較的大きい場合について説明したが、健全性診断の指標自体の周期的な変動が非常に緩やかで回帰直線の傾きが明瞭でない場合には、傾きをゼロとして健全性診断を行うことも可能である。
【実施例１】
【０１１２】
本発明の実施例として、図１２から図１９に、財団法人電力中央研究所我孫子地区南研究棟本館（所在地千葉県我孫子市、地上１０階建事務所ビル）（以下、対象建物と呼ぶ）を対象として行った常時微動計測並びに健全性の診断の結果を示す。
【０１１３】
対象建物において平成１７年２月１日から３月２日までの３０日間に亘って観測した応答振幅並びに南北方向及び東西方向の固有振動数の経時変化を１５分ごとに整理し、図１２並びに図１３及び図１４に示す結果を得た。
【０１１４】
まず、図１３及び図１４の経時変化を整理した結果から固有振動数が日単位で周期的に変動していることが確認された。
【０１１５】
また、２月１６日午前４時４６分（図１２から図１４中の▼で示した時点）に茨城県南部を震源とする地震が発生し、対象建物付近では震度III程度の揺れが観測された。
【０１１６】
ここで、本発明の健全性診断法による診断結果と比較するため、毎正午から１５分間の計測データを用いて固有振動数を算定し、日毎の固有振動数の変化に基づく建物の健全性の診断を試みた。なお、長期的な固有振動数の変化に基づいて建物の健全性を診断するための常時微動データの計測を想定した場合、実用的には一日に一度一定時間（例えば固有振動数の算定に必要な時間）の計測であれば手間とコストが許容され得ることを考慮して毎正午から１５分間の計測データを用いることとした。
【０１１７】
毎正午から１５分間の計測データを用いて算定した固有振動数の経時変化を整理し、図１５及び図１６に示す結果を得た。なお、図中の▼の位置が地震発生時刻を示している。
【０１１８】
この結果から、固有振動数の日々のばらつきが大きいため、地震発生前後での固有振動数の変化を読み取ることは困難であり、日毎の固有振動数の変化に基づいて地震による建物の損傷の発生の有無を判断することは困難であることが確認された。
【０１１９】
次に、本発明の建物の健全性診断法を用いて健全性の診断を行った。
【０１２０】
まず、地震が発生した２月１６日の午前中のデータを１５分毎のデータに分割して応答振幅並びに固有振動数の経時変化を整理し、図１７並びに図１８及び図１９に示す結果を得た。なお、図中の▼の位置が地震発生時刻を示している。
【０１２１】
図１８に示す南北方向一次の固有振動数及び図１９に示す東西方向一次の固有振動数について、本発明において例えばプレトリガー計測法とレベルトリガー方式を組み合わせた方法で常時微動データとして実際に計測する範囲を想定し、地震発生前と地震発生後のそれぞれについて三つの分割データを用いて健全性の診断を行った。なお、地震発生直後の振動振幅を含む分割データは診断に用いるデータからは除いた。
【０１２２】
図１８に示す南北方向一次の固有振動数について、地震発生前の三つの分割データを用いて回帰直線を推定した。なお、本実施例では、固有振動数自体の周期的な変動が非常に緩やかなものであったために回帰直線の傾きをゼロとして切片を推定した。その結果、地震発生前データの回帰直線の切片として１．７５８［Ｈｚ］を得た。
【０１２３】
更に、地震発生前データの回帰直線と同様に傾きをゼロとし、地震発生後の三つの分割データを用いて回帰直線の切片を推定して１．７１９［Ｈｚ］を得た。
【０１２４】
また、図１９に示す東西方向一次の固有振動数について、地震発生前の三つの分割データを用いて回帰直線を推定した。なお、前記と同様に、固有振動数自体の周期的な変動が非常に緩やかなものであったために回帰直線の傾きをゼロとして切片を算定した。その結果、地震発生前データの回帰直線の切片として２．００２［Ｈｚ］を得た。
【０１２５】
更に、地震発生前データの回帰直線と同様に傾きをゼロとし、地震発生後の三つの分割データを用いて回帰直線の切片を算定して１．９７１［Ｈｚ］を得た。
【０１２６】
以上から、地震発生前データと地震発生後データの回帰直線の切片の差として、南北方向については０．０３９［Ｈｚ］、東西方向については０．０３１［Ｈｚ］を得た。また、変化率はそれぞれ２．２［％］と１．５［％］となった。この結果から、２月１６日に発生した地震により対象建物に何らかの損傷が発生していると判断された。
【０１２７】
以上の結果から、本発明の健全性診断法を用いることにより、固有振動数自体が周期的に変動している場合であっても地震発生前後の固有振動数の変化を明瞭に見分けることが可能であり、建物の健全性の診断を安定的に行い得る手法であることが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法の実施形態の一例を説明するフローチャートである。
【図２】プレトリガー計測法を説明する模式図である。
【図３】プレ・ポストトリガー計測法を説明する模式図である。
【図４】実施形態の常時微動データを説明する模式図である。
【図５】実施形態の時刻と健全性診断の指標の組み合わせのデータを示す図である。
【図６】図５に示すデータの回帰直線を示す図である。
【図７】図６に示す回帰直線が推定された場合に想定される指標の周期変動波形を説明する図である。
【図８】実施形態の時刻と健全性診断の指標の組み合わせの他のデータを示す図である。
【図９】図８に示すデータの回帰直線を示す図である。
【図１０】図９に示す回帰直線が推定された場合に想定される指標の周期変動波形を説明する図である。
【図１１】実施形態の健全性診断プログラムを実施するための健全性診断装置の全体構成を示す図である。
【図１２】実施例の応答振幅の計測データを示す図である。
【図１３】実施例の固有振動数（南北方向一次）を示す図である。
【図１４】実施例の固有振動数（東西方向一次）を示す図である。
【図１５】実施例の固有振動数（南北方向一次、毎正午）を示す図である。
【図１６】実施例の固有振動数（東西方向一次、毎正午）を示す図である。
【図１７】実施例の応答振幅の計測データ（午前中のみ、１５分分割）を示す図である。
【図１８】実施例の固有振動数（南北方向一次、午前中のみ、１５分分割）を示す図である。
【図１９】実施例の固有振動数（東西方向一次、午前中のみ、１５分分割）を示す図である。
【図２０】従来の常時微動計測に基づく建物の健全性診断法を説明するフローチャートである。
【図２１】従来の構造性能指標推定装置、及び構造物の構造性能リアルタイムモニタリング方法を説明するフローチャートである。
【図２２】鉄筋コンクリート柱の変位−荷重特性を説明する図である。
【符号の説明】
【０１２９】
２ａ〜２ｃ イベント発生前データ
３ａ〜３ｃ イベント発生後データ
４ イベント発生前データの回帰直線
５ イベント発生後データの回帰直線
７ 健全性診断装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の常時微動の計測を常時行って前記常時微動の計測データを収集すると共に前記建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の前記常時微動の計測データを抽出し、前記事象発生前並びに前記事象発生後の前記常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し、分割した前記常時微動の計測データ毎に前記建物の健全性を診断する指標を算定し、前記事象発生前の前記指標の回帰直線及び前記事象発生後の前記指標の回帰直線を推定し、該回帰直線のそれぞれの切片を比較して前記建物の健全性を診断することを特徴とする常時微動計測に基づく建物の健全性診断法。
【請求項２】
建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の前記建物の常時微動の計測データを入力する手段、前記事象発生前並びに前記事象発生後の前記常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した前記常時微動の計測データ毎に前記建物の健全性を診断する指標を算定する手段、前記事象発生前の前記指標の回帰直線及び前記事象発生後の前記指標の回帰直線を推定する手段、該回帰直線のそれぞれの切片を比較して前記建物の健全性を診断する手段として機能させるための常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラム。
【請求項３】
建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の常時微動の計測を常時行って収集した前記常時微動の計測データを入力する手段、前記常時微動の計測データから前記建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の前記常時微動の計測データを抽出する手段、前記事象発生前並びに前記事象発生後の前記常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した前記常時微動の計測データ毎に前記建物の健全性を診断する指標を算定する手段、前記事象発生前の前記指標の回帰直線及び前記事象発生後の前記指標の回帰直線を推定する手段、該回帰直線のそれぞれの切片を比較して前記建物の健全性を診断する手段として機能させるための常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラム。
【請求項１】
建物の常時微動の計測を常時行って前記常時微動の計測データを収集すると共に前記建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の前記常時微動の計測データを抽出し、前記事象発生前並びに前記事象発生後の前記常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割し、分割した前記常時微動の計測データ毎に前記建物の健全性を診断する指標を算定し、前記事象発生前の前記指標の回帰直線及び前記事象発生後の前記指標の回帰直線を推定し、該回帰直線のそれぞれの切片を比較して前記建物の健全性を診断することを特徴とする常時微動計測に基づく建物の健全性診断法。
【請求項２】
建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の前記建物の常時微動の計測データを入力する手段、前記事象発生前並びに前記事象発生後の前記常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した前記常時微動の計測データ毎に前記建物の健全性を診断する指標を算定する手段、前記事象発生前の前記指標の回帰直線及び前記事象発生後の前記指標の回帰直線を推定する手段、該回帰直線のそれぞれの切片を比較して前記建物の健全性を診断する手段として機能させるための常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラム。
【請求項３】
建物の健全性を診断するためのコンピュータを、建物の常時微動の計測を常時行って収集した前記常時微動の計測データを入力する手段、前記常時微動の計測データから前記建物の健全性に影響を与え得る事象の発生前後の前記常時微動の計測データを抽出する手段、前記事象発生前並びに前記事象発生後の前記常時微動の計測データのそれぞれを複数に分割する手段、分割した前記常時微動の計測データ毎に前記建物の健全性を診断する指標を算定する手段、前記事象発生前の前記指標の回帰直線及び前記事象発生後の前記指標の回帰直線を推定する手段、該回帰直線のそれぞれの切片を比較して前記建物の健全性を診断する手段として機能させるための常時微動計測に基づく建物の健全性診断プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【公開番号】特開２００７−４０７１３（Ｐ２００７−４０７１３Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２２２０８７（Ｐ２００５−２２２０８７）
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２９日（２００５．７．２９）
【出願人】（０００１７３８０９）財団法人電力中央研究所 (1,040)
【Ｆターム（参考）】
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