建物の被災診断システム
【課題】地震によって建物が被災した状況を遠隔で的確に把握できるとともに、被災程度に応じて優先順位を付けて迅速な対応をおこなうことが可能になる建物の被災診断システムを提供する。
【解決手段】地震による複数のユニット建物５Ａ−５Ｃの被災状況を診断する建物の被災診断システム１である。
そして、ユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に取り付けられてその地点の地震波を計測する地震計２Ａ−２Ｃと、そこから送信された地震波を受信する受信部４３と、その受信した地震波とその地震波が検出された建物の構造データとからユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を算出する層間変形量算出部４４と、そこで算出された建物毎の層間変形量の大きさの順位付けをおこなう優先順位算出部４１と、を備えている。
【解決手段】地震による複数のユニット建物５Ａ−５Ｃの被災状況を診断する建物の被災診断システム１である。
そして、ユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に取り付けられてその地点の地震波を計測する地震計２Ａ−２Ｃと、そこから送信された地震波を受信する受信部４３と、その受信した地震波とその地震波が検出された建物の構造データとからユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を算出する層間変形量算出部４４と、そこで算出された建物毎の層間変形量の大きさの順位付けをおこなう優先順位算出部４１と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震によって建物が被災した際に、その被災状況を診断する被災診断システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、過去に起きた大地震の地震波を建物の構造データに入力して、建物の変形量を算出し、その建物の耐震性を評価する耐震性能診断システムが知られている（特許文献１，２など参照）。
【０００３】
この耐震性能診断システムは、建設する前の設計段階の住宅、又は建設後の住宅に対して、耐震性能を診断し、耐震性能を強化したり、資産価値又は被災時の改修費を算定したりするために使用されている。
【特許文献１】特開２００７−４２０５１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４７９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、大地震が発生した場合に、多くの顧客を抱える住宅メーカなどでは、顧客の被災状況を迅速に把握して、被害の大きい住宅から優先して対応していくことが求められることがある。
【０００５】
しかしながら、地震後の混乱の中では、被災した住宅の顧客に連絡が取れないケースが多く、特に、損傷度合いが大きな住宅の顧客に対して連絡を待って対処していたのでは、緊急を要する対応が後回しになってしまうおそれがある。
【０００６】
さらに、被災状況を予測せずに現地に調査に向かっても、実態を把握するまでに時間がかかるので、多くの建物が被災している場合は、迅速に顧客の要望に応えることができないおそれもある。
【０００７】
そこで、本発明は、地震によって建物が被災した状況を遠隔で的確に把握できるとともに、被災程度に応じて優先順位を付けて迅速な対応をおこなうことが可能になる建物の被災診断システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の建物の被災診断システムは、地震による複数の建物の被災状況を診断する建物の被災診断システムであって、建物毎に取り付けられてその地点の地震波を計測する地震波測定部と、前記地震波測定部から送信された前記地震波を受信する受信部と、その受信した地震波とその地震波が検出された建物の構造データとから建物の変形量を算出する変形量算出部と、前記変形量算出部によって算出された建物毎の変形量の大きさの順位付けをおこなう優先順位算出部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記建物の変形量は層間変形量とすることができる。
【００１０】
また、建物の外観による被災状況の確認が可能な部位を前記建物毎に算出する指標部位算出部を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成された本発明の建物の被災診断システムでは、建物毎に地震波を計測する地震波測定部が取り付けられており、その地震波を受信部で受信して、その建物の地震による変形量を算出する。そして、その算出された変形量を、大きさの順に順位付けする優先順位算出部を備えている。
【００１２】
このため、遠隔地にいながらにして、的確かつ迅速に建物の被災状況を予測することができ、また、その被害の大きさを順位付けることができるので、被害が大きな建物から迅速に対応することができる。
【００１３】
また、現地に赴く前に、予め指標部位算出部によって建物の被災状況が確認できる位置を算出しておけば、現地で建物のその部位を見ることで被災状況を目視によって迅速に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態の被災診断システム１の概略構成を説明するための説明図で、図２は、被災診断システム１の管理側装置４の構成を説明するブロック図である。
【００１６】
まず、図１を参照しながら構成を説明すると、この被災診断システム１は、建物としてのユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に設置される地震波測定部としての地震計２Ａ−２Ｃと、その地震計２Ａ−２Ｃと管理側装置４を繋ぐ通信網としてのネットワーク３と、複数の建物の被災状況の順位付け及び被災状況を確認するための指標部位の算出をおこなう管理側装置４とから主に構成される。
【００１７】
この地震計２Ａ−２Ｃは、ユニット建物５Ａ−５Ｃの基礎上、又はその周囲の地表面上に設置されて、地震波加速度を測定する加速度計である。
【００１８】
また、ネットワーク３には、インターネットや専用回線などが使用でき、地震計２Ａ−２Ｃによって検出された地表面観測波形を、住宅メーカの本社などの各ユニット建物５Ａ−５Ｃの建設地から離れた場所にある管理側装置４に送信する。
【００１９】
また、管理側装置４は、複数のユニット建物５Ａ−５Ｃの被害の大きさを順位付けする優先順位算出部４１と、被災したユニット建物５Ａ−５Ｃの目視可能な損傷位置を算出する指標部位算出部４２とから主に構成されている。
【００２０】
続いてこの管理側装置４の構成について、図２を参照しながら説明する。
【００２１】
この管理側装置４は、ネットワーク３を介して送信される地震波データを受信するインターフェースとしての受信部４３と、記憶部４５と、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの地震時の変形量を算出する変形量算出部としての層間変形量算出部４４と、優先順位算出部４１と、指標部位算出部４２と、演算結果などを出力する出力部４６とから主に構成されている。
【００２２】
この記憶部４５は、ハードディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶媒体によって構成される。この記憶部４５には、層間変形量算出部４４、優先順位算出部４１、指標部位算出部４２などで演算をおこなわせるためのプログラムや、その演算に必要となるデータ等が記憶されている。また、受信部４３で受信した地震波データも、記憶部４５に記憶させることができる。
【００２３】
また、層間変形量算出部４４では、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの変形量として層間変形量を算出する。ここでは、層間変形量として、１階の床と２階の床との水平変位差である層間変位Ｓ１−Ｓ３（図１参照）を使用する。なお、層間変形量として使用できるのは層間変位に限定されるものではなく、層間変位を１階の高さｈで割った層間変形角を使用してもよい。
【００２４】
この層間変形量算出部４４では、建物応答解析によって層間変形量を算出する。この建物応答解析では、記憶部４５に記憶された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの構造データと、受信した地震波データ又は一旦、記憶部４５に記憶された地震波データとによって解析をおこなう。
【００２５】
このユニット建物５（ユニット建物５Ａ−５Ｃのいずれも特定しない場合は、符号を５とする。）の構造データとは、図４に示すような建物ユニット５０を連結して構築されるユニット建物５の構造部材や非構造部材などの解析に使用する部材に関係するデータである。
【００２６】
例えば、図４に示す建物ユニット５０は、四隅に配置される４本の柱５１，・・・と、その上端間に横架される梁としての天井梁５２，・・・と、その下端間に横架される梁としての床梁５３，・・・とから構成されるラーメン構造体５００を主たる構造部材としている。
【００２７】
そして、床梁５３，５３間には、所定の間隔を置いて複数の小梁５４，・・・が架け渡されており、図４の前面側の柱５１，５１間には、４枚の外壁パネル６，・・・を取り付けるための５本の間柱５５，・・・が配置されているが、これらはいずれも非構造部材であり、解析時に考慮するか否かは任意に設定することができる。
【００２８】
このような構造部材や非構造部材のデータとしては、幅や長さなどの形状、材料特性、部材剛性などのデータを記憶させておく。ここで、材料特性には、ヤング率、線膨張係数、線形特性、非線形特性などがある。また、部材剛性としては、断面積、断面二次モーメントなどがある。
【００２９】
このようにして構成される建物ユニット５０のモデルを複数連結したユニット建物５Ａ−５Ｃ毎の３次元モデル用のデータ又はそれの基になるデータが、記憶部４５には構造データとして記憶されており、層間変形量算出部４４において取り込んだ地震波データと対応付けられたユニット建物５Ａ−５Ｃの構造データが読み込まれることになる。
【００３０】
そして、地震応答解析では、このようにして作成されたユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）のモデルに、そのユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）において検出された地震波データを入力して解析をおこなう。
【００３１】
すなわち、地震波データは、時々刻々と変化する地震波による加速度データで、この地震波データをユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）のモデルの底部（地盤面）に入力することで、加速度に建物質量を乗じた水平外力がモデルに作用し、ユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）の変形量などの解析がおこなわれる（時刻歴応答解析）。
【００３２】
そしてこの解析によって算定された層間変形量は、記憶部４５に一旦記憶させたり、優先順位算出部４１に直接送信したりする。
【００３３】
続いて、優先順位算出部４１では、層間変形量算出部４４で算出された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を、大きい順に並べ替えて順位付けをおこなう。すなわち、層間変形量が大きい建物が被害の大きい建物であると判断して、優先順位を層間変形量の大きさに基づいて順番に付けていく。
【００３４】
この際、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量の算出は、同時期におこなわれるとは限らないので、記憶部４５に記憶された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を読み込んで順位付けをおこなうようにすることもできる。
【００３５】
一方、指標部位算出部４２では、被災した建物がどのような順番で壊れていき、その際に、損傷程度の目安（指標）がどの部位に現れるかをユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に解析する。この指標部位算出部４２での解析は、予め解析をおこなって解析結果をデータテーブルにしておいて、層間変形量算出部４４で算出された層間変形量に対応して指標部位を算出するようにしておいてもよいし、地震波を受信したときに解析をおこなうようにしてもよい。なお、この指標部位算出部４２の詳細な解析方法については後述する。
【００３６】
また、出力部４６は、モニタ、プリンタなどで構成されており、優先順位算出部４１や指標部位算出部４２で算出された演算結果を、例えば図１３に示すようなリスト形式で出力する。
【００３７】
次に、図３を参照しながら、被災診断システム１の処理の流れについて説明する。
【００３８】
地震が発生すると、図１に示すように各邸宅（例えばＡ邸、Ｂ邸、Ｃ邸）に設置された地震計２Ａ−２Ｃがその地点の地表面地震波を検知し、ネットワーク３を介して管理側装置４にそれぞれの地震波データを送信する（ステップＳ１）。
【００３９】
この地震波データは、住宅メーカの本社などに設置されている管理側装置４の受信部４３で受信される（ステップＳ２）。
【００４０】
この受信された地震波データは、記憶部４５に格納されるとともに、層間変形量算出部４４にも送られる。ここで、この地震波データには、それを検出した各邸宅Ａ−Ｃを識別する識別符号が付けられている。
【００４１】
そして、層間変形量算出部４４では、この地震波データに付けられた識別符号に基づいて、記憶部４５から対応するユニット建物５Ａの構造データを読み出して層間変形量の解析をおこなう（ステップＳ３）。この層間変形量の解析は、地震波データが受信されたすべてのユニット建物５Ｂ，５Ｃについておこなう。また、ここで算出された層間変形量は、記憶部４５に記憶させる。
【００４２】
続いて、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を優先順位算出部４１に送り、層間変形量の大きいものから順に順位を付ける（ステップＳ４）。
【００４３】
また、各ユニット建物５Ａ−５Ｃについては、層間変形量算出部４４で算出された層間変形量が生じた際に、建物のどの部位が損傷するかを指標部位算出部４２において算出する（ステップＳ５）。
【００４４】
そして、このようにして演算された結果を、図１３に示すような表にしてプリンタなどの出力部４６から出力する（ステップＳ６）。この図１３の表は、左端の列に各邸宅名が記載され、その隣の列に層間変形量算出部４４で算出された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量が出力されている。
【００４５】
また、その隣の列には、層間変形量の大きさを定性的に示した被災レベルが出力される。この被災レベルは、層間変形量に対応した表示（例えば、「軽微」、「大」、「中」）が決められており、層間変形量算出部４４で数値と被災レベルが対応付けられ、層間変形量とともに記憶部４５に記憶されている被災レベルを読み出して出力する。
【００４６】
さらに、層間変形量の大きさに基づいた順位が「対応をおこなう優先順位」の列に記載される。ここでは、最も大きな層間変形量が算出されたＢ邸が「１位」となり、続いてＣ邸が「２位」、Ａ邸が「３位」と表示されている。このため、この優先順位を見た担当者は、この順番に従って各邸宅を訪問して実際の被災状況を確認していけばよい。
【００４７】
そして、この現地訪問時に被災状況の確認の目安となるのが、右端の列に出力された「指標部位」である。例えば、Ｂ邸では、「車庫入口横の外壁」が損傷していれば、予想した通りの損傷レベルと考えられるので、損傷個所の予想に基づいて部材の交換、補修などの段取りを進めていけばよい。
【００４８】
また、Ｃ邸では、「玄関横の外壁」となっているが、実際に訪問して調査してもその部分に損傷が見られなければ、一旦、現地調査を中断して、次の邸の調査に移ってもよい。
【００４９】
そして、Ａ邸では、「１階出入り窓横の外壁」となっているが、その個所に加えて別の個所でも損傷が発見された場合は、地震計２Ａで検出された地震波データに反映されない揺れによる被害があったと考えて、充分な現地調査又は解析をおこなって、その他に外観にあらわれない部位の損傷がないかを確認する。
【００５０】
次に、この指標部位算出部４２の詳細な解析方法について説明する。
【００５１】
図４には、この解析で使用する建物ユニット５０の構成を示した。この建物ユニット５０は、柱５１，・・・と天井梁５２，・・・と床梁５３，・・・とを剛接合して構成されるラーメン構造体５００を主たる構造部材としている。そして、上端が天井梁５２に連結されるとともに、下端が床梁５３に連結された間柱５５，・・・が、柱５１，５１間に配置されており、この間柱５５，・・・に外壁パネル６の側縁が接合されている。
【００５２】
また、図５には図４のＩ−Ｉ矢視方向の断面図を、図６には図４のII−II矢視方向の断面図を示した。
【００５３】
この外壁パネル６は、矩形の面材としての硬質木片セメント板６２と、その裏面側の縁部にウレタン系の接着剤６３を介して接合されるフレーム６１，６１とから主に構成される。
【００５４】
そして、このフレーム６１，６１には、リベット６４を挿通させる孔が上下方向に間隔を置いて複数開口されており、間柱５５とはこのリベット６４，・・・を介して接合される。
【００５５】
また、この間柱５５は、梁５２，５３に連結させる上端及び下端が、断面視略コ字形の本体部よりも断面積が小さくなるように、コ字形のウェブ部だけで形成された板状に形成されており、ボルト５６，５６を介して天井梁５２と床梁５３に締結されている。
【００５６】
この指標部位算出部４２による解析は、建物の変形に伴って作用する応力によって、最初に損傷する部位、続いて損傷する部位、というように、損傷する部位の順序が解析によって算出できるように設計された建物に対して適用される。
【００５７】
すなわち、この建物ユニット５０に、水平外力としての地震力が作用すると、始めは間柱５５，５５間を連結する外壁パネル６がブレースのような働きをしてラーメン構造体５００とともに建物ユニット５０の揺れを抑える働きをする。
【００５８】
この状態は、設計値を建築基準法で定める地震力とした場合は、その大きさに至るまで続く。また、設計値を建築基準法で定める地震力の1.25倍又は1.5倍とした場合は、その地震力に至るまで続く。
【００５９】
以下、さらに詳細に一次設計と二次設計における状態について説明する。ここで、一次設計の地震力は、建築基準法でいう標準せん断力係数Cdを0.2としたときの地震力、二次設計の地震力は、建築基準法でいう必要保有水平耐力となる地震力とする。
【００６０】
そして、作用する地震力の大きさが一次設計の範囲内ならば、間柱５５と外壁パネル６のフレーム６１とを接合するリベット６４に作用するせん断力は、フレーム６１の支圧耐力の範囲内に収まり、リベット孔が塑性変形することはない。
【００６１】
ここで仮に、リベット孔が拡大する前にフレーム６１と硬質木片セメント板６２との接着剤６３による接合が剥がれると、その影響によってある地震力に達したときに一気に建物ユニット５０が崩壊してしまうおそれがある。
【００６２】
これに対して、地震力が増加してリベット孔が塑性変形して押し広げられて、外壁パネル６が荷重を徐々に受けなくなるようにすることで、建物ユニット５０の変形量は大きくなるものの、それによって地震エネルギーを吸収することができるので、ラーメン構造体５００や外壁パネル６が壊滅的に損傷することを防止することができる。
【００６３】
また、外壁パネル６が荷重を受けなくなると、間柱５５の上下端のバネ部の伸縮が大きくなって、その後の地震力の増加に対しても建物ユニット５０はねばり強く耐えて、倒壊や崩壊を防ぐことができる。
【００６４】
また、損傷する前に荷重を受けなくなった外壁パネル６やラーメン構造体５００は、著しく損傷しておらず再利用することができるので、地震後に短期間かつ経済的に建物ユニット５０の修復をおこなうことができる。
【００６５】
このように破壊する順序が決められている建物ユニット５０は、どこが損傷しているかによってその建物の被災状況の程度を把握することができる。
【００６６】
一方、このように順番通りに破壊させるには、その建物ユニット５０を構成する部材の材料特性又は部材特性を把握しておく必要がある。
【００６７】
そこで、この外壁パネル６のフレーム６１には、材料特性を明確にするために、JIS規格に規定される一般構造用圧延鋼材（SS400）を使用し、間柱５５には同じくSS400のフレーム６１より厚い鋼材を使用する。
【００６８】
また、リベット６４は、かしめ後のせん断強度がフレーム６１の引張強さより大きくなるワンサイドリベットを使用する。
【００６９】
そして、このフレーム６１と間柱５５とをリベット６４で接合したリベット接合部に単調載荷したせん断試験をおこない、このリベット接合部の降伏強度Pyと引張強さPmaxはリベット６４のせん断強度より小さくなることを確認し、フレーム６１のリベット孔が最初に変形して接合が破壊されるようにする。
【００７０】
また、外壁パネル６は、形状、開口の大きさなど様々な仕様のものが建物ユニット５０には使用されているので、それらの部材特性をデータとして保有しておく必要がある。例えば、図６に示すように、一本のフレーム６１あたり６本のリベット６４（間隔300〜600mm）で間柱５５に接合した試験体を使って部材特性の試験をおこなう。この試験体は、図７（ａ）に示すように幅900 mm 、高さ2400 mm の外壁パネル６の両側縁を、間柱５５，５５にそれぞれ６本のリベット６４，・・・を介して接合したものである。
【００７１】
そして、この試験体の一方の間柱５５を固定し、他方の間柱５５に上向きの力Ｐを作用させて交番繰り返しによる単調載荷のせん断試験を実施した結果、図７（ｂ）に示すような変位δと作用力Ｐとの関係を示す試験結果が得られた。
【００７２】
このように部材特性や材料特性を試験や解析によってデータとして取得し、それらの部材特性や材料特性に基づいて、図８に示すような２次元解析用の建物ユニットモデル７による解析をおこなう。
【００７３】
この建物ユニットモデル７は、モデル化された柱モデル７１、天井梁モデル７２、床梁モデル７３によってラーメン構造体モデル７０が構成されている。このラーメン構造体モデル７０の剛接合部は、回転バネモデル７４でモデル化され、バネ値には剛接合部の載荷試験結果に基づいた値が使用される。また、間柱モデル７５の上下端と梁モデル７２，７３との間には、試験で得られたバネ値のバネ部モデル７６がモデル化されている。そして、ラーメン構造体モデル７０を、２本の柱モデル７１，７１の直下の支点７８，７８でそれぞれ支持させている。
【００７４】
また、間柱モデル７５，７５間は外壁パネルモデル７７で連結した。この外壁パネルモデル７７は、上記したリベット接合部のせん断試験結果を基にして、枠組壁工法建築物設計指針（国土交通省住宅建築指導課監修）に従いブレース置換をおこなったものである。
【００７５】
すなわち、図７（ｂ）に示した１次剛性K0と等価なブレース断面で置き換え、このＰ−δの関係を、図９に示すような断面Ａａのブレースの軸力Ｎとブレース軸方向変位δＮとの関係に変換して、図８の外壁パネルモデル７７として組み込む。
【００７６】
また、このブレース断面Ａａの決定により、図７（ｂ）のK0に対応する図９のブレースの1次剛性Kb0が求まるので、続いて第１降伏点ａａ、第２降伏点ｂｂ、終局耐力点ｃｃを図９に示すように定めていく。すなわち、図９の第１降伏点Ｎ１については、図７（ｂ）のａ点に対応するせん断力ｆａと水平変形量ｄａの値を、ブレース断面がＡａとなる外壁パネルモデル７７に代入し応力解析を行い、ブレース軸力Ｎ１及びブレース軸方向変位ｄ１を求める。
【００７７】
続いて、２次剛性Kb1については、図７（ｂ）のK1になるようにブレース断面Ａｂを変更し、図７（ｂ）のｂ点に対応するせん断力ｆｂと水平変形量ｄｂとにより応力解析を行い、ブレース軸力Ｎ２及びブレース軸方向変位ｄ２を求める。また、３次剛性Kb2及び終局耐力点ｃｃについても同様に求める。
【００７８】
そして、この建物ユニットモデル７に対して、図１０，１１，１２に示すような交番加力による増分解析を実施する。
【００７９】
この増分解析は、層間変形量を建物ユニットモデル７の頂部に与え、徐々に交番する層間変形量を増やしていくときに、すべての外壁パネルモデル７７，・・・のブレースの軸力Nを監視しておき、各種外壁ごとにあらかじめ設定された損傷しきい値や崩壊しきい値（Nmax）と比較することにより、解析モデルを変更していく。
【００８０】
すなわちこの増分解析は、いずれかの外壁パネルモデル７７，・・・のブレース軸力Nが設定した崩壊しきい値（Nmax）以上になった時に、最も大きく崩壊しきい値を超えた外壁パネルモデル７７をモデル上から除去し、更に増分解析をそれまでに計算された変位から再開するというような解析アルゴリズムの構成となっている。
【００８１】
ここで、図１２の（ｃ）に示すように、解析の終了としている層間変形量（層間変位）のｈ/15は、建物の倒壊の可能性が出てくる安全限界を示している。
【００８２】
このように指標部位算出部４２による建物ユニットモデル７の解析によれば、地震時の最大層間変形量がわかれば、地震等の交番外力によりどの外壁が先に損傷するかということや、どの程度交換しなければならない外壁や部材があるかがわかる。
【００８３】
また、このような増分解析により弱い部位から徐々に壊れていく様子が推定できるので、どの程度の層間変形量が生ずれば、どの外壁が壊れ、その際には、柱・梁などの構造部材がどんな状況になっているかを推定することができる。
【００８４】
次に、本実施の形態の建物の被災診断システム１の作用について説明する。
【００８５】
このように構成された本実施の形態のユニット建物５Ａ−５Ｃの被災診断システム１では、ユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に地震波を計測する地震計２Ａ−２Ｃが取り付けられており、その地震波を受信部４３で受信して、そのユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）の地震による層間変形量を算出する。そして、その算出された層間変形量を、大きさの順に順位付けする優先順位算出部４１を備えている。
【００８６】
このため、遠隔地にいながらにして、的確かつ迅速にユニット建物５Ａ−５Ｃの被災状況を予測することができ、また、その被害の大きさを順位付けることができるので、被害が大きなユニット建物５Ａ−５Ｃから迅速に対応することができる。
【００８７】
また、現地に赴く前に、予め指標部位算出部４２によってユニット建物５Ａ−５Ｃの被災状況が確認できる位置を算出しておけば、現地でユニット建物５Ａ−５Ｃのその部位を見ることで被災状況を目視によって迅速に確認することができる。
【００８８】
さらに、外壁パネル６が著しく損傷しておらず再利用できる場合は、屋外側から外壁パネル６をビス止めする方法によって、容易に補修することができる。
【００８９】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００９０】
例えば、前記実施の形態ではユニット建物５，５Ａ−５Ｃを建物として説明したが、これに限定されるものではなく、工業化住宅だけでなく在来工法で構築される建物にも本発明を適用できる。
【００９１】
また、前記実施の形態では、建物の変形量として１階の床と２階の床との水平変位差である層間変位を使用したが、これに限定されるものではなく、層間変形角、その他の位置の層間変位、その他の部材の変形量などを建物の変形量として使用してもよい。
【００９２】
さらに、前記実施の形態では、指標部位算出部４２によって建物の被災状況を確認する際の指標部位を算出させたが、これに限定されるものではなく、指標部位算出部４２による算出はおこなわず、対応をおこなう優先順位のみを出力させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の最良の実施の形態の建物の被災診断システムの構成を説明するブロック図である。
【図２】被災診断システムの管理側装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】被災診断システムの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】建物ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ矢視方向から見た断面図である。
【図６】図４のII−II矢視方向から見た断面図である。
【図７】（ａ）はせん断試験に使用した外壁パネルの正面図、（ｂ）はせん断試験の結果を変形−荷重の関係で示した図である。
【図８】建物ユニットの解析モデルを説明するモデル図である。
【図９】外壁パネルをブレース置換して、せん断試験結果を軸方向変位−軸力の関係で示した図である。
【図１０】増分解析の最初のステップを説明する図であって、（ａ）はモデル図、（ｂ）はモデルに付与する層間変位の増分ステップを示した図、（ｃ）はモデルの頂部の変位と水平力との関係を示した図である。
【図１１】増分解析の途中のステップを説明する図であって、（ａ）はモデル図、（ｂ）はモデルに付与する層間変位の増分ステップを示した図、（ｃ）はモデルの頂部の変位と水平力との関係を示した図である。
【図１２】増分解析の最後のステップを説明する図であって、（ａ）はモデル図、（ｂ）はモデルに付与する層間変位の増分ステップを示した図、（ｃ）はモデルの頂部の変位と水平力との関係を示した図である。
【図１３】被災診断システムの出力部から出力される表の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 被災診断システム
２Ａ−２Ｃ 地震計（地震波測定部）
４ 管理側装置
４１ 優先順位算出部
４２ 指標部位算出部
４３ 受信部
４４ 層間変形量算出部（変形量算出部）
４６ 出力部
５Ａ−５Ｃ ユニット建物（建物）
６ 外壁パネル（指標部位）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震によって建物が被災した際に、その被災状況を診断する被災診断システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、過去に起きた大地震の地震波を建物の構造データに入力して、建物の変形量を算出し、その建物の耐震性を評価する耐震性能診断システムが知られている（特許文献１，２など参照）。
【０００３】
この耐震性能診断システムは、建設する前の設計段階の住宅、又は建設後の住宅に対して、耐震性能を診断し、耐震性能を強化したり、資産価値又は被災時の改修費を算定したりするために使用されている。
【特許文献１】特開２００７−４２０５１号公報
【特許文献２】特開２００３−１４７９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一方、大地震が発生した場合に、多くの顧客を抱える住宅メーカなどでは、顧客の被災状況を迅速に把握して、被害の大きい住宅から優先して対応していくことが求められることがある。
【０００５】
しかしながら、地震後の混乱の中では、被災した住宅の顧客に連絡が取れないケースが多く、特に、損傷度合いが大きな住宅の顧客に対して連絡を待って対処していたのでは、緊急を要する対応が後回しになってしまうおそれがある。
【０００６】
さらに、被災状況を予測せずに現地に調査に向かっても、実態を把握するまでに時間がかかるので、多くの建物が被災している場合は、迅速に顧客の要望に応えることができないおそれもある。
【０００７】
そこで、本発明は、地震によって建物が被災した状況を遠隔で的確に把握できるとともに、被災程度に応じて優先順位を付けて迅速な対応をおこなうことが可能になる建物の被災診断システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の建物の被災診断システムは、地震による複数の建物の被災状況を診断する建物の被災診断システムであって、建物毎に取り付けられてその地点の地震波を計測する地震波測定部と、前記地震波測定部から送信された前記地震波を受信する受信部と、その受信した地震波とその地震波が検出された建物の構造データとから建物の変形量を算出する変形量算出部と、前記変形量算出部によって算出された建物毎の変形量の大きさの順位付けをおこなう優先順位算出部と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記建物の変形量は層間変形量とすることができる。
【００１０】
また、建物の外観による被災状況の確認が可能な部位を前記建物毎に算出する指標部位算出部を備えていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成された本発明の建物の被災診断システムでは、建物毎に地震波を計測する地震波測定部が取り付けられており、その地震波を受信部で受信して、その建物の地震による変形量を算出する。そして、その算出された変形量を、大きさの順に順位付けする優先順位算出部を備えている。
【００１２】
このため、遠隔地にいながらにして、的確かつ迅速に建物の被災状況を予測することができ、また、その被害の大きさを順位付けることができるので、被害が大きな建物から迅速に対応することができる。
【００１３】
また、現地に赴く前に、予め指標部位算出部によって建物の被災状況が確認できる位置を算出しておけば、現地で建物のその部位を見ることで被災状況を目視によって迅速に確認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は、本実施の形態の被災診断システム１の概略構成を説明するための説明図で、図２は、被災診断システム１の管理側装置４の構成を説明するブロック図である。
【００１６】
まず、図１を参照しながら構成を説明すると、この被災診断システム１は、建物としてのユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に設置される地震波測定部としての地震計２Ａ−２Ｃと、その地震計２Ａ−２Ｃと管理側装置４を繋ぐ通信網としてのネットワーク３と、複数の建物の被災状況の順位付け及び被災状況を確認するための指標部位の算出をおこなう管理側装置４とから主に構成される。
【００１７】
この地震計２Ａ−２Ｃは、ユニット建物５Ａ−５Ｃの基礎上、又はその周囲の地表面上に設置されて、地震波加速度を測定する加速度計である。
【００１８】
また、ネットワーク３には、インターネットや専用回線などが使用でき、地震計２Ａ−２Ｃによって検出された地表面観測波形を、住宅メーカの本社などの各ユニット建物５Ａ−５Ｃの建設地から離れた場所にある管理側装置４に送信する。
【００１９】
また、管理側装置４は、複数のユニット建物５Ａ−５Ｃの被害の大きさを順位付けする優先順位算出部４１と、被災したユニット建物５Ａ−５Ｃの目視可能な損傷位置を算出する指標部位算出部４２とから主に構成されている。
【００２０】
続いてこの管理側装置４の構成について、図２を参照しながら説明する。
【００２１】
この管理側装置４は、ネットワーク３を介して送信される地震波データを受信するインターフェースとしての受信部４３と、記憶部４５と、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの地震時の変形量を算出する変形量算出部としての層間変形量算出部４４と、優先順位算出部４１と、指標部位算出部４２と、演算結果などを出力する出力部４６とから主に構成されている。
【００２２】
この記憶部４５は、ハードディスクドライブ、光磁気ディスクドライブ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどの記憶媒体によって構成される。この記憶部４５には、層間変形量算出部４４、優先順位算出部４１、指標部位算出部４２などで演算をおこなわせるためのプログラムや、その演算に必要となるデータ等が記憶されている。また、受信部４３で受信した地震波データも、記憶部４５に記憶させることができる。
【００２３】
また、層間変形量算出部４４では、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの変形量として層間変形量を算出する。ここでは、層間変形量として、１階の床と２階の床との水平変位差である層間変位Ｓ１−Ｓ３（図１参照）を使用する。なお、層間変形量として使用できるのは層間変位に限定されるものではなく、層間変位を１階の高さｈで割った層間変形角を使用してもよい。
【００２４】
この層間変形量算出部４４では、建物応答解析によって層間変形量を算出する。この建物応答解析では、記憶部４５に記憶された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの構造データと、受信した地震波データ又は一旦、記憶部４５に記憶された地震波データとによって解析をおこなう。
【００２５】
このユニット建物５（ユニット建物５Ａ−５Ｃのいずれも特定しない場合は、符号を５とする。）の構造データとは、図４に示すような建物ユニット５０を連結して構築されるユニット建物５の構造部材や非構造部材などの解析に使用する部材に関係するデータである。
【００２６】
例えば、図４に示す建物ユニット５０は、四隅に配置される４本の柱５１，・・・と、その上端間に横架される梁としての天井梁５２，・・・と、その下端間に横架される梁としての床梁５３，・・・とから構成されるラーメン構造体５００を主たる構造部材としている。
【００２７】
そして、床梁５３，５３間には、所定の間隔を置いて複数の小梁５４，・・・が架け渡されており、図４の前面側の柱５１，５１間には、４枚の外壁パネル６，・・・を取り付けるための５本の間柱５５，・・・が配置されているが、これらはいずれも非構造部材であり、解析時に考慮するか否かは任意に設定することができる。
【００２８】
このような構造部材や非構造部材のデータとしては、幅や長さなどの形状、材料特性、部材剛性などのデータを記憶させておく。ここで、材料特性には、ヤング率、線膨張係数、線形特性、非線形特性などがある。また、部材剛性としては、断面積、断面二次モーメントなどがある。
【００２９】
このようにして構成される建物ユニット５０のモデルを複数連結したユニット建物５Ａ−５Ｃ毎の３次元モデル用のデータ又はそれの基になるデータが、記憶部４５には構造データとして記憶されており、層間変形量算出部４４において取り込んだ地震波データと対応付けられたユニット建物５Ａ−５Ｃの構造データが読み込まれることになる。
【００３０】
そして、地震応答解析では、このようにして作成されたユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）のモデルに、そのユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）において検出された地震波データを入力して解析をおこなう。
【００３１】
すなわち、地震波データは、時々刻々と変化する地震波による加速度データで、この地震波データをユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）のモデルの底部（地盤面）に入力することで、加速度に建物質量を乗じた水平外力がモデルに作用し、ユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）の変形量などの解析がおこなわれる（時刻歴応答解析）。
【００３２】
そしてこの解析によって算定された層間変形量は、記憶部４５に一旦記憶させたり、優先順位算出部４１に直接送信したりする。
【００３３】
続いて、優先順位算出部４１では、層間変形量算出部４４で算出された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を、大きい順に並べ替えて順位付けをおこなう。すなわち、層間変形量が大きい建物が被害の大きい建物であると判断して、優先順位を層間変形量の大きさに基づいて順番に付けていく。
【００３４】
この際、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量の算出は、同時期におこなわれるとは限らないので、記憶部４５に記憶された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を読み込んで順位付けをおこなうようにすることもできる。
【００３５】
一方、指標部位算出部４２では、被災した建物がどのような順番で壊れていき、その際に、損傷程度の目安（指標）がどの部位に現れるかをユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に解析する。この指標部位算出部４２での解析は、予め解析をおこなって解析結果をデータテーブルにしておいて、層間変形量算出部４４で算出された層間変形量に対応して指標部位を算出するようにしておいてもよいし、地震波を受信したときに解析をおこなうようにしてもよい。なお、この指標部位算出部４２の詳細な解析方法については後述する。
【００３６】
また、出力部４６は、モニタ、プリンタなどで構成されており、優先順位算出部４１や指標部位算出部４２で算出された演算結果を、例えば図１３に示すようなリスト形式で出力する。
【００３７】
次に、図３を参照しながら、被災診断システム１の処理の流れについて説明する。
【００３８】
地震が発生すると、図１に示すように各邸宅（例えばＡ邸、Ｂ邸、Ｃ邸）に設置された地震計２Ａ−２Ｃがその地点の地表面地震波を検知し、ネットワーク３を介して管理側装置４にそれぞれの地震波データを送信する（ステップＳ１）。
【００３９】
この地震波データは、住宅メーカの本社などに設置されている管理側装置４の受信部４３で受信される（ステップＳ２）。
【００４０】
この受信された地震波データは、記憶部４５に格納されるとともに、層間変形量算出部４４にも送られる。ここで、この地震波データには、それを検出した各邸宅Ａ−Ｃを識別する識別符号が付けられている。
【００４１】
そして、層間変形量算出部４４では、この地震波データに付けられた識別符号に基づいて、記憶部４５から対応するユニット建物５Ａの構造データを読み出して層間変形量の解析をおこなう（ステップＳ３）。この層間変形量の解析は、地震波データが受信されたすべてのユニット建物５Ｂ，５Ｃについておこなう。また、ここで算出された層間変形量は、記憶部４５に記憶させる。
【００４２】
続いて、各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量を優先順位算出部４１に送り、層間変形量の大きいものから順に順位を付ける（ステップＳ４）。
【００４３】
また、各ユニット建物５Ａ−５Ｃについては、層間変形量算出部４４で算出された層間変形量が生じた際に、建物のどの部位が損傷するかを指標部位算出部４２において算出する（ステップＳ５）。
【００４４】
そして、このようにして演算された結果を、図１３に示すような表にしてプリンタなどの出力部４６から出力する（ステップＳ６）。この図１３の表は、左端の列に各邸宅名が記載され、その隣の列に層間変形量算出部４４で算出された各ユニット建物５Ａ−５Ｃの層間変形量が出力されている。
【００４５】
また、その隣の列には、層間変形量の大きさを定性的に示した被災レベルが出力される。この被災レベルは、層間変形量に対応した表示（例えば、「軽微」、「大」、「中」）が決められており、層間変形量算出部４４で数値と被災レベルが対応付けられ、層間変形量とともに記憶部４５に記憶されている被災レベルを読み出して出力する。
【００４６】
さらに、層間変形量の大きさに基づいた順位が「対応をおこなう優先順位」の列に記載される。ここでは、最も大きな層間変形量が算出されたＢ邸が「１位」となり、続いてＣ邸が「２位」、Ａ邸が「３位」と表示されている。このため、この優先順位を見た担当者は、この順番に従って各邸宅を訪問して実際の被災状況を確認していけばよい。
【００４７】
そして、この現地訪問時に被災状況の確認の目安となるのが、右端の列に出力された「指標部位」である。例えば、Ｂ邸では、「車庫入口横の外壁」が損傷していれば、予想した通りの損傷レベルと考えられるので、損傷個所の予想に基づいて部材の交換、補修などの段取りを進めていけばよい。
【００４８】
また、Ｃ邸では、「玄関横の外壁」となっているが、実際に訪問して調査してもその部分に損傷が見られなければ、一旦、現地調査を中断して、次の邸の調査に移ってもよい。
【００４９】
そして、Ａ邸では、「１階出入り窓横の外壁」となっているが、その個所に加えて別の個所でも損傷が発見された場合は、地震計２Ａで検出された地震波データに反映されない揺れによる被害があったと考えて、充分な現地調査又は解析をおこなって、その他に外観にあらわれない部位の損傷がないかを確認する。
【００５０】
次に、この指標部位算出部４２の詳細な解析方法について説明する。
【００５１】
図４には、この解析で使用する建物ユニット５０の構成を示した。この建物ユニット５０は、柱５１，・・・と天井梁５２，・・・と床梁５３，・・・とを剛接合して構成されるラーメン構造体５００を主たる構造部材としている。そして、上端が天井梁５２に連結されるとともに、下端が床梁５３に連結された間柱５５，・・・が、柱５１，５１間に配置されており、この間柱５５，・・・に外壁パネル６の側縁が接合されている。
【００５２】
また、図５には図４のＩ−Ｉ矢視方向の断面図を、図６には図４のII−II矢視方向の断面図を示した。
【００５３】
この外壁パネル６は、矩形の面材としての硬質木片セメント板６２と、その裏面側の縁部にウレタン系の接着剤６３を介して接合されるフレーム６１，６１とから主に構成される。
【００５４】
そして、このフレーム６１，６１には、リベット６４を挿通させる孔が上下方向に間隔を置いて複数開口されており、間柱５５とはこのリベット６４，・・・を介して接合される。
【００５５】
また、この間柱５５は、梁５２，５３に連結させる上端及び下端が、断面視略コ字形の本体部よりも断面積が小さくなるように、コ字形のウェブ部だけで形成された板状に形成されており、ボルト５６，５６を介して天井梁５２と床梁５３に締結されている。
【００５６】
この指標部位算出部４２による解析は、建物の変形に伴って作用する応力によって、最初に損傷する部位、続いて損傷する部位、というように、損傷する部位の順序が解析によって算出できるように設計された建物に対して適用される。
【００５７】
すなわち、この建物ユニット５０に、水平外力としての地震力が作用すると、始めは間柱５５，５５間を連結する外壁パネル６がブレースのような働きをしてラーメン構造体５００とともに建物ユニット５０の揺れを抑える働きをする。
【００５８】
この状態は、設計値を建築基準法で定める地震力とした場合は、その大きさに至るまで続く。また、設計値を建築基準法で定める地震力の1.25倍又は1.5倍とした場合は、その地震力に至るまで続く。
【００５９】
以下、さらに詳細に一次設計と二次設計における状態について説明する。ここで、一次設計の地震力は、建築基準法でいう標準せん断力係数Cdを0.2としたときの地震力、二次設計の地震力は、建築基準法でいう必要保有水平耐力となる地震力とする。
【００６０】
そして、作用する地震力の大きさが一次設計の範囲内ならば、間柱５５と外壁パネル６のフレーム６１とを接合するリベット６４に作用するせん断力は、フレーム６１の支圧耐力の範囲内に収まり、リベット孔が塑性変形することはない。
【００６１】
ここで仮に、リベット孔が拡大する前にフレーム６１と硬質木片セメント板６２との接着剤６３による接合が剥がれると、その影響によってある地震力に達したときに一気に建物ユニット５０が崩壊してしまうおそれがある。
【００６２】
これに対して、地震力が増加してリベット孔が塑性変形して押し広げられて、外壁パネル６が荷重を徐々に受けなくなるようにすることで、建物ユニット５０の変形量は大きくなるものの、それによって地震エネルギーを吸収することができるので、ラーメン構造体５００や外壁パネル６が壊滅的に損傷することを防止することができる。
【００６３】
また、外壁パネル６が荷重を受けなくなると、間柱５５の上下端のバネ部の伸縮が大きくなって、その後の地震力の増加に対しても建物ユニット５０はねばり強く耐えて、倒壊や崩壊を防ぐことができる。
【００６４】
また、損傷する前に荷重を受けなくなった外壁パネル６やラーメン構造体５００は、著しく損傷しておらず再利用することができるので、地震後に短期間かつ経済的に建物ユニット５０の修復をおこなうことができる。
【００６５】
このように破壊する順序が決められている建物ユニット５０は、どこが損傷しているかによってその建物の被災状況の程度を把握することができる。
【００６６】
一方、このように順番通りに破壊させるには、その建物ユニット５０を構成する部材の材料特性又は部材特性を把握しておく必要がある。
【００６７】
そこで、この外壁パネル６のフレーム６１には、材料特性を明確にするために、JIS規格に規定される一般構造用圧延鋼材（SS400）を使用し、間柱５５には同じくSS400のフレーム６１より厚い鋼材を使用する。
【００６８】
また、リベット６４は、かしめ後のせん断強度がフレーム６１の引張強さより大きくなるワンサイドリベットを使用する。
【００６９】
そして、このフレーム６１と間柱５５とをリベット６４で接合したリベット接合部に単調載荷したせん断試験をおこない、このリベット接合部の降伏強度Pyと引張強さPmaxはリベット６４のせん断強度より小さくなることを確認し、フレーム６１のリベット孔が最初に変形して接合が破壊されるようにする。
【００７０】
また、外壁パネル６は、形状、開口の大きさなど様々な仕様のものが建物ユニット５０には使用されているので、それらの部材特性をデータとして保有しておく必要がある。例えば、図６に示すように、一本のフレーム６１あたり６本のリベット６４（間隔300〜600mm）で間柱５５に接合した試験体を使って部材特性の試験をおこなう。この試験体は、図７（ａ）に示すように幅900 mm 、高さ2400 mm の外壁パネル６の両側縁を、間柱５５，５５にそれぞれ６本のリベット６４，・・・を介して接合したものである。
【００７１】
そして、この試験体の一方の間柱５５を固定し、他方の間柱５５に上向きの力Ｐを作用させて交番繰り返しによる単調載荷のせん断試験を実施した結果、図７（ｂ）に示すような変位δと作用力Ｐとの関係を示す試験結果が得られた。
【００７２】
このように部材特性や材料特性を試験や解析によってデータとして取得し、それらの部材特性や材料特性に基づいて、図８に示すような２次元解析用の建物ユニットモデル７による解析をおこなう。
【００７３】
この建物ユニットモデル７は、モデル化された柱モデル７１、天井梁モデル７２、床梁モデル７３によってラーメン構造体モデル７０が構成されている。このラーメン構造体モデル７０の剛接合部は、回転バネモデル７４でモデル化され、バネ値には剛接合部の載荷試験結果に基づいた値が使用される。また、間柱モデル７５の上下端と梁モデル７２，７３との間には、試験で得られたバネ値のバネ部モデル７６がモデル化されている。そして、ラーメン構造体モデル７０を、２本の柱モデル７１，７１の直下の支点７８，７８でそれぞれ支持させている。
【００７４】
また、間柱モデル７５，７５間は外壁パネルモデル７７で連結した。この外壁パネルモデル７７は、上記したリベット接合部のせん断試験結果を基にして、枠組壁工法建築物設計指針（国土交通省住宅建築指導課監修）に従いブレース置換をおこなったものである。
【００７５】
すなわち、図７（ｂ）に示した１次剛性K0と等価なブレース断面で置き換え、このＰ−δの関係を、図９に示すような断面Ａａのブレースの軸力Ｎとブレース軸方向変位δＮとの関係に変換して、図８の外壁パネルモデル７７として組み込む。
【００７６】
また、このブレース断面Ａａの決定により、図７（ｂ）のK0に対応する図９のブレースの1次剛性Kb0が求まるので、続いて第１降伏点ａａ、第２降伏点ｂｂ、終局耐力点ｃｃを図９に示すように定めていく。すなわち、図９の第１降伏点Ｎ１については、図７（ｂ）のａ点に対応するせん断力ｆａと水平変形量ｄａの値を、ブレース断面がＡａとなる外壁パネルモデル７７に代入し応力解析を行い、ブレース軸力Ｎ１及びブレース軸方向変位ｄ１を求める。
【００７７】
続いて、２次剛性Kb1については、図７（ｂ）のK1になるようにブレース断面Ａｂを変更し、図７（ｂ）のｂ点に対応するせん断力ｆｂと水平変形量ｄｂとにより応力解析を行い、ブレース軸力Ｎ２及びブレース軸方向変位ｄ２を求める。また、３次剛性Kb2及び終局耐力点ｃｃについても同様に求める。
【００７８】
そして、この建物ユニットモデル７に対して、図１０，１１，１２に示すような交番加力による増分解析を実施する。
【００７９】
この増分解析は、層間変形量を建物ユニットモデル７の頂部に与え、徐々に交番する層間変形量を増やしていくときに、すべての外壁パネルモデル７７，・・・のブレースの軸力Nを監視しておき、各種外壁ごとにあらかじめ設定された損傷しきい値や崩壊しきい値（Nmax）と比較することにより、解析モデルを変更していく。
【００８０】
すなわちこの増分解析は、いずれかの外壁パネルモデル７７，・・・のブレース軸力Nが設定した崩壊しきい値（Nmax）以上になった時に、最も大きく崩壊しきい値を超えた外壁パネルモデル７７をモデル上から除去し、更に増分解析をそれまでに計算された変位から再開するというような解析アルゴリズムの構成となっている。
【００８１】
ここで、図１２の（ｃ）に示すように、解析の終了としている層間変形量（層間変位）のｈ/15は、建物の倒壊の可能性が出てくる安全限界を示している。
【００８２】
このように指標部位算出部４２による建物ユニットモデル７の解析によれば、地震時の最大層間変形量がわかれば、地震等の交番外力によりどの外壁が先に損傷するかということや、どの程度交換しなければならない外壁や部材があるかがわかる。
【００８３】
また、このような増分解析により弱い部位から徐々に壊れていく様子が推定できるので、どの程度の層間変形量が生ずれば、どの外壁が壊れ、その際には、柱・梁などの構造部材がどんな状況になっているかを推定することができる。
【００８４】
次に、本実施の形態の建物の被災診断システム１の作用について説明する。
【００８５】
このように構成された本実施の形態のユニット建物５Ａ−５Ｃの被災診断システム１では、ユニット建物５Ａ−５Ｃ毎に地震波を計測する地震計２Ａ−２Ｃが取り付けられており、その地震波を受信部４３で受信して、そのユニット建物５Ａ（５Ｂ，５Ｃ）の地震による層間変形量を算出する。そして、その算出された層間変形量を、大きさの順に順位付けする優先順位算出部４１を備えている。
【００８６】
このため、遠隔地にいながらにして、的確かつ迅速にユニット建物５Ａ−５Ｃの被災状況を予測することができ、また、その被害の大きさを順位付けることができるので、被害が大きなユニット建物５Ａ−５Ｃから迅速に対応することができる。
【００８７】
また、現地に赴く前に、予め指標部位算出部４２によってユニット建物５Ａ−５Ｃの被災状況が確認できる位置を算出しておけば、現地でユニット建物５Ａ−５Ｃのその部位を見ることで被災状況を目視によって迅速に確認することができる。
【００８８】
さらに、外壁パネル６が著しく損傷しておらず再利用できる場合は、屋外側から外壁パネル６をビス止めする方法によって、容易に補修することができる。
【００８９】
以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００９０】
例えば、前記実施の形態ではユニット建物５，５Ａ−５Ｃを建物として説明したが、これに限定されるものではなく、工業化住宅だけでなく在来工法で構築される建物にも本発明を適用できる。
【００９１】
また、前記実施の形態では、建物の変形量として１階の床と２階の床との水平変位差である層間変位を使用したが、これに限定されるものではなく、層間変形角、その他の位置の層間変位、その他の部材の変形量などを建物の変形量として使用してもよい。
【００９２】
さらに、前記実施の形態では、指標部位算出部４２によって建物の被災状況を確認する際の指標部位を算出させたが、これに限定されるものではなく、指標部位算出部４２による算出はおこなわず、対応をおこなう優先順位のみを出力させてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の最良の実施の形態の建物の被災診断システムの構成を説明するブロック図である。
【図２】被災診断システムの管理側装置の構成を説明するブロック図である。
【図３】被災診断システムの処理の流れを説明するフローチャートである。
【図４】建物ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図５】図４のＩ−Ｉ矢視方向から見た断面図である。
【図６】図４のII−II矢視方向から見た断面図である。
【図７】（ａ）はせん断試験に使用した外壁パネルの正面図、（ｂ）はせん断試験の結果を変形−荷重の関係で示した図である。
【図８】建物ユニットの解析モデルを説明するモデル図である。
【図９】外壁パネルをブレース置換して、せん断試験結果を軸方向変位−軸力の関係で示した図である。
【図１０】増分解析の最初のステップを説明する図であって、（ａ）はモデル図、（ｂ）はモデルに付与する層間変位の増分ステップを示した図、（ｃ）はモデルの頂部の変位と水平力との関係を示した図である。
【図１１】増分解析の途中のステップを説明する図であって、（ａ）はモデル図、（ｂ）はモデルに付与する層間変位の増分ステップを示した図、（ｃ）はモデルの頂部の変位と水平力との関係を示した図である。
【図１２】増分解析の最後のステップを説明する図であって、（ａ）はモデル図、（ｂ）はモデルに付与する層間変位の増分ステップを示した図、（ｃ）はモデルの頂部の変位と水平力との関係を示した図である。
【図１３】被災診断システムの出力部から出力される表の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００９４】
１ 被災診断システム
２Ａ−２Ｃ 地震計（地震波測定部）
４ 管理側装置
４１ 優先順位算出部
４２ 指標部位算出部
４３ 受信部
４４ 層間変形量算出部（変形量算出部）
４６ 出力部
５Ａ−５Ｃ ユニット建物（建物）
６ 外壁パネル（指標部位）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地震による複数の建物の被災状況を診断する建物の被災診断システムであって、
建物毎に取り付けられてその地点の地震波を計測する地震波測定部と、
前記地震波測定部から送信された前記地震波を受信する受信部と、
その受信した地震波とその地震波が検出された建物の構造データとから建物の変形量を算出する変形量算出部と、
前記変形量算出部によって算出された建物毎の変形量の大きさの順位付けをおこなう優先順位算出部とを備えたことを特徴とする建物の被災診断システム。
【請求項２】
前記建物の変形量は層間変形量であることを特徴とする請求項１に記載の建物の被災診断システム。
【請求項３】
建物の外観による被災状況の確認が可能な部位を前記建物毎に算出する指標部位算出部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物の被災診断システム。
【請求項１】
地震による複数の建物の被災状況を診断する建物の被災診断システムであって、
建物毎に取り付けられてその地点の地震波を計測する地震波測定部と、
前記地震波測定部から送信された前記地震波を受信する受信部と、
その受信した地震波とその地震波が検出された建物の構造データとから建物の変形量を算出する変形量算出部と、
前記変形量算出部によって算出された建物毎の変形量の大きさの順位付けをおこなう優先順位算出部とを備えたことを特徴とする建物の被災診断システム。
【請求項２】
前記建物の変形量は層間変形量であることを特徴とする請求項１に記載の建物の被災診断システム。
【請求項３】
建物の外観による被災状況の確認が可能な部位を前記建物毎に算出する指標部位算出部を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の建物の被災診断システム。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２９８７０４（Ｐ２００８−２９８７０４Ａ）
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１４７６３１（Ｐ２００７−１４７６３１）
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月１１日（２００８．１２．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月４日（２００７．６．４）
【出願人】（０００００２１７４）積水化学工業株式会社 (5,781)
【Ｆターム（参考）】
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