特許 6773324 住宅地震履歴計を用いる層間変位解析方法及び層間変位解析装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6773324

(24)【登録日】2020年10月5日

(45)【発行日】2020年10月21日

(54)【発明の名称】住宅地震履歴計を用いる層間変位解析方法及び層間変位解析装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 21/32 20060101AFI20201012BHJP

   G01B 21/00 20060101ALI20201012BHJP

   G01V 1/28 20060101ALI20201012BHJP

【ＦＩ】

   G01B21/32

   G01B21/00 G

   G01V1/28

【請求項の数】5

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2016-246390(P2016-246390)

(22)【出願日】2016年12月20日

(65)【公開番号】特開2018-100875(P2018-100875A)

(43)【公開日】2018年6月28日

【審査請求日】2019年10月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】591213519

【氏名又は名称】ビイック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077838

【弁理士】

【氏名又は名称】池田 憲保

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 長範

(72)【発明者】

【氏名】向 浩司

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 康二

(72)【発明者】

【氏名】小石 祐介

【審査官】 九鬼 一慶

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−１１７９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−０６８８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−３２７８７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０９２５２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２０５５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１９８８１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１９７３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１４／０３２４３５６（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−３００２７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ ２１／００−２１／３２

Ｇ０１Ｖ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

木造建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置されて地震の揺れによる加速度を計測する第１の住宅地震履歴計で得られた、時刻暦に沿ったＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の第１の加速度データと、木造建物の１階天井付近又は２階床付近に設置されて地震の揺れによる加速度を計測する第２の住宅地震履歴計で得られた、時刻暦に沿ったＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の第２の加速度データとを用いて、あらかじめ定められた解析処理プログラムにより前記木造建物が揺れた時の少なくとも層間変位量を算出するに際し、前記第１の住宅地震履歴計からのＺ軸方向の第１の加速度データと前記第２の住宅地震履歴計からのＺ軸方向の第２の加速度データについて相関係数を算出し、その算出結果に基づいて前記第１の加速度データと前記第２の加速度データの間の時刻暦のずれを補正したうえで、前記層間変位量の算出を行うことを特徴とする解析方法。

【請求項2】

木造建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第１の住宅地震履歴計で計測された計測信号と、前記木造建物の１階天井付近又は２階床付近に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第２の住宅地震履歴計で計測された計測信号とを用いて、前記木造建物が揺れた時の少なくとも層間変位量を算出する解析方法であって、
前記第１の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ａｘ（ｔ）を示す第１の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ａｙ（ｔ）を示す第２の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ａｚ（ｔ）を示す第３の計測信号を生成するものであり、
前記第２の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ｂｘ（ｔ＋Ｃ）（但し、Ｃは前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対するずれ）を示す第４の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ｂｙ（ｔ＋Ｃ）を示す第５の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ｂｚ（ｔ＋Ｃ）を示す第６の計測信号を生成するものであり、
前記第３の計測信号の波形と前記第６の計測信号の波形について相関係数の算出を行うと共に、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形を所定時間分ずつずらしながら繰り返して相関係数を算出し、算出された複数の相関係数の最大値から、前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対する前記第２の住宅地震履歴計の計時時刻のずれに起因する、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形のずれを補正するための補正値を算出する処理と、
前記第１、第２、第４、第５の計測信号のそれぞれに対してフィルタ処理及びフーリエ変換処理を行って、処理された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）を生成する処理と、
生成された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）のそれぞれに対して周波数分析を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）を算出する処理と、
算出された変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）のそれぞれに対して逆フーリエ変換を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ａｙ（ｔ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｙ（ｔ）を生成する処理と、
生成された変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）、Ｄ_Ａｙ（ｔ）、Ｄ_Ｂｘ（ｔ）、Ｄ_Ｂｙ（ｔ）のそれぞれに対して前記補正値による時刻歴合わせの補正を行ったうえで、Ｘ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）とＹ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）を算出する処理と、
を含むことを特徴とする解析方法。

【請求項3】

前記補正値を算出する処理を、前記第３の計測信号の波形から所定のサンプリング周波数によりサンプリングされた第１の所定数の加速度データと、前記第６の計測信号の波形から前記所定のサンプリング周波数によりサンプリングされた第２の所定数の加速度データについて、前記第１の所定数の加速度データに対する前記第２の所定数の加速度データの相対位置をずらしながら行って、前記補正値として加速度データ数Ｃを算出し、前記層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）と前記層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）をそれぞれ、
Ｄ_Ｘ（ｔ）＝Ｄ_Ａｘ（ｔ）−Ｄ_Ｂｘ（ｔ＋Ｃ）
Ｄ_Ｙ（ｔ）＝Ｄ_Ａｙ（ｔ）−Ｄ_Ｂｙ（ｔ＋Ｃ）
という算出式に基づいて算出することを特徴とする請求項２に記載の解析方法。

【請求項4】

木造建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第１の住宅地震履歴計で計測された計測信号と、前記木造建物の１階天井付近又は２階床付近に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第２の住宅地震履歴計で計測された計測信号とを用いて、前記木造建物が揺れた時の少なくとも層間変位量を算出する解析装置であって、
前記第１の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ａｘ（ｔ）を示す第１の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ａｙ（ｔ）を示す第２の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ａｚ（ｔ）を示す第３の計測信号を生成するものであり、
前記第２の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ｂｘ（ｔ＋Ｃ）（但し、Ｃは前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対するずれ）を示す第４の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ｂｙ（ｔ＋Ｃ）を示す第５の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ｂｚ（ｔ＋Ｃ）を示す第６の計測信号を生成するものであり、
該解析装置は、あらかじめ定められた解析プログラムを記憶したメモリと、
前記メモリから前記解析プログラムを読み出して該解析プログラムによる処理を実行し、前記層間変位量を算出する解析部と、を含み、
前記解析部は、
前記第３の計測信号の波形と前記第６の計測信号の波形について相関係数の算出を行うと共に、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形を所定時間分ずつずらしながら繰り返して相関係数を算出し、算出された複数の相関係数の最大値から、前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対する前記第２の住宅地震履歴計の計時時刻のずれに起因する、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形のずれを補正するための補正値を算出する処理と、
前記第１、第２、第４、第５の計測信号のそれぞれに対してフィルタ処理及びフーリエ変換処理を行って、処理された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）を生成する処理と、
生成された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）のそれぞれに対して周波数分析を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）を算出する処理と、
算出された変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）のそれぞれに対して逆フーリエ変換を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ａｙ（ｔ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｙ（ｔ）を生成する処理と、
生成された変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）、Ｄ_Ａｙ（ｔ）、Ｄ_Ｂｘ（ｔ）、Ｄ_Ｂｙ（ｔ）のそれぞれに対して前記補正値による時刻歴合わせの補正を行ったうえで、Ｘ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）とＹ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）を算出する処理と、
を実行することを特徴とする解析装置。

【請求項5】

前記解析部は、
前記補正値を算出する処理を、前記第３の計測信号の波形から所定のサンプリング周波数によりサンプリングされた第１の所定数の加速度データと、前記第６の計測信号の波形から前記所定のサンプリング周波数によりサンプリングされた第２の所定数の加速度データについて、前記第１の所定数の加速度データに対する前記第２の所定数の加速度データの相対位置を変えながら行って、前記補正値として加速度データ数Ｃを算出し、前記層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）と前記層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）をそれぞれ、
Ｄ_Ｘ（ｔ）＝Ｄ_Ａｘ（ｔ）−Ｄ_Ｂｘ（ｔ＋Ｃ）
Ｄ_Ｙ（ｔ）＝Ｄ_Ａｙ（ｔ）−Ｄ_Ｂｙ（ｔ＋Ｃ）
という算出式に基づいて算出することを特徴とする請求項４に記載の解析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は地震の際に木造建物に作用した地震の加速度等のデータを記録する住宅地震履歴計を用いて木造建物に実際に作用した地震に伴う変位量や変形角を算出する層間変位解析方法及び層間変位解析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

地震の際に建物、特に木造建物（以下、建物と略称する）におよぶ地震力は、建物の重量に依存する。また、地震の際に建物が倒壊するか否かは、建物の強さと粘りによって決定される。

【0003】

建築基準法において、建物の強さ、粘りは保有耐力と称されており、建物の壁の種類及び量から計算される。

【0004】

地震力の大きさと保有耐力の大きさの拮抗により、建物の変位量が決まる。建物の変位量が大きければ建物は倒壊し、変位量が小さければ軽微な被害で済む。言い換えれば、変位量を増すごとに建物の随所が損傷し、最終的には自重を支えることができなくなる。

【0005】

地震の際の建物の変位量は最大層間変位量（あるいは最大層間変形角）という数値で定義することができる。すなわち、地震時の最大層間変形量（あるいは最大層間変形角）は、建物の劣化（建物の損傷状況）に関連し、建物の被災度判定の基準の一つとなっている。

【0006】

非特許文献１では、地震時に建物に生じた一番大きな変形を「経験最大変形角」という角度で表現している。非特許文献１の中ではまた、経験最大変形角は、地震後の建物の残留変位や、壁などの破損状況から推定する値とされている。

【0007】

地震の際の建物の変位量は、通常、以下のようにして求められている。計測手段として、計時機能と、水平なＸ軸方向、Ｘ軸方向に直角の水平なＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直角のＺ軸方向の加速度を検出する機能を持つ３軸加速度センサと、この３軸加速度センサで計測したデータを記憶するメモリとを備える地震計測器を用いる。この種の地震計測器は、メモリに記憶されたデータを、直接、あるいはＵＳＢメモリ等の可搬型のメモリを介して取り出すことができ、住宅地震履歴計という名称で提供されている。

【0008】

第１の住宅地震履歴計を建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置し、第２の住宅地震履歴計を建物の１階天井付近又は２階床付近に設置する。第１、第２の住宅地震履歴計はそれぞれ、地震に伴う横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測し、計測加速度が所定値に達したことを検出すると、検出タイミング前後の一定時間、計測加速度を加速度データとして記憶する。加速度データは、横軸が時間、縦軸が計測加速度となるような形式で記憶される。

【0009】

地震が収束した後、第１、第２の住宅地震履歴計のメモリから記憶されている加速度データを取り出し、専用の解析プログラムを格納している解析装置に入力して解析処理を行う。解析処理においては、建物における第１、第２の住宅地震履歴計の設置箇所の変位量を算出すると共に第１の住宅地震履歴計の設置箇所に対する第２の住宅地震履歴計の設置箇所の変位量を層間変位量として算出し、算出した層間変位量に基づいて層間変形角を算出する。解析プログラムによる層間変位量の詳しい算出方法については後で説明する。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0010】

【非特許文献1】「震災建築物の被災度区分判定基準および復旧技術指針 木造編」２６３−２６８頁、国土交通省住宅局建築指導課監修、財団法人日本建築学会発行

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

ところで、第１、第２の住宅地震履歴計の計時機能における時刻暦は一致しているとは限らず、経年変化により時刻暦にずれが生じてしまう場合もある。第１、第２の住宅地震履歴計の計時機能における時刻暦にずれが生じていると、解析装置によって算出される建物の変位量に誤差が生じてしまう。

【0012】

本発明の課題は、２つの地震計測器（住宅地震履歴計）からの加速度データを用いて建物の、少なくとも層間変位量を算出する解析処理に際し、２つの地震計測器（住宅地震履歴計）の計時時刻にずれが生じていたとしても、このずれを補正して正確な層間変位量を算出することのできる解析方法及び解析装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の態様によれば、木造建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置されて地震の揺れによる加速度を計測する第１の住宅地震履歴計で得られた、時刻暦に沿ったＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の第１の加速度データと、木造建物の１階天井付近又は２階床付近に設置されて地震の揺れによる加速度を計測する第２の住宅地震履歴計で得られた、時刻暦に沿ったＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の第２の加速度データとを用いて、あらかじめ定められた解析処理プログラムにより前記木造建物が揺れた時の少なくとも層間変位量を算出するに際し、前記第１の住宅地震履歴計からのＺ軸方向の第１の加速度データと前記第２の住宅地震履歴計からのＺ軸方向の第２の加速度データについて相関係数を算出し、その算出結果に基づいて前記第１の加速度データと前記第２の加速度データの間の時刻暦のずれを補正したうえで、前記層間変位量の算出を行うことを特徴とする解析方法が提供される。

【0014】

本発明の別の態様によれば、木造建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第１の住宅地震履歴計で計測された計測信号と、前記木造建物の１階天井付近又は２階床付近に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第２の住宅地震履歴計で計測された計測信号とを用いて、前記木造建物が揺れた時の少なくとも層間変位量を算出する解析方法であって、
前記第１の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ａｘ（ｔ）を示す第１の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ａｙ（ｔ）を示す第２の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ａｚ（ｔ）を示す第３の計測信号を生成するものであり、
前記第２の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ｂｘ（ｔ＋Ｃ）（但し、Ｃは前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対するずれ）を示す第４の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ｂｙ（ｔ＋Ｃ）を示す第５の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ｂｚ（ｔ＋Ｃ）を示す第６の計測信号を生成するものであり、
前記第３の計測信号の波形と前記第６の計測信号の波形について相関係数の算出を行うと共に、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形を所定時間分ずつずらしながら繰り返して相関係数を算出し、算出された複数の相関係数の最大値から、前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対する前記第２の住宅地震履歴計の計時時刻のずれに起因する、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形のずれを補正するための補正値を算出する処理と、
前記第１、第２、第４、第５の計測信号のそれぞれに対してフィルタ処理及びフーリエ変換処理を行って、処理された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）を生成する処理と、
生成された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）のそれぞれに対して周波数分析を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）を算出する処理と、
算出された変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）のそれぞれに対して逆フーリエ変換を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ａｙ（ｔ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｙ（ｔ）を生成する処理と、
生成された変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）、Ｄ_Ａｙ（ｔ）、Ｄ_Ｂｘ（ｔ）、Ｄ_Ｂｙ（ｔ）のそれぞれに対して前記補正値による時刻歴合わせの補正を行ったうえで、Ｘ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）とＹ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）を算出する処理と、
を含むことを特徴とする解析方法が提供される。

【0015】

本発明の更に別の態様によれば、木造建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第１の住宅地震履歴計で計測された計測信号と、前記木造建物の１階天井付近又は２階床付近に設置されて横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測する第２の住宅地震履歴計で計測された計測信号とを用いて、前記木造建物が揺れた時の少なくとも層間変位量を算出する解析装置であって、
前記第１の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ａｘ（ｔ）を示す第１の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ａｙ（ｔ）を示す第２の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ａｚ（ｔ）を示す第３の計測信号を生成するものであり、
前記第２の住宅地震履歴計は計時機能を有し、前記計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ｂｘ（ｔ＋Ｃ）（但し、Ｃは前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対するずれ）を示す第４の計測信号、前記Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ｂｙ（ｔ＋Ｃ）を示す第５の計測信号、及び前記Ｘ軸と前記Ｙ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ｂｚ（ｔ＋Ｃ）を示す第６の計測信号を生成するものであり、
該解析装置は、あらかじめ定められた解析プログラムを記憶したメモリと、
前記メモリから前記解析プログラムを読み出して該解析プログラムによる処理を実行し、前記層間変位量を算出する解析部と、を含み、
前記解析部は、
前記第３の計測信号の波形と前記第６の計測信号の波形について相関係数の算出を行うと共に、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形を所定時間分ずつずらしながら繰り返して相関係数を算出し、算出された複数の相関係数の最大値から、前記第１の住宅地震履歴計の計時時刻に対する前記第２の住宅地震履歴計の計時時刻のずれに起因する、前記第３の計測信号の波形に対する前記第６の計測信号の波形のずれを補正するための補正値を算出する処理と、
前記第１、第２、第４、第５の計測信号のそれぞれに対してフィルタ処理及びフーリエ変換処理を行って、処理された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）を生成する処理と、
生成された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）のそれぞれに対して周波数分析を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）及びＹ軸方向の変位量Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）を算出する処理と、
算出された変位量Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）のそれぞれに対して逆フーリエ変換を行って前記第１の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ａｙ（ｔ）と、前記第２の住宅地震履歴計のＸ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｘ（ｔ）及びＹ軸方向の変位量Ｄ_Ｂｙ（ｔ）を生成する処理と、
生成された変位量Ｄ_Ａｘ（ｔ）、Ｄ_Ａｙ（ｔ）、Ｄ_Ｂｘ（ｔ）、Ｄ_Ｂｙ（ｔ）のそれぞれに対して前記補正値による時刻歴合わせの補正を行ったうえで、Ｘ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）とＹ軸方向の層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）を算出する処理と、
を実行することを特徴とする解析装置が提供される。

【0016】

なお、前記補正値を算出する処理は、前記第３の計測信号の波形から所定のサンプリング周波数によりサンプリングされた第１の所定数の加速度データと、前記第６の計測信号の波形から前記所定のサンプリング周波数によりサンプリングされた第２の所定数の加速度データについて、前記第１の所定数の加速度データに対する前記第２の所定数の加速度データの相対位置をずらしながら行って、前記補正値として加速度データ数Ｃを算出し、前記層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）と前記層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）をそれぞれ、
Ｄ_Ｘ（ｔ）＝Ｄ_Ａｘ（ｔ）−Ｄ_Ｂｘ（ｔ＋Ｃ）
Ｄ_Ｙ（ｔ）＝Ｄ_Ａｙ（ｔ）−Ｄ_Ｂｙ（ｔ＋Ｃ）
という算出式に基づいて算出する。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、２つの地震計測器（住宅地震履歴計）からの加速度データを用いて建物の、少なくとも層間変位量を算出する解析処理に際し、２つの地震計測器（住宅地震履歴計）の計時時刻にずれが生じていたとしても、このずれを補正して正確な層間変位量を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】本発明に使用される住宅地震履歴計の建物への設置形態の一例を示す図である。

【図2】図１に示された住宅地震履歴計の内部構成の一例を示すブロック図である。

【図3】図１に示された住宅地震履歴計の外観の一例を正面図（ａ）、側面図（ｂ）で示す。

【図4】本発明による解析装置の実施形態の構成例を示すブロック図である。

【図5】図４に示された解析装置の解析処理動作を説明するためのフローチャート図である。

【図6】図１に示された第１の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＡx（ｔ）、第２の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＢx（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行う前のＡx（ｔ）、Ｂx（ｔ）の波形の一例を示す図である。

【図7】図１に示された第１の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＹ軸方向の加速度値をＡy（ｔ）、第２の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＹ軸方向の加速度値をＢy（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行う前のＡy（ｔ）、Ｂy（ｔ）の波形の一例を示す図である。

【図8】図１に示された第１の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＡz（ｔ）、第２の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＢz（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行う前のＡz（ｔ）、Ｂz（ｔ）の波形の一例を示す図である。

【図9】図１に示された第１の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＡz（ｔ）、第２の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＢz（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行った後のＡz（ｔ）、Ｂz（ｔ＋Ｃ）の波形の一例を示す図である。

【図10】図１に示された第１の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＡx（ｔ）、第２の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＢx（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行った後のＡx（ｔ）、Ｂx（ｔ＋Ｃ）の波形の一例を示す図である。

【図11】図１に示された第１の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値Ａx（ｔ）の応答スペクトルの一例を示した図である。

【図12】図１に示された第１の住宅地震履歴計から得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値Ａx（ｔ）に対してフィルタ処理を行った後の応答スペクトルの一例を示した図である。

【図13】図４の解析装置によって解析処理された地震情報の表示例を示す図である。

【図14】図４の解析装置によって解析処理された地震情報を解析装置内部に保存した際の画像ファイルの一例を示す図である。

【図15】計測震度の算出に用いられる、気象庁の定めによる震度階級表を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本発明による解析方法及び解析装置の実施形態について説明する前に、本発明に適用される地震計測器の一例である住宅地震履歴計について説明する。以下では、地震計測器として住宅地震履歴計を例示して説明を進めるが、本発明に適用される住宅地震履歴計は、計時機能と、水平なＸ軸方向、Ｘ軸方向に直角の水平なＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直角のＺ軸方向の加速度を検出する機能を持つ３軸加速度センサと、この３軸加速度センサで計測したデータを記憶するメモリとを備える地震計測器全般を含むものとする。また、以下では住宅地震履歴計による計測対象建物として２階建ての木造建物を想定して説明するが、１階建ての木造建物でも適用可能であり、これらをまとめて建物と呼ぶこととする。

【0020】

図１を参照して、建物１０の通し柱のような地震時の縦揺れによる加速度の差が小さい構成部材の１階床付近又は床下基礎部分と、１階天井付近又は２階床付近にそれぞれ少なくとも１個ずつ第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂが設置される。第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの設置位置は、上下方向（以下ではＺ軸方向と呼ぶ）において異なり、東西方向（以下ではＸ軸方向と呼ぶ）及び南北方向（以下ではＹ軸方向と呼ぶ）では同じ位置、つまり平面視で同じとなる様な位置が望ましい。

【0021】

第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂは、３軸加速度センサにより建物１０の横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測し記録する計測手段である。第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ、地震に伴う横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測し、計測加速度が所定値に達したことを検出すると、検出タイミング前後の一定時間、計測加速度を加速度データとしてメモリに記憶する。これは、住宅地震履歴計として動作している間は計測加速度の記憶動作（一時保存）を常時実行し、計測加速度が所定値に達したことを検出すると、その検出タイミングから所定時間さかのぼった範囲の計測加速度と検出タイミングから別の所定時間を経過するまでの計測加速度を固定保存すべき計測加速度として記憶することで実現される。第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂはまた、１回限りの地震の加速度データだけでなく、発生時期の異なる地震の加速度データについても計測を行い、ファイル形式で発生年月、発生時刻、ファイル番号と共に複数ファイル分の記録を行うことができる。

【0022】

第１の住宅地震履歴計１１Ａは計時機能を有し、計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ａｘ（ｔ）を示す第１の計測信号、Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ａｙ（ｔ）を示す第２の計測信号、及びＸ軸とＹ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ａｚ（ｔ）を示す第３の計測信号を生成する。同様に、第２の住宅地震履歴計１１Ｂも計時機能を有し、計測信号として、水平なＸ軸方向の加速度Ｂｘ（ｔ）を示す第４の計測信号、Ｘ軸に直角の水平なＹ軸方向の加速度Ｂｙ（ｔ）を示す第５の計測信号、及びＸ軸とＹ軸に直角のＺ軸方向の加速度Ｂｚ（ｔ）を示す第６の計測信号を生成する。

【0023】

第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂはまったく同じ構成であるので、図２、図３を参照して第１の住宅地震履歴計１１Ａについて説明する。図２において、第１の住宅地震履歴計１１Ａは、主な構成要素として、地震によるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の加速度を計測する３軸加速度センサ１１−１と、計測された加速度データを記録するメモリ回路１１−２と、記録された加速度データを、ＵＳＢケーブルを介して後述する解析装置に転送可能とするためのＩ／Ｆ（Interface）回路１１−３と、時刻や記録された加速度データの表示指示やその他の指示の操作を行うスイッチ回路１１−４と、を備える。スイッチ回路１１−４による指示の例としては、電源のオン、オフ、表示のオン、オフ、時刻の表示、ファイル番号とその時の地震発生年月、時刻の表示指示等がある。メモリ回路１１−２に記録される加速度の記録形式は、例えば横軸を時間、縦軸を加速度とすることができる。

【0024】

第１の住宅地震履歴計１１Ａはまた、スイッチ回路１１−４によって指示された表示を行うＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１１−５と、上記各回路を制御するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１−６と、上記各回路及びＣＰＵ１１−６を動作させるための電力供給源として、充電可能な蓄電池及び充電制御回路を含む電源回路１１−７と、を備える。

【0025】

第１の住宅地震履歴計１１Ａは更に、３軸加速度センサ１１−１からの計測信号を増幅する増幅器や、増幅器からの信号に対してフィルタ処理を行う信号処理回路１１−８と、ＣＰＵ１１−６の制御動作を実行するための制御プログラムを格納したＥＥＰ−ＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）１１−９と、を備える。３軸加速度センサ１１−１からの計測信号はアナログ電圧信号であるが、ＣＰＵ１１−６は信号処理回路１１−８から加速度電圧を示すディジタル信号を受け取り、加速度データとしてメモリ回路１１−２に記憶させる。なお、計時機能を実現するために水晶発振器または水晶振動子等のクロック発生源（図示省略）を備え、ＣＰＵ１１−６はこのクロック発生源からのクロックを用いて計時を行う。

【0026】

Ｉ／Ｆ回路１１−３は、ＵＳＢメモリ等によりメモリ回路１１−２から加速度データを取り出すことができるようにされていても良い。電源回路１１−７は、外部のＡＣアダプタ１２を介して商用電源に接続可能である。

【0027】

図３を参照して、第１の住宅地震履歴計１１Ａは、縦、横共に十数ｃｍ、厚さ数ｃｍのサイズの箱型の形態で提供され、箱の表面側にはＬＣＤ１１−５のほか、複数の操作ボタンが設けられている。ここでは、操作ボタンとして、表示のオン、オフを指示するための「表示」ボタン、記録されたファイルの震度表示を行うための「ファイル」ボタン、時刻表示を指示するための「時計」ボタン、上記ファイルボタンによる震度表示を行うファイル番号の指定及び本体時刻の設定操作をするための「▲」、「▼」ボタン、電源オン、オフ用の「電源」ボタンを持つ。箱の側面側には、図２で説明したＩ／Ｆ回路１１−３を外部に接続するためのＵＳＢコネクタ１１−１１、ＡＣアダプタ１２と接続するための入力端子１１−１２が設けられている。また、箱の上下にはそれぞれ、ネジ止め等により通し柱等の設置箇所への取付けを行うための取付け片１１−１３を有する。

【0028】

以上のように、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂは、地震時の横揺れ及び縦揺れによる加速度を計測して一定時間記録するのに適しており、計測された加速度データがメモリ回路１１−２により時刻暦に沿って記録される。

【0029】

第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂからの加速度データ取出しは、通常、地震が収束してから十分な時間経過後に行われる。第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂから取り出した加速度データは、後述する解析装置において層間変位量の算出に用いられる。すなわち、解析装置は、内蔵のメモリにインストールされている解析処理プログラムに基づいて層間変位量（又は層間変形角）の算出を実行する。

【0030】

ここで、層間変位量（又は層間変形角）算出に際して生じる誤差の原因と、この誤差を低減するために必要な処理の概要について説明する。

【0031】

層間変位量の算出において使用する第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの加速度データは時刻暦が一致している必要がある。しかしながら、現在の仕様の住宅地震履歴計では、異なる住宅地震履歴計間での時刻暦の同期をとっていないために、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの時刻暦にずれが生じていることがある。この場合、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂにおける地震発生時の記録開始後の時刻暦にずれが生じているので、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂから得られた加速度データの時刻暦を合わせる必要がある。このような要求に対する本発明者らの着想について以下に説明する。

【0032】

前述したように、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂは３軸方向の加速度データを収集する。地震の横揺れに対してＸ軸方向、Ｙ軸方向は、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの設置位置によって異なる挙動をするものと考えられる。それゆえ、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の加速度データに基づいて時刻暦の一致を実現させることは難しいと考えられる。しかしながら、縦揺れ、すなわちＺ軸方向の挙動に関しては第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの設置位置による影響が少なく、１階床付近又は床下基礎部分と１階天井付近又は２階床付近で同様の挙動をしていると考えることができる。このような観点から、本発明者らは、Ｚ軸方向の加速度データを利用することにより、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの加速度データの時刻暦を一致させることができるとの結論に至った。以下に、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの加速度データの時刻暦を一致させるための手法の一例を説明する。

【0033】

加速度データを得るために、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂにおいては、Ｚ軸方向の計測信号に対し、同一サンプリング周波数、例えば５０Ｈｚでサンプリングを行っているものとする。そして、第１の住宅地震履歴計１１Ａの計測信号から得られた加速度データを２データ以上のデータ数を持つ集合とする。ただし、その集合は第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた加速度データのトータル数よりも小さいものとし、ここでは集合のデータ数を１０００とする。

【0034】

このような条件のもと、第１の住宅地震履歴計１１Ａの計測信号から得られた加速度データの集合（波形）と同じデータ数の範囲の第２の住宅地震履歴計１１Ｂの計測信号から得られた加速度データの集合（波形）の間の相関係数を算出する。そして、第２の住宅地震履歴計１１Ｂの加速度データ範囲を一つずつずらし、第２の住宅地震履歴計１１Ｂの加速度データの上記範囲の終わりまで相関係数を算出する。

【0035】

そして、算出されたすべての相関係数の値の中で最も「１」に近い値（最大値）の時に、前述した理由により、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの加速度データの時刻暦が一致していると考えることができる。この時の第１の住宅地震履歴計１１Ａの加速度データに対する第２の住宅地震履歴計１１Ｂの加速度データのずれ量（データ数）をＣとする。このようにして得られた時刻暦のずれの値ＣよりＸ軸方向、Ｙ軸方向のそれぞれの加速度データに対して時刻暦のずれ補正を行ったうえで層間変位量を算出する。

【0036】

次に、解析処理プログラムに基づく層間変位量、最大層間変形角の算出処理について説明する。

【0037】

図４を参照して、本発明の実施形態に係る解析装置３０は、前述したＩ／Ｆ回路１１−３からＵＳＢケーブルを介して入力される加速度データ、又はＵＳＢメモリを介して入力される加速度データを入力するための入力部３１と、解析処理プログラムを格納しているＥＥＰ−ＲＯＭ等による第１のメモリ３２と、を備える。解析装置３０はまた、第１のメモリ３２から解析処理プログラムを読み出し、解析処理プログラムに基づいて解析処理動作（算出処理動作）を実行するためのＣＰＵ３３を備える。解析装置３０は更に、算出処理前の加速度データや、算出結果等の処理済データを一時記憶するための第２のメモリ３４と、上記加速度データや処理済データ、評価判定メッセージ等の表示を行うための表示部としてＬＣＤ３５と、を備えるほか、プリントアウト等の外部出力用のデータの出力ラインを備える。

【0038】

次に、図５のフローチャートを参照して、第１のメモリ３２に格納されている解析処理プログラムを読み出して実行される、解析装置３０による解析処理動作（算出処理動作）の実施形態について順を追って説明する。

【0039】

［ステップＳ１：時刻暦のずれ算出］
前述したように、第１の住宅地震履歴計１１Ａからの加速度データの時刻暦に対して、第２の住宅地震履歴計１１Ｂからの加速度データの時刻暦にずれ（遅れ）があり、第２の住宅地震履歴計１１Ｂにおける地震発生時の記録開始時刻暦にずれが発生しているものとする。この場合、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂから取り出された加速度データは、時刻暦にずれのある状態で解析装置３０に取り込まれ、第２のメモリ３４に保存される。なお、このずれは、前述したサンプリング周波数によるサンプリングデータ数ｉで規定することができ、サンプリングデータ数ｉは時間（所定時間）で表すことができる。

【0040】

この場合、建物の１階床付近又は床下基礎部分に設置された第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた加速度データの時刻暦に沿って記録されたＺ軸方向の加速度値をＡz（ｔ）で表し、建物の１階天井付近又は２階床付近に設置された第２の住宅地震履歴計１１Ｂから得られた時刻暦に沿って記録されたＺ軸方向の加速度値をＢz（ｔ＋ｉ）で表すことができる。

【0041】

解析装置３０（ＣＰＵ３３）は、第２のメモリ３４に一時保存されている、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂで得られた加速度データを読み出し、以下の式（１）〜（６）に基づいて第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂで記録された時刻暦の加速度データの時刻暦のずれを算出する。

【数1】

【数2】

【数3】

【数4】

【数5】

【数6】

【0042】

上記式（１）〜（６）は一般的な２つの集合の相関係数を求める式である。また、Ｂz（ｔ）のデータ範囲をi個移動させ、それぞれ移動させたデータ範囲において、Ａz（ｔ）との相関係数を算出する。算出した複数の相関係数ρのうち最も大きい値をとる際にＡz（ｔ）、Ｂz（ｔ＋ｉ）が相似となる。Ａz（ｔ）、Ｂz（ｔ＋ｉ）のデータ数の上限はないがデータ数はＡz（ｔ）、Ｂz（ｔ＋ｉ）において同値とする。ここでは、式（１）〜（６）においては１０００データとしている。また、nは１回の地震に際して住宅地震履歴計で記録される加速度データの総量からＢz（ｔ＋ｉ）のデータ数を差し引いた値とする。

【0043】

建物において地震におけるＺ軸方向の振動は、１階部分や２階部分においてほとんど同一の挙動を示す。そのため、上記の式（１）〜（６）でそれぞれ算出した相関係数ρが最も大きい値をとる時、Ａz（ｔ）、Ｂz（ｔ＋ｉ）が時刻暦的に一致していると見なすことができる。解析装置３０は、その際のデータを移動させた範囲iを時刻暦のずれたデータ数Ｃとする。

【0044】

図６は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＡｘ（ｔ）、第２の住宅地震履歴計１１Ｂから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＢｘ（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行う前のＡｘ（ｔ）、Ｂｘ（ｔ）の波形の一例を示す。図６から、Ｘ軸方向についてはＡｘ（ｔ）とＢｘ（ｔ）の挙動の違いが理解できる。

【0045】

図７は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＹ軸方向の加速度値をＡｙ（ｔ）、第２の住宅地震履歴計１１Ｂから得られた時刻暦に記録されたＹ軸方向の加速度値をＢｙ（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行う前のＡｙ（ｔ）、Ｂｙ（ｔ）の波形の一例を示す。図７から、Ｙ軸方向についてもＡｙ（ｔ）とＢｙ（ｔ）の挙動の違いが理解できる。

【0046】

図８は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＡz（ｔ）、第２の住宅地震履歴計１１Ｂから得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＢz（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行う前のＡz（ｔ）、Ｂz（ｔ）の波形の一例を示す。図８によれば、Ｚ軸方向についてはＡｚ（ｔ）とＢｚ（ｔ）の挙動には共通性のあることが理解できる。

【0047】

図９は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＡz（ｔ）、第２の住宅地震履歴計１１Ｂから得られた時刻暦に記録されたＺ軸方向の加速度値をＢz（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正を行った後のＡz（ｔ）、Ｂz（ｔ＋Ｃ）の波形の一例を示す。図９から明らかなように、ずれ量Ｃが補正されて、Ａｚ（ｔ）とＢz（ｔ＋Ｃ）の時刻暦がほぼ一致している。

【0048】

図１０は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＡx（ｔ）、第２の住宅地震履歴計１１Ｂから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値をＢx（ｔ）とした場合、時刻暦のずれ補正（時刻暦合わせの補正）を行った後のＡx（ｔ）、Ｂx（ｔ＋Ｃ）の波形の一例を示す。図１０から明らかなように、ずれ量Ｃが補正されて、Ａx（ｔ）とＢx（ｔ＋Ｃ）の時刻暦がほぼ一致している。

【0049】

Ｙ軸方向についてもＸ軸方向とほぼ同様であるので、図示説明は省略する。

【0050】

［ステップＳ２：フィルタ処理及びフーリエ変換処理］
解析装置３０（ＣＰＵ３３）は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向、Ｙ軸方向の加速度値をそれぞれＡx（ｔ）、Ａy（ｔ）とすると共に、第２の住宅地震履歴計１１Ｂから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向、Ｙ軸方向の加速度値をＢx（ｔ）、Ｂy（ｔ）とし、信号処理として以下の式（７）〜式（１０）によるフィルタ処理及びフーリエ変換処理を行う。

【数7】

【数8】

【数9】

【数10】

【0051】

図１１は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値Ａx（ｔ）の応答スペクトルの一例を示した図である。

【0052】

図１２は、第１の住宅地震履歴計１１Ａから得られた時刻暦に記録されたＸ軸方向の加速度値Ａx（ｔ）に対してフィルタ処理を行った後の応答スペクトルの一例を示した図である。

【0053】

処理された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）はそれぞれ、第１、第２、第４、第５の計測信号に対応する。

【0054】

［ステップＳ３：周波数分析処理］
次に、解析装置３０（ＣＰＵ３３）は、解析処理として、上記の処理された信号Ｓ_Ａｘ（ｆ）、Ｓ_Ａｙ（ｆ）、Ｓ_Ｂｘ（ｆ）、Ｓ_Ｂｙ（ｆ）に対してそれぞれ周波数分析を行い、各加速度値を用いて周波数成分における変位量を以下の式（１１）〜（１４）に基づいて算出する。

【数11】

【数12】

【数13】

【数14】

【0055】

算出された信号Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）はそれぞれ第１、第２、第４、第５の計測信号に対応する。

【0056】

［ステップＳ４：逆フーリエ変換処理］
解析装置３０は、続く解析処理として、上記の処理された信号Ｓ_ＤＡｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＡｙ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｘ（ｆ）、Ｓ_ＤＢｙ（ｆ）に対してそれぞれ、以下の式（１５）〜式（１８）による逆フーリエ変換処理を行う。

【数15】

【数16】

【数17】

【数18】

【0057】

逆フーリエ変換処理後の信号Ｄ_Ａｘ（ｔ）、Ｄ_Ａｙ（ｔ）、Ｄ_Ｂｘ（ｔ）、Ｄ_Ｂｙ（ｔ）はそれぞれ第１、第２、第４、第５の計測信号に対応する。

【0058】

［ステップＳ５：層間変位量算出］
建物の層間変位量は、通常、建物の１階床に対する２階床の移動量のことを指し、建物が地震によりどの程度損傷を受けたか判断するために用いる。

【0059】

解析装置３０（ＣＰＵ３３）は、上記のＤ_Ａｘ（ｔ）、Ｄ_Ａｙ（ｔ）、Ｄ_Ｂｘ（ｔ）、Ｄ_Ｂｙ（ｔ）に対してそれぞれ、前記時刻暦のずれたデータ数Ｃを用いて、時刻暦のずれを補正した１階床に対する２階床の変位量を、層間変位量として以下の式（１９）、（２０）を用いて算出する。
Ｘ軸方向層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）＝Ｄ_Ａｘ（ｔ）−Ｄ_Ｂｘ（ｔ＋Ｃ） （１９）
Ｙ軸方向層間変位量Ｄ_Ｙ（ｔ）＝Ｄ_Ａｙ（ｔ）−Ｄ_Ｂｙ（ｔ＋Ｃ） （２０）

【0060】

解析装置３０（ＣＰＵ３３）は、引き続き、層間変位量Ｄ_Ｘ（ｔ）、Ｄ_Ｙ（ｔ）において、それぞれ最大値をＸ軸方向最大層間変形量Ｄ_{ＸＭａｘ、}Ｙ軸方向最大層間変形量Ｄ_ＹＭａｘとして検出する。

【0061】

［ステップＳ６：層間変形角算出］
解析装置３０（ＣＰＵ３３）はまた、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の最大層間変形角を、最大層間変形量と階高hの関係から以下の式（２１）、（２２）を用いて算出する。
Ｘ軸方向最大層間変形角＝Ｄ_ＸＭａｘ×ｈ （２１）
Ｙ軸方向最大層間変形角＝Ｄ_ＹＭａｘ×ｈ （２２）

【0062】

なお、階高hは、第１、第２の住宅地震履歴計１１Ａ、１１Ｂの設置高さの差、つまり建物の１階床又は床下基礎部分から１階天井又は２階床までの高さを指す。一般的に、階高は３ｍのため、本実施形態の解析処理ではh＝３ｍを用いるが、建物に応じて任意に設定可能である。

【0063】

［ステップＳ７：最大層間変形角を用いた、地震による建物への影響判定］
解析装置３０（ＣＰＵ３３）は、上記の最大層間変形角を、以下に説明する損傷限界｛変形角１／１２０（ｒａｄ）｝と比較を行うことで、地震による建物への影響の判定を行う。

【0064】

現在の建築基準で建てられた建物（主に２階建て）は、地震等により１／３０（ｒａｄ）変形すると、倒壊する可能性が高くなるといわれている。これは、１階床に対して、２階の床が水平方向に１００ｍｍ変形することを意味している。

【0065】

一方、建物は、１／１２０（ｒａｄ）の変形で破損し始めると言われており、この時の変形量は２５ｍｍとなる。但し、上記のいずれの場合も、１階床から２階床までの高さが３ｍと仮定している。

【0066】

地震が発生すると、気象庁より地震速報として震源を中心とする周辺地域（例えば市、町、村）毎に震度が発表される。この発表では、ある広さの地域がすべて同じ震度であったと見なされ、大雑把であると言わざるを得ない。

【0067】

一方、震度そのものについても、例えば震度５の場合、震度５弱、震度５強というように分類されているものの、これを地震の加速度（ｇａｌ）で表すと、震度５の場合、８０（ｇａｌ）〜２５０（ｇａｌ）という広い範囲となる。そのため、地震速報によりある地域において、例えば震度５弱と発表された場合、ある地域内のある建物では実際にどの程度の震度であったのかを知ることができないし、実際にどの程度の加速度が作用したのかを知ることもできない。

【0068】

そこで、本実施形態に係る解析装置３０は、解析処理プログラムに基づいて、上記の最大層間変形角を、損傷限界｛変形角１／１２０（ｒａｄ）｝と比較することで、地震による建物への影響の判定を以下のようにして行うことができるようにしている。

【0069】

上記の最大層間変形角が損傷限界｛変形角１／１２０（ｒａｄ）｝以上であった場合、地震による建物への影響があったものとし、専門家による詳細調査の実施を推奨する。

【0070】

上記の最大層間変形角が損傷限界｛変形角１／１２０（ｒａｄ）｝未満である場合、地震による建物への影響はなかったものとする。

【0071】

解析装置３０は、上記の解析処理を行うことにより、図１３に示すように、算出した層間変位量、最大層間変形角、最大速度値のほか、住宅地震履歴計に記録された情報から、記録開始時刻、最大加速度値を、地震情報としてＬＣＤ３５に表示する。なお、記録開始時刻は、時刻暦合わせの補正に際して基準となった方の時刻暦が表示される。

【0072】

解析装置３０はまた、図１４に示すように、地震情報を画像ファイルとしてメモリ３４に記録し、必要に応じてプリントアウト等の外部出力を可能にしている。このように、一般的な画像ファイルの形式で地震情報を記録することで、多くの画像表示用アプリケーションによって表示、出力させることが可能である。なお、図１３と図１４は別の地震情報による数値を示している。

【0073】

次に、計測震度、震度階級の算出処理について説明する。これらの算出処理も解析装置３０で行うことができる。

【0074】

計測震度は気象庁震度階級（平成八年二月十五日気象庁告示第四号）に定められている。

【0075】

計測震度の算出処理手順は以下の通りである。

【0076】

１．３軸加速度センサにより得られる加速度データの３軸成分（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸）のそれぞれについてフーリエ変換を行う。
２．フーリエ変換後の３軸成分について地震波の周期による影響を補正するためのフィルタ処理を行う。
フィルタ特性は以下の式の式（２３）、（２４）、（２５）で表される。

【数19】

【数20】

【数21】

３．フィルタ処理された３軸成分に対して逆フーリエ変換を行い、時刻暦の波形に戻す。
４．得られた処理済の３軸成分の波形をベクトル的に合成する。
５．ベクトル波形の絶対値がある値a以上となる時間の合計を計算したとき、これがちょうど０．３秒となるようなaを求める。
６．５．で求めたaを、I=2log a + 0.94 により計測震度Iを計算する。計算されたＩの小数第３位を四捨五入し、小数第２位を切り捨てたものを計測震度とする。
７．上記６で得られた計測震度から、図１５に示す気象庁震度階級表（平成八年二月十五日気象庁告示第四号）により震度階級を求める。

【0077】

（実施形態の効果）
以上説明してきたように、本発明の実施形態によれば、第１、第２の住宅地震履歴計からの加速度データを用いて建物の、少なくとも層間変位量を算出する解析処理に際し、第１、第２の住宅地震履歴計の計時時刻にずれが生じていたとしても、このずれを補正して正確な層間変位量を算出することができる。

【符号の説明】

【0078】

１０ 建物
３０ 解析装置
１１−５ ＬＣＤ
１１−１１ ＵＳＢコネクタ
１１−１２ ＡＣアダプタ
１１−１３ 取付け片

【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】