特開 2024-176962 層間変形測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024176962

(43)【公開日】2024-12-19

(54)【発明の名称】層間変形測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/30 20060101AFI20241212BHJP

【ＦＩ】

G01B5/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023095871

(22)【出願日】2023-06-09

(71)【出願人】

【識別番号】000003621

【氏名又は名称】株式会社竹中工務店

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】久家 英夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 吉之

(72)【発明者】

【氏名】井上 修作

(72)【発明者】

【氏名】大渕 正博

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 恭章

【テーマコード（参考）】

2F062

【Ｆターム（参考）】

2F062AA01

2F062AA02

2F062AA71

2F062CC26

2F062EE01

2F062FF12

2F062GG11

2F062GG41

(57)【要約】

【課題】大型の装置を用いることなく、簡便に層間変形を確認することができる層間変形測定装置を提供する。
【解決手段】層間変形測定装置１０は、建物１００の架構面内に面内方向に回転可能に取付けられたロッキング式のカーテンウォール１０６の幅方向左右に設けられた荷重受けファスナー部１１０の地震時の浮上がり量を測定する変位センサー１２を備えている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

建物の架構面内に面内方向に回転可能に取付けられたロッキング式のカーテンウォールの幅方向左右に設けられた荷重受け部の地震時の浮上がり量又は前記カーテンウォールの幅方向左右に設けられた振れ止め部を貫通する部材の地震時の上下の移動量を測定する測定部材を備えた、層間変形測定装置。

【請求項2】

前記測定部材が、時刻毎の浮上がり量又は上下の移動量を検出する変位センサーである請求項１に記載の層間変形測定装置。

【請求項3】

前記測定部材が、前記荷重受け部で押し上げられた位置又は前記振れ止め部を貫通する部材で押し下げられた位置で停止する機械式スケールである請求項１に記載の層間変形測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、層間変形測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、建物の変位を計測する変位計測装置が提案されている。

【0003】

下記特許文献１には、建物の下層階と上層階との間に取り付けられた縦杆と、縦杆と下層階との間に斜めに取り付けられ長手方向に伸縮可能な長尺状の斜材と、斜材の伸縮変位を計測する計測器と、を備える変位計測装置が開示されている。この変位計測装置では、建物の上下層階間にまたがる縦杆の上下端を下層階及び上層階の躯体にピン接合となるように接続し、測定器で斜材の変形を計測することで、層間変形や層間変形角を求めている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１５９６０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に記載の変位計測装置では、建物の下層階と上層階とにまたがる大きな変位計測装置を設置して斜材の変位を計測する必要がある。また、正確な層間変形を計測するためには、縦杆の上下端接合部がピン接点となるように下層階及び上層階の躯体に接合する必要があり、変位計測装置の構成が複雑になる。

【0006】

本発明は上記事実を考慮し、大型の装置を用いることなく、簡便に層間変形を確認することができる層間変形測定装置を提供することが目的である。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１態様に記載の層間変形測定装置は、建物の架構面内に面内方向に回転可能に取付けられたロッキング式のカーテンウォールの幅方向左右に設けられた荷重受け部の地震時の浮上がり量又は前記カーテンウォールの幅方向左右に設けられた振れ止め部を貫通する部材の地震時の上下の移動量を測定する測定部材を備えている。

【0008】

第１態様に記載の層間変形測定装置によれば、建物の架構面内に取付けられたロッキング式のカーテンウォールは、地震時には、架構の変形に追従して面内方向に回転する。
つまり、左右一方の荷重受け部を支点としてカーテンウォールが回転し、左右他方の荷重受け部が浮上がる。この荷重受け部の浮上がり量を測定部材で測定し、浮上がり量を荷重受け部間の距離で除することで、カーテンウォールの回転角を算出することができる。
又は、振れ止め部の場合は、カーテンウォールの回転により、カーテンウォールから突出して振れ止め部を貫通する部材が上下に移動する。この振れ止め部を貫通する部材の上下の移動量を測定部材で測定し、上下の移動量を振れ止め部を貫通する部材間の距離で除することで、カーテンウォールの回転角を算出することができる。
このカーテンウォールの回転角は、建物の層間変形と階高から算出される層間変形角と同じと見なすことができる。
このため、建物階高に相当する大型の変位計を用いて層間変形を測定する場合と比較して、大型の装置を用いることなく、簡便に層間変形を確認することができる。

【0009】

第２態様に記載の層間変形測定装置は、第１態様に記載の層間変形測定装置において、前記測定部材が、時刻毎の浮上がり量又は上下の移動量を検出する変位センサーである。

【0010】

第２態様に記載の層間変形測定装置によれば、地震時の時刻毎の浮上がり量又は上下の移動量を検出して、演算部に送出することで、建物層間変形の時刻歴波形を導出できる。

【0011】

第３態様に記載の層間変形測定装置は、第１態様に記載の層間変形測定装置において、前記測定部材が、前記荷重受け部で押し上げられた位置又は前記振れ止め部を貫通する部材で押し下げられた位置で停止する機械式スケールである。

【0012】

第３態様に記載の層間変形測定装置によれば、建物層間変形の時刻歴波形を導出する必要がなく、地震時の建物層間変形の最大値を記録できれば足りる場合、装置設置コストを下げることができる。

【発明の効果】

【0013】

本開示の層間変形測定装置によれば、大型の装置を用いることなく、簡便に層間変形を確認することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１実施形態の層間変形測定装置が適用される建物の一例を示す立面図である。

【図2】第１実施形態の層間変形測定装置が適用される建物における地震時のカーテンウォールの挙動を示す図である。

【図3】第１実施形態の層間変形測定装置を示す拡大構成図である。

【図4】（Ａ）～（Ｄ）は、第１実施形態の層間変形測定装置において、建物層間変形の時刻歴波形の導出する工程を示す図である。

【図5】第２実施形態の層間変形測定装置を示す拡大構成図である。

【図6】第３実施形態の層間変形測定装置を示す拡大構成図である。

【図7】第４実施形態の層間変形測定装置を示す拡大構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

本発明の実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。各図面において、本発明と関連性の低いものは図示を省略している。

【0016】

〔第１実施形態〕
図１～図４を用いて、第１実施形態の層間変形測定装置について説明する。図１には、第１実施形態の層間変形測定装置が適用される建物１００の一例が示されている。また、図２には、建物１００の地震時の後述するカーテンウォール１０６の挙動の一例が示されている。また、図３には、第１実施形態の層間変形測定装置１０が示されている。なお、図１及び図２は、構成を分かりやすくするため、層間変形測定装置１０の図示を省略している。

【0017】

（建物の構成）
図１及び図２には、建物１００の複数階の階層の一部が示されている。図１に示すように、建物１００は、複数の柱１０２と、隣り合う柱１０２の間に掛け渡された梁１０４と、隣り合う柱１０２の間に配置された複数（本実施形態では２枚）のカーテンウォール１０６と、を備えている。

【0018】

１枚のカーテンウォール１０６の下部１０６Ａは、２つの荷重受けファスナー部１１０を用いて下側の梁１０４に取り付けられている。また、１枚のカーテンウォール１０６の上部１０６Ｂは、２つの振れ止めファスナー部１１２を用いて上側の梁１０４に取り付けられている。一例として、カーテンウォール１０６は、建物１００の２層にまたがって取付けられている。

【0019】

カーテンウォール１０６とは、建物１００の荷重を負担せずに内部と外部の空間をカーテンのように仕切る壁のことである。カーテンウォール１０６は、地震や台風などの外力に対して十分な耐力を持ち、さらに建物１００の上下階に変位差が生じても、荷重受けファスナー部１１０と振れ止めファスナー部１１２により脱落又は破損することなく追従するようになっている。第１実施形態では、カーテンウォール１０６は、建物１００の架構面内に、荷重受けファスナー部１１０と振れ止めファスナー部１１２によって面内方向に回転可能に取付けられたロッキング式のカーテンウォールである。ここで、ロッキング式とは、カーテンウォール１０６を面内方向へ回転（ロッキング）させることにより、層間変位に追従させる方式をいう。

【0020】

２つの荷重受けファスナー部１１０は、カーテンウォール１０６の下部１０６Ａの幅方向左右に間隔をおいて設けられている。荷重受けファスナー部１１０は、荷重受け部の一例である。荷重受けファスナー部１１０は、カーテンウォール１０６の自重(鉛直力)及び水平荷重(面外力、面内力)を負担する取付け金具である。図３に示すように、荷重受けファスナー部１１０は、梁１０４に取付けられた台座ピン１２０と、カーテンウォール１０６に取付けられた荷重受けアングル１２２と、を備えている（図１及び図２参照）。

【0021】

図３に示すように、台座ピン１２０は、取付具（図示省略）により梁１０４の上部に固定された台座１２０Ａと、台座１２０Ａから上方に延びたピン１２０Ｂと、を備えている。台座ピン１２０は、カーテンウォール１０６の水平反力を負担する。

【0022】

荷重受けアングル１２２は、カーテンウォール１０６の自重による鉛直力を負担する。荷重受けアングル１２２は、Ｌ字状の部材であり、縦板部１２２Ａと、縦板部１２２Ａの下端部から横方向に屈曲された横板部１２２Ｂと、を備えている。縦板部１２２Ａは、取付具（図示省略）によりカーテンウォール１０６の側面に固定されている。横板部１２２Ｂには、孔部１２４が形成されており、孔部１２４の内径は、ピン１２０Ｂの外径よりも大きい。孔部１２４は、ルーズホールであり、台座ピン１２０との水平方向の施工誤差を吸収可能である。ピン１２０Ｂは、孔部１２４に挿通された状態で、孔部１２４に対して相対的に軸方向に移動可能とされている。図示を省略するが、横板部１２２Ｂと台座１２０Ａとの間には、ピン１２０Ｂが貫通する貫通部を備えた複数の連結プレートが介在されていてもよい。

【0023】

図１に示すように、通常の状態（地震が発生していない状態）では、台座１２０Ａと荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂとが面接触している。図２に示すように、地震時には、左右一方の荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２を支点としてカーテンウォール１０６が回転（例えば、矢印Ｒ方向に回転）し、左右他方の荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２が浮上がる。

【0024】

図１及び図２に示すように、２つの振れ止めファスナー部１１２は、上部の梁１０４の幅方向左右に間隔をおいて設けられている。振れ止めファスナー部１１２は、カーテンウォール１０６の水平荷重を負担する取付け金具である。振れ止めファスナー部１１２は、梁１０４に取付けられた取付けアングル１３０と、カーテンウォール１０６に一部が埋め込まれたアンカーボルト１３２と、を備えている。

【0025】

取付けアングル１３０は、Ｌ字状の部材であり、横板部１３０Ａと、横板部１３０Ａの一端部から縦方向に屈曲された縦板部１３０Ｂと、を備えている。横板部１３０Ａは、取付具（図示省略）により梁１０４の下部に固定されている。縦板部１３０Ｂには、長孔１３６が形成されており、カーテンウォール１０６が通常の状態（地震が発生していない状態）で、長孔１３６の長手方向は鉛直方向となるように配置されている（図１参照）。長孔１３６の短手方向の内径は、アンカーボルト１３２の軸部の外径よりも大きい。アンカーボルト１３２の軸部は、長孔１３６に挿通された状態で、アンカーボルト１３２が長孔１３６の長手方向に相対的に移動可能とされている。アンカーボルト１３２の頭部には、ナット１３４が締結されており、ナット１３４の外径は長孔１３６の短手方向の内径よりも大きい。ナット１３４により、アンカーボルト１３２が長孔１３６から抜けない構成とされている。

【0026】

図示を省略するが、縦板部１３０Ｂとカーテンウォール１０６との間には、アンカーボルト１３２の軸部が貫通する貫通孔が形成されたすべり材が介在されてもよい。また、図示を省略するが、縦板部１３０Ｂとナット１３４との間には、アンカーボルト１３２の軸部が貫通する貫通孔が形成されたすべり材や、ナット１３４と長孔１３６との干渉を防止するプレートが介在されていてもよい。

【0027】

図２に示すように、地震時には、カーテンウォール１０６が回転し（図２中の矢印Ｒ方向参照）、カーテンウォール１０６に固定されたアンカーボルト１３２が取付けアングル１３０の長孔１３６内を相対的に移動する。

【0028】

（層間変形測定装置の全体構成）
次に、第１実施形態の層間変形測定装置１０について説明する。

【0029】

図３に示すように、層間変形測定装置１０は、荷重受けファスナー部１１０を構成する荷重受けアングル１２２の地震時の浮上がり量を測定する変位センサー１２を備えている。変位センサー１２は、測定部材の一例である。変位センサー１２は、カーテンウォール１０６の下部１０６Ａの幅方向左右に配置された荷重受けファスナー部１１０にそれぞれ設けられている。２つの変位センサー１２は同様の構成である。

【0030】

２つの変位センサー１２は、それぞれユーザー端末３０に電気的に接続されている。第１実施形態では、２つの変位センサー１２は、有線でユーザー端末３０に電気的に接続されているが、無線通信によりユーザー端末３０にデータを送信する構成でもよい。

【0031】

図示を省略するが、一例として、複数のカーテンウォール１０６の下部１０６Ａの幅方向左右に配置された荷重受けファスナー部１１０にそれぞれ変位センサー１２が設けられている。それぞれの変位センサー１２は、ユーザー端末３０に有線により電気的に接続され、又は無線通信によりユーザー端末３０にデータを送信する。

【0032】

（変位センサー）
変位センサー１２は、梁１０４に取付けられる取付部１４と、取付部１４の上部に支持されたセンサー本体１６と、センサー本体１６から下方側に延びると共に鉛直方向に移動可能な接触子１８と、を備えている。

【0033】

取付部１４は、梁１０４の上部に取付けられる基台１４Ａと、基台１４Ａから上方に延びたアーム１４Ｂと、を備えている。基台１４Ａは、取付具（図示省略）により梁１０４の上部に固定されている。アーム１４Ｂは、Ｌ字状であり、基台１４Ａから上方に延びたロッドの上端部から水平方向に屈曲されている。アーム１４Ｂの上端部における水平方向に屈曲された部分は、基台１４Ａから荷重受けファスナー部１１０の側に斜めに張り出す形状とされている。アーム１４Ｂの上端部における水平方向に屈曲された部分は、荷重受けアングル１２２の上方に張り出している。

【0034】

センサー本体１６は、アーム１４Ｂにおける水平方向に屈曲された部分の先端に支持されている。センサー本体１６は、荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂの上方側に配置されている。センサー本体１６は、筒状のケースを備えており、軸方向が上下方向となるように配置されている。センサー本体１６は、センサー本体１６の下部から下方側に延びた接触子１８を鉛直方向に移動可能に支持している。

【0035】

接触子１８の下端部は、荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂの上面に接触している。地震時に荷重受けアングル１２２が梁１０４に対して上方側に変位すると、接触子１８は、荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂの位置に応じて鉛直方向に移動する。一例として、接触子１８は、常に荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂの上面に接触しており、荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂの上下方向の変位に応じて鉛直方向に移動する。変位センサー１２は、接触子１８の移動位置により、荷重受けファスナー部１１０を構成する荷重受けアングル１２２の地震時の浮上がり量を測定する。図示を省略するが、一例として、変位センサー１２は、建物１００の各階に設けられている。

【0036】

第１実施形態では、変位センサー１２は、荷重受けアングル１２２の時刻毎の浮上がり量を測定する。変位センサー１２は、測定された時刻毎の浮上がり量の情報（すなわち、測定データ）をユーザー端末３０に出力する。

【0037】

ユーザー端末３０は、カーテンウォール１０６の下部１０６Ａの幅方向左右の２つの変位センサー１２によって測定された時刻毎の浮上がり量の情報を受信する。一例として、ユーザー端末３０は、パーソナルコンピューター（ＰＣ）である。ユーザー端末３０は、演算部（図示省略）を備えており、演算部は、カーテンウォール１０６の回転角を算出することで、建物１００の層間変形を導出する。

【0038】

次に、ユーザー端末３０により、建物１００の層間変形を導出する手法について説明する。

【0039】

まず、建物１００の層間変形の導出方法の原理について説明する。図２に示すように、カーテンウォール１０６は、地震時に建物１００の変形に対して矢印Ｒに示すように回転することで、カーテンウォール１０６そのものを変形させることなく建物１００の変形に追従する。このとき、カーテンウォール１０６の回転角は、荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２の上下変位Δｈを、２つの荷重受けファスナー部１１０の支点間の寸法（すなわち、支点間の距離）Ｌで除した値となる。

【0040】

ここで、荷重受けファスナー部１１０の支点（すなわち支持点）は、台座ピン１２０の角部と荷重受けアングル１２２との接触点である。第１実施形態では、台座ピン１２０の角部と荷重受けアングル１２２との接触点の鉛直方向上側に変位センサー１２の接触子１８と荷重受けアングル１２２の接触点を配置している。このため、２つの荷重受けファスナー部１１０の支点間の寸法（距離）Ｌは、２つの荷重受けファスナー部１１０の接触子１８の中心間の距離と等しい（図２参照）。

【0041】

一方、建物１００の層間変形δと階高Ｈから算出される層間変形角は、図２に示すようにカーテンウォール１０６の回転角と同じとみなすことができる。すなわち、上記の回転角のつり合いを利用すれば、比較的小さな変位センサー１２で荷重受けファスナー部１１０の上下変位Δｈを計測するだけで、建物１００の層間変形δを容易に推定することができる。

【0042】

図２に示すように、建物１００の層間変形をδ、階高をＨ、上下変位をΔｈ、支点間距離をＬとしたとき、建物１００の層間変形角とカーテンウォール１０６の回転角のつり合いは、下記の数式（１）で示される。
層間変形角： δ／Ｈ＝Δｈ／Ｌ ・・・数式（１）

【0043】

数式（１）を下記の数式（２）のように変形すると、建物１００の層間変形が導出される。
層間変形： δ＝Δｈ×Ｈ／Ｌ ・・・数式（２）

【0044】

しかし、実際の地震時には建物１００は左右両側に変形するため、図２と反対側に層間変形が進んだ場合は、荷重受けファスナー部１１０の左側支点の上下変位Δｈの値は０となり、逆に右側支点の上下変位が大きくなる。このため、左右両側の層間変形を推定するためには、荷重受けファスナー部１１０の両支点で上下変位の計測が必要になる。

【0045】

また、上述したように建物１００が左右どちらかに変形しているとき、片方の支点の上下変位は常に０となっているため、両支点の上下変位の時刻歴波形を記録して同時刻で合成すれば、建物１００の層間変形の左右の動きを連続的に再現することが可能となる。

【0046】

図４（Ａ）～（Ｄ）は、層間変形測定装置１０を用いた建物１００の層間変形の時刻歴波形の導出工程を示す図である。図３に示すように、左右の荷重受けファスナー部１１０の支点に設置された変位センサー１２により、地震時の左右の荷重受けファスナー部１１０の時刻歴変位を測定する。

【0047】

図４（Ａ）に示すように、ユーザー端末３０の演算部は、左側の変位センサー１２により測定された荷重受けファスナー部１１０（すなわち、荷重受けアングル１２２）の上下変位４２Ａを記録する。この上下変位４２Ａは、０から＋側に変位した変位量である。図４（Ｂ）に示すように、ユーザー端末３０の演算部は、右側の変位センサー１２により測定された荷重受けファスナー部１１０（すなわち、荷重受けアングル１２２）の上下変位を、極性を反転させた上下変位４２Ｂとして記録する。この上下変位４２Ｂは０から－側に変位した変位量である。このとき、左側の上下変位４２Ａと右側の上下変位４２Ｂは時間軸上（すなわち、横軸ｔ上）でずれている（図４（Ａ）、（Ｂ）参照）。

【0048】

図４（Ｃ）に示すように、地震時の左右の変位センサー１２の上下変位４２Ａ、４２Ｂの記録を互いに極性を逆向きにした状態で、時間軸上で合成することで、合成した上下変位４２Ａ、４２Ｂとする。さらに、図４（Ｄ）に示すように、上記の数式（２）を用いて層間変形を算出し、建物１００の層間変形の時刻歴波形４４を作成する。これにより、建物１００の層間変形を推定することができる。

【0049】

（作用及び効果）
次に、第１実施形態の作用及び効果について説明する。

【0050】

第１実施形態の層間変形測定装置１０では、建物１００の架構面内に面内方向に回転可能に取付けられたロッキング式のカーテンウォール１０６の幅方向左右に設けられた荷重受けファスナー部１１０の地震時の浮上がり量を測定する変位センサー１２が設けられている。

【0051】

建物１００の架構面内に取付けられたロッキング式のカーテンウォール１０６は、地震時には、架構の変形に追従して面内方向に回転する。つまり、左右一方の荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２を支点としてカーテンウォール１０６が回転し、左右他方の荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２が浮上がる。この荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２の浮上がり量を変位センサー１２で測定し、浮上がり量を荷重受けファスナー部１１０の支点間の距離で除することで、カーテンウォールの回転角を算出することができる。

【0052】

このカーテンウォールの回転角は、建物１００の層間変形と階高から算出される層間変形角と同じと見なすことができる。

【0053】

このため、層間変形測定装置１０では、建物１００の階高に相当する大型の変位計を用いて層間変形を測定する場合と比較して、大型の装置を用いることなく、簡便に層間変形を確認することができる。

【0054】

一般的に、建物の層間変形を直接計測するために、測定対象とする上下階の高さと同規模の大型の変位計を設置する場合がある。この場合、大型の変位計を設置するためのスペースが必要となり、簡易な計測を困難にしている。この問題を解決するため、地震計の加速度記録を積分して各階の相対変形を評価することも試みられているが、積分定数やノイズなどの影響の除去が難しく精度の点で課題がある。特に残留変形の評価が難しい。

【0055】

これに対して、第１実施形態の層間変形測定装置１０では、カーテンウォール１０６の幅方向左右に設けられた荷重受けファスナー部１１０の地震時の浮上がり量を測定する変位センサー１２が設けられている。このため、層間変形測定装置１０では、大型の装置を用いることなく、簡便に建物１００の層間変形を確認することができる。

【0056】

また、層間変形測定装置１０は、変位センサー１２が時刻毎の浮上がり量を検出する変位センサーである。

【0057】

このため、層間変形測定装置１０では、変位センサー１２で地震時の時刻毎の浮上がり量を検出して、ユーザー端末３０の演算部に送出することで、建物１００の層間変形の時刻歴波形を導出できる。

【0058】

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態の層間変形測定装置について説明する。なお、前述した第１実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

【0059】

図５には、第２実施形態の層間変形測定装置５０が示されている。第２実施形態では、図１に示す建物１００のカーテンウォール１０６の幅方向左右の荷重受けファスナー部１１０に設けられた第１実施形態の層間変形測定装置１０（図３参照）に代えて、層間変形測定装置５０が設けられている。層間変形測定装置５０は、カーテンウォール１０６の下部１０６Ａの幅方向左右に設けられた荷重受けファスナー部１１０の地震時の浮上がり量を測定する測定部材５２を備えている。

【0060】

測定部材５２は、荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２で押し上げられた位置で停止する機械式スケールの一例である。具体的には、測定部材５２は、台座ピン１２０のピン１２０Ｂに沿って上下方向に移動し、かつ荷重受けアングル１２２で矢印Ｃ方向に押し上げられた位置で停止する移動片５４と、移動片５４の停止位置に対応する位置に配置されたスケール部材５６と、を備えている。

【0061】

移動片５４は、ピン１２０Ｂの軸方向と直交する水平方向に延びており、移動片５４の下面は荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂに接触している。移動片５４は、ピン１２０Ｂの外周面に沿った湾曲形状の凹部５４Ａを備えており、移動片５４の凹部５４Ａ内にピン１２０Ｂが嵌まり込んでいる。一例として、移動片５４は、少なくとも凹部５４Ａの内面付近がゴム製である。これにより、移動片５４は、ピン１２０Ｂとの摩擦力により、荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂで矢印Ｃ方向に押し上げられた位置で停止する。

【0062】

スケール部材５６は、上記数式（１）及び数式（２）を用いて予め準備した層間変形角及び層間変形の目盛りを振ったノギス様のスケールである。例えば、建物１００の損傷評価を行う場合、層間変形について必ずしも時刻歴の変形記録が必要ではなく、最大値が分かれば良い場合がある。スケール部材５６には、移動片５４の上面の移動位置に対応して、層間変形角及び層間変形の最大値の目盛りを振っている。

【0063】

図５では、カーテンウォール１０６の幅方向の左右の一方の荷重受けファスナー部１１０に測定部材５２が設けられている。図示を省略するが、カーテンウォール１０６の幅方向の左右の他方の荷重受けファスナー部１１０にも、同様に測定部材５２が設けられている。なお、層間変形測定装置５０の他の構成は、第１実施形態の層間変形測定装置１０と同様である。

【0064】

層間変形測定装置５０は、第１実施形態の層間変形測定装置１０と同様の構成による作用及び効果に加えて、以下の作用及び効果を得ることができる。

【0065】

層間変形測定装置５０では、カーテンウォール１０６の幅方向左右に設けられた荷重受けファスナー部１１０の地震時の浮上がり量を測定する測定部材５２を備えている。測定部材５２では、移動片５４が荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２で矢印Ｃ方向に押し上げられた位置で停止する。そして、移動片５４の上面の位置に対応するスケール部材５６の層間変形角と層間変形の目盛りを読み取ることで、地震後に地震時の最大層間変形量を確認することができる。

【0066】

このため、層間変形測定装置５０では、建物１００の層間変形の時刻歴波形を導出する必要がなく、地震時の建物１００の層間変形の最大値を記録できれば足りる場合、装置設置コストを下げることができる。

【0067】

また、層間変形測定装置５０は、第１実施形態の層間変形測定装置１０よりも低コストになり、かつメンテナンスフリーを実現できるため、高層ビルなど多層階を有する建物への適用が容易になる。

【0068】

〔第３実施形態〕
次に、第３実施形態の層間変形測定装置について説明する。なお、前述した第１及び第２実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

【0069】

図６には、第３実施形態の層間変形測定装置６０が示されている。第３実施形態では、図１に示す建物１００のカーテンウォール１０６の幅方向左右の荷重受けファスナー部１１０に設けられた第１実施形態の層間変形測定装置１０（図３参照）に代えて、層間変形測定装置６０が設けられている。層間変形測定装置６０は、カーテンウォール１０６の下部１０６Ａの幅方向左右に設けられた荷重受けファスナー部１１０の地震時の浮上がり量を測定する測定部材６２を備えている。

【0070】

測定部材６２は、荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２で押し上げられた位置で停止する機械式スケールの一例である。具体的には、測定部材６２は、台座ピン１２０のピン１２０Ｂに沿って上下方向に移動し、かつ荷重受けアングル１２２で矢印Ｃ方向に押し上げられた位置で停止するキャップ６４を備えている。

【0071】

キャップ６４は、円錐状の頂部を切断した形状であり、正面視にて台形状の部材である。キャップ６４は、ピン１２０Ｂが貫通する孔部６４Ａを備えている。キャップ６４の下面は荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂに接触している。一例として、キャップ６４は、少なくとも孔部６４Ａの内周面付近がゴム製である。これにより、キャップ６４は、ピン１２０Ｂとの摩擦力により、荷重受けアングル１２２の横板部１２２Ｂで矢印Ｃ方向に押し上げられた位置で停止する。

【0072】

層間変形測定装置６０では、地震時にキャップ６４が矢印Ｃ方向に押し上げられた位置で停止する。地震後にキャップ６４の移動量を計測し、上記の数式（１）及び数式（２）から、建物１００の層間変位角や最大層間変形を算出する。なお、層間変形測定装置６０の他の構成は、第１実施形態の層間変形測定装置１０と同様である。

【0073】

層間変形測定装置６０は、第１実施形態の層間変形測定装置１０と同様の構成による作用及び効果に加えて、以下の作用及び効果を得ることができる。

【0074】

層間変形測定装置６０では、カーテンウォール１０６の幅方向左右に設けられた荷重受けファスナー部１１０の地震時の浮上がり量を測定する測定部材６２を備えている。測定部材６２では、地震時にキャップ６４が荷重受けファスナー部１１０の荷重受けアングル１２２で矢印Ｃ方向に押し上げられた位置で停止する。そして、キャップ６４の移動量を計測することで、地震後に地震時の最大層間変形量を確認することができる。

【0075】

このため、層間変形測定装置６０では、建物１００の層間変形の時刻歴波形を導出する必要がなく、地震時の建物１００の層間変形の最大値を記録できれば足りる場合、装置設置コストを下げることができる。

【0076】

また、層間変形測定装置６０は、第１実施形態の層間変形測定装置１０よりも低コストになり、かつメンテナンスフリーを実現できるため、高層ビルなど多層階を有する建物への適用が容易になる。

【0077】

〔第４実施形態〕
次に、第４実施形態の層間変形測定装置について説明する。なお、前述した第１～第３実施形態と同一構成部分については、同一番号を付してその説明を省略する。

【0078】

（層間変形測定装置の全体構成）
図７には、第４実施形態の層間変形測定装置７０が示されている。第４実施形態の層間変形測定装置７０では、図１に示す建物１００のカーテンウォール１０６の幅方向左右の荷重受けファスナー部１１０に設けられた第１実施形態の層間変形測定装置１０の変位センサー１２（図３参照）に代えて、カーテンウォール１０６の幅方向左右の振れ止めファスナー部１１２に変位センサー７２が設けられている。振れ止めファスナー部１１２は、振れ止め部の一例である。

【0079】

図７に示すように、変位センサー７２は、測定部材の一例であり、カーテンウォール１０６の上部１０６Ｂの幅方向左右に設けられた振れ止めファスナー部１１２を貫通するアンカーボルト１３２の地震時の上下変位量を測定する。変位センサー７２は、カーテンウォール１０６の上部１０６Ｂの幅方向左右に配置された振れ止めファスナー部１１２にそれぞれ設けられている。アンカーボルト１３２は、振れ止め部を貫通する部材の一例である。

【0080】

２つの変位センサー７２は、有線でそれぞれユーザー端末９０に電気的に接続されている。なお、２つの変位センサー７２は、無線通信によりユーザー端末９０にデータを送信する構成でもよい。変位センサー７２は、測定されたデータをユーザー端末９０に送信する。

【0081】

（変位センサー）
変位センサー７２は、梁１０４の下部に取付けられる取付部７４と、取付部７４の下部に支持されたセンサー本体７６と、センサー本体７６から上方側に延びると共に鉛直方向に移動可能な接触子７８と、を備えている。

【0082】

取付部７４は、梁１０４の下部に取付具（図示省略）により取付けられる基台７４Ａと、基台７４Ａから下方に延びたアーム７４Ｂと、を備えている。アーム７４Ｂは、Ｌ字状であり、基台７４Ａから下方に延びたロッドの下端部から水平方向に屈曲されている。アーム７４Ｂは、梁１０４の下部に固定された基台７４Ａから振れ止めファスナー部１１２の側に斜めに張り出す形状とされている。

【0083】

センサー本体７６は、アーム７４Ｂにおける水平方向に屈曲された部分の先端に支持されている。センサー本体７６は、センサー本体７６の上部から上方側に延びた接触子７８を鉛直方向に移動可能に支持している。

【0084】

一例として、接触子７８の上端部には、板状体７８Ａが接合されており、板状体７８Ａの上面は、接触子７８の長手方向と略直交する方向に延びている。板状体７８Ａの上面は、アンカーボルト１３２に締結されたナット１３４に接触している。図示を省略するが、接触子７８は、バネ等の弾性部材により常にナット１３４の下部に接触するように上方に向けて押し付け力が付与されている。地震時にカーテンウォール１０６が右回りに回転すると図７中の左側のアンカーボルト１３２が上方に移動し、カーテンウォール１０６が左回りに回転すると図７中の左側のアンカーボルト１３２が下方に移動する。すなわち、カーテンウォール１０６から突き出たアンカーボルト１３２が、カーテンウォール１０６の回転に応じて長孔１３６内を上下に移動する。これにより、アンカーボルト１３２に締結されたナット１３４に接触する接触子７８が上下に移動する。このとき、接触子７８における板状体７８Ａの上面がナット１３４に接触することで、ナット１３４が板状体７８Ａから外れることが抑制される。変位センサー７２は、接触子７８の移動位置により、アンカーボルト１３２の地震時の上下の移動量を測定する。

【0085】

第４実施形態では、変位センサー７２は、アンカーボルト１３２の時刻毎の上下の移動量を測定する。変位センサー７２は、測定された時刻毎の上下の移動量の情報をユーザー端末９０に出力する。

【0086】

ユーザー端末９０は、カーテンウォール１０６の上部１０６Ｂの幅方向左右の２つの変位センサー７２によって測定された時刻毎の上下の移動量の情報を受信する。ユーザー端末９０は、演算部（図示省略）を備えており、演算部は、カーテンウォール１０６の回転角を算出することで、建物１００の層間変形を導出する。カーテンウォール１０６の回転角の算出方法、建物１００の層間変形の導出方法は、第１実施形態の層間変形測定装置１０と以下の点で異なる。

【0087】

第４実施形態では、左右のアンカーボルト１３２はそれぞれ鉛直方向に沿った長孔１３６の中心を起点に上下対称に動くため、第１実施形態のカーテンウォール１０６の下部の測定（図３参照）と異なり、左右どちらかの片側の変位センサー７２の測定のみで層間変形が算出できるようになる。

【0088】

また、上記の動作のため、層間変形δの算出方法は、第１実施形態の層間変形測定装置１０に対して以下のように変更される。

【0089】

層間変形： δ＝Δｈ×Ｈ／Ｌ ・・・数式（２）
数式（２）において、Ｌを左右のアンカーボルト１３２間の距離とする。上下変位Δｈは左右どちらかの変位センサー７２の測定値（±ｙ）を用いて算出し、Δｈ＝±ｙ×２になる。このΔｈの変位波形は、図４の（Ｃ）の波形と同様のイメージとなる。

【0090】

（作用及び効果）
次に、第４実施形態の作用及び効果について説明する。

【0091】

層間変形測定装置７０では、ロッキング式のカーテンウォール１０６の幅方向左右に設けられた振れ止めファスナー部１１２を貫通するアンカーボルト１３２の地震時の上下の移動量を測定する変位センサー７２を備えている。

【0092】

建物１００の架構面内に取付けられたロッキング式のカーテンウォール１０６は、地震時には、架構の変形に追従して面内方向に回転する。つまり、振れ止めファスナー部１１２の場合は、カーテンウォール１０６の回転により、カーテンウォール１０６から突出して振れ止めファスナー部１１２を貫通するアンカーボルト１３２が上下に移動する。この振れ止めファスナー部１１２を貫通するアンカーボルト１３２の上下の移動量を変位センサー７２で測定し、上下の移動量を左右のアンカーボルト１３２間の距離（第４実施形態では、２つの変位センサー７２の接触子７８の中心間の距離）で除することで、カーテンウォール１０６の回転角を算出することができる。

【0093】

このカーテンウォール１０６の回転角は、建物１００の層間変形と階高から算出される層間変形角と同じと見なすことができる。

【0094】

このため、層間変形測定装置７０では、建物１００の階高に相当する大型の変位計を用いて層間変形を測定する場合と比較して、大型の装置を用いることなく、簡便に層間変形を確認することができる。

【0095】

また、層間変形測定装置７０では、変位センサー７２は、時刻毎の上下の移動量を検出する。このため、層間変形測定装置７０では、地震時の時刻毎の上下の移動量を検出して、演算部に送出することで、建物１００の層間変形の時刻歴波形を導出できる。

【0096】

〔その他〕
第２実施形態では、図５に示す層間変形測定装置５０の測定部材５２は、荷重受けファスナー部１１０に設けられているが、本開示はこの構成にされるものではない。例えば、層間変形測定装置５０の測定部材５２を振れ止めファスナー部１１２に設けてもよい。すなわち、測定部材５２は、振れ止めファスナー部１１２で押し下げられた位置で停止する機械式スケールであってもよい。具体的には、測定部材５２は、振れ止めファスナー部１１２の取付けアングル１３０で押し下げられた位置で停止する移動片５４と、移動片５４の位置に対応するスケール部材５６と、を設ける構成でもよい。

【0097】

第３実施形態では、図６に示す層間変形測定装置６０の測定部材６２は、荷重受けファスナー部１１０に設けられているが、本開示はこの構成にされるものではない。例えば、層間変形測定装置６０の測定部材６２を振れ止めファスナー部１１２に設けてもよい。すなわち、測定部材６２は、振れ止めファスナー部１１２を貫通するアンカーボルト１３２で押し下げられた位置で停止する機械式スケールであってもよい。具体的には、測定部材６２は、振れ止めファスナー部１１２を貫通するアンカーボルト１３２で押し下げられた位置で停止するキャップ６４を備える構成でもよい。

【0098】

また、第３実施形態では、キャップ６４の移動量を計測し、最大層間変形を算出したが、本開示はこの構成に限定されるものではない。例えば、キャップ６４の移動位置に応じて、層間変形角及び層間変形の最大値の目盛りを振ったスケール部材を設けてもよい。

【0099】

第１実施形態において、変位センサー１２は、建物１００の全階に設けられているが、この構成に代えて、変位センサー１２は、地震時に大きな層間変形が予想される、又は損傷が予想される任意の階に設定してもよい。変位センサー１２を任意の階に設置する場合、変位センサー１２を設置しない階には、変形状況を把握するために第２実施形態の測定部材５２又は第３実施形態の測定部材６２を併用してもよい。これにより、安価でメンテナンスフリーの測定部材５２又は測定部材６２により、変位センサー１２を設けた階以外の他の階の測定を補うことができる。また、最初から建物１００の全階に第２実施形態の測定部材５２又は第３実施形態の測定部材６２を設けてもよい。

【0100】

第２実施形態では、移動片５４の構成は変更可能である。例えば、移動片５４全体をゴムで構成し、移動片５４がピン１２０Ｂに沿って移動した状態で停止する構成でもよい。

【0101】

第３実施形態では、キャップ６４の構成は変更可能である。例えば、キャップ６４全体をゴムで構成し、キャップ６４がピン１２０Ｂに沿って移動した状態で停止する構成でもよい。

【0102】

第４実施形態では、カーテンウォール１０６の左右の振れ止めファスナー部１１２を貫通するアンカーボルト１３２の地震時の上下の移動量を測定する変位センサー７２が設けられていたが、本開示はこの構成に限定されるものではない。例えば、左右のアンカーボルト１３２はそれぞれ鉛直方向に沿った長孔１３６の中心を起点に上下対称に動くため、左右の振れ止めファスナー部１１２のどちらかの片側のみに、アンカーボルト１３２の地震時の上下の移動量を測定する変位センサー７２を設ける構成でもよい。

【0103】

また、第４実施形態では、変位センサー７２の接触子７８はナット１３４に接触していたが、本開示はこの構成に限定されず、変位センサー７２の接触子７８がアンカーボルト１３２に接触する構成でもよい。
また、変位センサーは、接触型の変位センサーに限らずワイヤー式の変位センサーでもよい。

【0104】

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。

【符号の説明】

【0105】

１０ 層間変形測定装置
１２ 変位センサー（測定部材の一例）
５０ 層間変形測定装置
５２ 測定部材
５４ 移動片（機械式スケールの一例）
５６ スケール部材（機械式スケールの一例）
６０ 層間変形測定装置
６２ 測定部材
６４ キャップ（機械式スケールの一例）
７０ 層間変形測定装置
７２ 変位センサー（測定部材の一例）
１００ 建物
１０６ カーテンウォール
１１０ 荷重受けファスナー部（荷重受け部の一例）
１１２ 振れ止めファスナー部（振れ止め部の一例）
１３２ アンカーボルト(振れ止め部を貫通する部材の一例）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】