特許 7004361 耐震安全性能診断システム、耐震安全性能診断プログラム及び耐震安全性能診断方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-06

(45)【発行日】2022-02-04

(54)【発明の名称】耐震安全性能診断システム、耐震安全性能診断プログラム及び耐震安全性能診断方法

(51)【国際特許分類】

   G01M 7/02 20060101AFI20220128BHJP

【ＦＩ】

G01M7/02 H

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021126993

(22)【出願日】2021-08-02

【審査請求日】2021-08-17

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】517337688

【氏名又は名称】松本設計ホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100224926

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 雄久

(74)【代理人】

【識別番号】100120868

【弁理士】

【氏名又は名称】安彦 元

(72)【発明者】

【氏名】平間 敏彦

【審査官】森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１６４００７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－２７７６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－６４４８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ７／００－７／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

木造の構造物の耐震安全性能を診断するための耐震安全性能診断システムであって、
前記構造物の質量と、前記構造物の耐力と変位とに基づいて設定されたエネルギー吸収能力と、を記憶する記憶部と、
前記構造物に作用する地震動を計測する計測部と、
計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される入力エネルギーを演算する演算部と、
前記エネルギー吸収能力を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断部と、
前記診断結果を報知する報知部と、
を備え、
前記演算部は、
計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される総入力エネルギーを演算し、
前記総入力エネルギーと前記質量とに基づいて、総入力エネルギー等価速度を演算し、
前記総入力エネルギー等価速度と前記構造物の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度を演算し、
前記有効入力エネルギー等価速度と前記質量とに基づいて、前記構造物の損傷に寄与する有効入力エネルギーを演算し、
前記診断部は、
前記エネルギー吸収能力を参照し、前記有効入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成すること
を特徴とする耐震安全性能診断システム。

【請求項2】

前記記憶部は、
前記構造物の降伏耐力と前記降伏耐力に対応する変位とに基づいて設定される第１エネルギー吸収能力と、
前記構造物の最大耐力と前記最大耐力に対応する変位とに基づいて設定されるとともに前記第１エネルギー吸収能力より大きい第２エネルギー吸収能力と、
前記第２エネルギー吸収能力より大きい第３エネルギー吸収能力と、を記憶し、
前記診断部は、
前記第１エネルギー吸収能力と、前記第２エネルギー吸収能力と、前記第３エネルギー吸収能力と、を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成すること
を特徴とする請求項１記載の耐震安全性能診断システム。

【請求項3】

前記記憶部は、過去の前記入力エネルギーを記憶し、
前記診断部は、前記第１エネルギー吸収能力を超える過去の前記入力エネルギーを累積した累積エネルギーと、前記第３エネルギー吸収能力と、に基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成すること
を特徴とする請求項２記載の耐震安全性能診断システム。

【請求項4】

前記構造物は、複数の階層を有し、
前記記憶部は、各階層における前記エネルギー吸収能力と、前記入力エネルギーを各階層に分配するためのエネルギー分配率を記憶し、
前記演算部は、前記構造物へ入力される前記入力エネルギーと、前記エネルギー分配率とに基づいて、各階層に入力される入力エネルギーを演算し、
前記診断部は、各階層における前記エネルギー吸収能力を参照し、各階層に入力される前記入力エネルギーに基づいて、各階層の耐震安全性能を診断した診断結果を生成すること
を特徴とする請求項１～３の何れか１項記載の耐震安全性能診断システム。

【請求項5】

構造物の耐震安全性能を診断するための耐震安全性能診断プログラムであって、
前記構造物の質量と、前記構造物の耐力と変位に基づいて設定されたエネルギー吸収能力と、を記憶する記憶ステップと、
前記構造物に作用する地震動を計測する計測ステップと、
計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される入力エネルギーを演算する演算ステップと、
前記エネルギー吸収能力を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断ステップと、
前記診断結果を報知する報知ステップと、をコンピュータに実行させ、
前記演算ステップでは、
計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される総入力エネルギーを演算し、
前記総入力エネルギーと前記質量とに基づいて、総入力エネルギー等価速度を演算し、
前記総入力エネルギー等価速度と前記構造物の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度を演算し、
前記有効入力エネルギー等価速度と前記質量とに基づいて、前記構造物の損傷に寄与する有効入力エネルギーを演算し、
前記診断ステップでは、
前記エネルギー吸収能力を参照し、前記有効入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成すること
を特徴とする耐震安全性能診断プログラム。

【請求項6】

構造物の耐震安全性能を診断するための耐震安全性能診断方法であって、
前記構造物に作用する地震動を計測する計測ステップと、
計測された地震動と前記構造物の質量とに基づいて、前記構造物へ入力される入力エネルギーを演算する演算ステップと、
構造物の耐力と変位とに基づいて設定されたエネルギー吸収能力を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断ステップと、を備え、
前記演算ステップでは、
計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される総入力エネルギーを演算し、
前記総入力エネルギーと前記質量とに基づいて、総入力エネルギー等価速度を演算し、
前記総入力エネルギー等価速度と前記構造物の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度を演算し、
前記有効入力エネルギー等価速度と前記質量とに基づいて、前記構造物の損傷に寄与する有効入力エネルギーを演算し、
前記診断ステップでは、
前記エネルギー吸収能力を参照し、前記有効入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成すること
を特徴とする耐震安全性能診断方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、耐震安全性能診断システム、耐震安全性能診断プログラム及び耐震安全性能診断方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、非特許文献１では、運動方程式の両辺を地震継続時間で積分してエネルギーの釣合式を作成し、エネルギー授受の観点から地震時の構造物の挙動（壊れ方）を把握する手法（エネルギー法）が開示されている。しかしながら、このエネルギー法は、あくまで構造物を設計する際に用いられるものであって、構造物の耐震安全性能を診断するものではない。

【0003】

また、耐震性能を診断する技術として、特許文献１が開示されている。

【0004】

特許文献１の残存耐震性能評価プログラムは、地震被災後の多層構造物の残存耐震性能を評価するためコンピュータを、前記構造物の弾塑性応答解析モデルを記憶する記憶手段、前記解析モデルに強さの異なる想定地震動を入力して階層毎の荷重－層間変形履歴を求めるサイクルを安全限界に達する階層が検出されるまで繰り返し且つその検出階層の累積塑性変形倍率として前記構造物の保有耐震性能を算出する算出手段、及び前記解析モデルに被災時の計測地震動を入力して前記検出階層の累積塑性変形倍率として前記構造物の消費耐震性能を算出し且つその消費耐震性能と保有耐震性能とから前記構造物の残存耐震性能を判定する判定手段として機能させる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0005】

【文献】秋山宏「エネルギーの釣合に基づく建築物の耐震設計」技報堂出版， １９９９年１１月２６日発行

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１４－１２２８６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の開示技術では、解析モデルに強さの異なる想定地震動を入力して階層毎の荷重－層間変形履歴を求めるサイクルを安全限界に達する階層が検出されるまで繰り返し且つその検出階層の累積塑性変形倍率として前記構造物の保有耐震性能を算出する。このため、地震動が発生したとしても、複雑な解析モデルによる演算を行う必要があり、即座に耐震安全性能を診断することができない、という事情がある。したがって、地震動が発生した際の構造物の耐震安全性能を即座に診断する技術が切望されている。

【0008】

本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、地震動が発生した際の構造物の耐震安全性能を診断することが可能となる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明者は、エネルギー法から着想を得て研究開発を行い、地震動が発生した際に構造物の耐震安全性能を即座に診断できる本発明を完成するに至った。

【0010】

第１発明に係る耐震安全性能診断システムは、木造の構造物の耐震安全性能を診断するための耐震安全性能診断システムであって、前記構造物の質量と、前記構造物の耐力と変位とに基づいて設定されたエネルギー吸収能力と、を記憶する記憶部と、前記構造物に作用する地震動を計測する計測部と、計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される入力エネルギーを演算する演算部と、前記エネルギー吸収能力を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断部と、前記診断結果を報知する報知部と、を備え、前記演算部は、計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される総入力エネルギーを演算し、前記総入力エネルギーと前記質量とに基づいて、総入力エネルギー等価速度を演算し、前記総入力エネルギー等価速度と前記構造物の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度を演算し、前記有効入力エネルギー等価速度と前記質量とに基づいて、前記構造物の損傷に寄与する有効入力エネルギーを演算し、前記診断部は、前記エネルギー吸収能力を参照し、前記有効入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成することを特徴とする。

【0013】

第２発明に係る耐震安全性能診断システムは、第１発明において、前記記憶部は、前記構造物の降伏耐力と前記降伏耐力に対応する変位とに基づいて設定される第１エネルギー吸収能力と、前記構造物の最大耐力と前記最大耐力に対応する変位とに基づいて設定されるとともに前記第１エネルギー吸収能力より大きい第２エネルギー吸収能力と、前記第２エネルギー吸収能力より大きい第３エネルギー吸収能力と、を記憶し、前記診断部は、前記第１エネルギー吸収能力と、前記第２エネルギー吸収能力と、前記第３エネルギー吸収能力と、を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成することを特徴とする。

【0014】

第３発明に係る耐震安全性能診断システムは、第２発明において、前記記憶部は、過去の前記入力エネルギーを記憶し、前記診断部は、前記第１エネルギー吸収能力を超える過去の前記入力エネルギーを累積した累積エネルギーと、前記第３エネルギー吸収能力と、に基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成することを特徴とする。

【0015】

第４発明に係る耐震安全性能診断システムは、第１発明～第３発明の何れかにおいて、前記構造物は、複数の階層を有し、前記記憶部は、各階層における前記エネルギー吸収能力と、前記入力エネルギーを各階層に分配するためのエネルギー分配率を記憶し、前記演算部は、前記構造物へ入力される前記入力エネルギーと、前記エネルギー分配率とに基づいて、各階層に入力される入力エネルギーを演算し、前記診断部は、各階層における前記エネルギー吸収能力を参照し、各階層に入力される前記入力エネルギーに基づいて、各階層の耐震安全性能を診断した診断結果を生成することを特徴とする。

【0016】

第５発明に係る耐震安全性能診断プログラムは、構造物の耐震安全性能を診断するための耐震安全性能診断プログラムであって、前記構造物の質量と、前記構造物の耐力と変位に基づいて設定されたエネルギー吸収能力と、を記憶する記憶ステップと、前記構造物に作用する地震動を計測する計測ステップと、計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される入力エネルギーを演算する演算ステップと、前記エネルギー吸収能力を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断ステップと、前記診断結果を報知する報知ステップと、をコンピュータに実行させ、前記演算ステップでは、計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される総入力エネルギーを演算し、前記総入力エネルギーと前記質量とに基づいて、総入力エネルギー等価速度を演算し、前記総入力エネルギー等価速度と前記構造物の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度を演算し、前記有効入力エネルギー等価速度と前記質量とに基づいて、前記構造物の損傷に寄与する有効入力エネルギーを演算し、前記診断ステップでは、前記エネルギー吸収能力を参照し、前記有効入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成することを特徴とする。

【0017】

第６発明に係る耐震安全性能診断方法は、構造物の耐震安全性能を診断するための耐震安全性能診断方法であって、前記構造物に作用する地震動を計測する計測ステップと、計測された地震動と前記構造物の質量とに基づいて、前記構造物へ入力される入力エネルギーを演算する演算ステップと、構造物の耐力と変位とに基づいて設定されたエネルギー吸収能力を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断ステップと、を備え、前記演算ステップでは、計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される総入力エネルギーを演算し、前記総入力エネルギーと前記質量とに基づいて、総入力エネルギー等価速度を演算し、前記総入力エネルギー等価速度と前記構造物の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度を演算し、前記有効入力エネルギー等価速度と前記質量とに基づいて、前記構造物の損傷に寄与する有効入力エネルギーを演算し、前記診断ステップでは、前記エネルギー吸収能力を参照し、前記有効入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成することを特徴とする。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、地震動が発生した際の構造物の耐震安全性能を即座に診断することが可能となる技術を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本実施形態に係る耐震安全性能診断システムが用いられる構造物を示す模式図である。

【図2】図２は、本実施形態に係る耐震安全性能診断システムの一例を示す模式図である。

【図3】図３は、本実施形態に係る耐震安全性能診断システムの診断装置の構成の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、本実施形態に係る耐震安全性能診断システムの診断装置の機能の一例を示す模式図である。

【図5】図５は、第１エネルギー吸収能力の一例を示す図である。

【図6】図６は、第２エネルギー吸収能力の一例を示す図である。

【図7】図７は、第３エネルギー吸収能力の一例を示す図である。

【図8】図８は、エネルギースペクトルの一例を示す図である。

【図9】図９（ａ）は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力より大きく、第２エネルギー吸収能力以下の場合の構造物の一例を示す図であり、図９（ｂ）は、入力エネルギーＥｓ_iが第２エネルギー吸収能力より大きく、第３エネルギー吸収能力以下の場合の構造物の一例を示す図であり、図９（ｃ）は、入力エネルギーＥｓ_iが第３エネルギー吸収能力Ｅ１より大きい場合の構造物の一例を示す図である。

【図10】図１０は、本実施形態に係る耐震安全性能診断システムの動作の一例を示すフローチャートである。

【図11】図１１は、第１エネルギー吸収能力以下の入力エネルギーの概念図である。

【図12】図１２は、第１エネルギー吸収能力を超える入力エネルギーの概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、この発明の実施形態のいくつかを、図面を参照しながら説明する。各図において、共通する部分については、共通する参照符号を付し、重複する説明は省略する。なお、各図において、高さ方向を第３方向Ｚとし、第３方向Ｚと交差、例えば直交する１つの平面方向を第１方向Ｘとし、第３方向Ｚ及び第１方向Ｘのそれぞれと交差、例えば直交する別の平面方向を第２方向Ｙとする。

【0021】

（第１実施形態）
耐震安全性能診断システム１００は、例えば図１に示すように、構造物９の耐震安全性能を診断するものである。構造物９は、例えば複数の階層を有する木造の構造物である。耐震安全性能診断システム１００は、例えば構造物９の第１階層（１階）に取り付けられる。耐震安全性能診断システム１００は、各階層に取り付けられてもよい。

【0022】

耐震安全性能診断システム１００は、例えば図２に示すように、診断装置１と、管理装置３と、を備える。診断装置１は、インターネット等の公衆通信網４を介して管理装置３に接続される。診断装置１は、構造物９の耐震安全性能を診断した診断結果を報知する報知装置１１３を備える。報知装置１１３は、例えば表示装置１１４と警報装置１１５とを有する。構造物９に地震動が作用したとき、耐震安全性能診断システム１００は、例えば表示装置１１４又は警報装置１１５により診断結果が報知される。これにより、ユーザは、構造物９の耐震安全性能を視覚及び聴覚の少なくとも何れかにより把握することができる。

【0023】

＜診断装置１＞
図３は、診断装置１の構成の一例を示す模式図である。診断装置１として、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ Ｐｉ（登録商標）等のシングルボードコンピュータが用いられるほか、例えばパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のような公知の電子機器が用いられてもよい。診断装置１は、例えば筐体１０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、保存部１０４と、Ｉ／Ｆ１０５～１０８とを備える。各構成１０１～１０８は、内部バス１１０により接続される。

【0024】

ＣＰＵ１０１は、診断装置１全体を制御する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１の動作コードを格納する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１の動作時に使用される作業領域である。保存部１０４は、文字列データベース等の各種情報が保存される。保存部１０４として、例えばＳＤメモリーカードのほか、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等のような公知のデータ保存媒体が用いられる。

【0025】

Ｉ／Ｆ１０５は、入力装置１１１との各種情報の送受信を行うための公知のインターフェースである。入力装置１１１として、例えばキーボード等の公知の入力装置が用いられてもよい。耐震安全性能診断システム１００の管理等を行う管理者等は、入力装置１１１を介して、各種情報や、診断装置１の制御コマンド等を入力又は選択できる。入力装置１１１は、省略されてもよい。

【0026】

Ｉ／Ｆ１０６は、計測装置１１２との各種情報の送受信を行うための公知のインターフェースである。計測装置１１２は、地震動を計測する。計測装置１１２として、例えば公知の加速度センサが用いられる。

【0027】

Ｉ／Ｆ１０７は、報知装置１１３との各種情報の送受信を行うための公知のインターフェースである。報知装置１１３は、耐震安全性能を診断した診断結果を報知する。報知装置１１３は、表示装置１１４と、警報装置１１５と、を有する。

【0028】

表示装置１１４は、例えば緑色、黄色、赤色に点灯する点灯部を有し、診断結果に応じて所定の色に点灯する。表示装置１１４は、診断結果を表示するディスプレイであってもよい。警報装置１１５は、診断結果に応じて、ブザー、音声等の警報を鳴らすものである。

【0029】

Ｉ／Ｆ１０８は、公衆通信網４を介して各種情報の送受信を行うための公知のインターフェースである。Ｉ／Ｆ１０８は、例えば複数設けられ、インターネット等の通信網を介した各種情報の送受信を行うために用いられてもよい。

【0030】

なお、Ｉ／Ｆ１０５～Ｉ／Ｆ１０８として、例えば同一のものが用いられてもよく、各Ｉ／Ｆ１０５～Ｉ／Ｆ１０８として、例えばそれぞれ複数のものが用いられてもよい。

【0031】

図４は、診断装置１の機能の一例を示す模式図である。診断装置１は、記憶部１１と、計測部１２と、演算部１３と、診断部１４と、報知部１５と、を備える。なお、図４に示した各機能は、ＣＰＵ１０１が、ＲＡＭ１０３を作業領域として、保存部１０４等に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

【0032】

＜記憶部１１＞
記憶部１１は、各種情報を保存部１０４に記憶させ、又は各種情報を保存部１０４から取出す。記憶部１１は、計測部１２と、演算部１３と、診断部１４と、報知部１５との処理内容に応じて、各種情報の記憶又は取出しを行う。

【0033】

記憶部１１は、構造物９の固有周期Ｔ_dと、構造物９の質量Ｍと、構造物９のエネルギー吸収能力と、を記憶する。構造物９の固有周期Ｔ_dと、構造物９の質量Ｍと、構造物９のエネルギー吸収能力と、は、予め管理装置３により入力又は演算されて、管理装置３から診断装置１に送信され、記憶部１１に記憶されてもよい。記憶部１１は、構造物９の各階層の質量Ｍが記憶される。記憶部１１は、各階層のエネルギー分配率β_i等の各係数が記憶される。記憶部１１には、過去の入力エネルギーＥｓ_iが記憶される。

【0034】

構造物９の固有周期Ｔ_dは、例えば以下の式（１）により演算される。なお、構造物の固有周期Ｔ_dは、他の周知の演算方法により演算されてもよいし、実測されてもよい。

【0035】

【数1】

Ｍ：構造物の地上部分の全質量
ｋ₁：第１層（１階）の剛性
χ₁：構造物の頂部と基部の剛性の比率（＝０．４８＋０．５２Ｎ）
Ｎ：地上部分の層数

【0036】

構造物９のエネルギー吸収能力は、構造物９の耐力と変位に基づいて設定される。構造物９のエネルギー吸収能力は、診断結果の生成に用いられる。構造物９のエネルギー吸収能力は、第１方向Ｘと第２方向Ｙについて、構造物９の各階層でそれぞれ演算される。構造物９の耐力は、構造物９の壁量に基づいて、設定される。

【0037】

構造物９は木造であるため、地震動に対して耐力壁で抵抗するものとなる。耐力壁は、筋交いに応じた壁倍率が定められる。例えば片筋交の壁の場合には、壁倍率が２であり、両筋交の壁の場合には、壁倍率が４である。そして、壁量は、壁倍率と壁の長さの積として、水平方向に沿う第１方向Ｘと第２方向Ｙについて、構造物９の各階層でそれぞれ演算される。

【0038】

図５～図７は、構造物９の耐力と層間変位との関係を示す概念図を示す。構造物９のエネルギー吸収能力は、例えば耐力と層間変位との関係における面積として評価することができる。構造物９のエネルギー吸収能力は、例えば第１エネルギー吸収能力Ｅ１と、第２エネルギー吸収能力Ｅ２と、第３エネルギー吸収能力Ｅ３と、を有する。

【0039】

図５は、第１エネルギー吸収能力Ｅ１の一例を示す図である。第１エネルギー吸収能力Ｅ１は、地震動を受けた構造物９がほとんど損傷しないレベルのエネルギーである。第１エネルギー吸収能力Ｅ１は、地震動を受けた構造物９が弾性の範囲内で変形できるエネルギーである。第１エネルギー吸収能力Ｅ１は、構造物９の降伏耐力Ｑｙと層間変位に基づいて設定される。例えば壁倍率が１の場合には、降伏耐力Ｑｙは、例えば各方向の壁量×１．９６（ｋＮ）として設定される。そして、構造物９の降伏耐力Ｑｙに対応する層間変位は、例えば、特定の階層における階高Ｈと、降伏耐力Ｑｙに対応する層間変形角１／１２０と、を乗じたＨ／１２０と設定できる。第１エネルギー吸収能力Ｅ１は、図５に示すＯＡＢによって囲まれる部分の面積として評価できる。降伏耐力Ｑｙに対応する層間変形角は、任意に設定することができる。

【0040】

図６は、第２エネルギー吸収能力Ｅ２の一例を示す図である。第２エネルギー吸収能力Ｅ２は、第１エネルギー吸収能力Ｅ１よりも大きく、地震動を受けた構造物９の耐震安全性に影響ないレベルのエネルギーである。第２エネルギー吸収能力Ｅ２は、構造物９の最大耐力Ｑｕと層間変位に基づいて設定される。木造の構造物では、最大耐力Ｑｕは、降伏耐力Ｑｙよりも大きくなる。最大耐力Ｑｕは、例えば降伏耐力Ｑｙ×１．８で表される。そして、構造物９の最大耐力Ｑｕに対応する層間変位は、例えば、特定の階層における階高Ｈと、降伏耐力Ｑｙに対応する層間変形角１／３０と、を乗じたＨ／３０と設定できる。最大耐力Ｑｕに対応する層間変形角は、任意に設定することができる。

【0041】

第２エネルギー吸収能力Ｅ２は、図６に示すＯＡＢＣによって囲まれる部分の面積と、図６に示すＯＤＥＦによって囲まれる部分の面積と、の和として評価できる。ここで、図６に示すエネルギー吸収能力の正側であるＯＡＢＣについては、点Ｂをエネルギー吸収能力の評価点としている。このため、図６に示すＯＡＢＣの面積を評価する際、図６に示すＢＣ線は、垂線としてよい。図６に示すエネルギー吸収能力の負側であるＯＤＥＦについては、点Ｅが通過点であり、点Ｆ、点Ｏを経て正側へと進む。なお、図６に示すＯＤＥＦの面積を評価する際、図６に示すＥＦ線は、ＯＤ線と平行としてよい。

【0042】

図７は、第３エネルギー吸収能力Ｅ３の一例を示す図である。第３エネルギー吸収能力Ｅ３は、第２エネルギー吸収能力Ｅ２よりも大きく、地震動を受けた構造物９が倒壊しないレベルのエネルギーである。第３エネルギー吸収能力Ｅ３は、構造物９の最大耐力Ｑｕより小さい耐力Ｑｅと層間変位に基づいて設定される。耐力Ｑｅは、例えば最大耐力Ｑｕ×０．８で表される。そして、構造物９の耐力Ｑｅに対応する層間変位は、例えば特定の階層における階高Ｈと、耐力Ｑｅに対応する層間変形角１／２０と、を乗じたＨ／２０と設定できる。耐力Ｑｅに対応する層間変形角は、任意に設定することができる。

【0043】

第３エネルギー吸収能力Ｅ３は、図７に示すＯＡＢＣＤによって囲まれる部分の面積と、図７に示すＯＥＦＧＩによって囲まれる部分の面積と、の和として評価できる。ここで、図７に示すエネルギー吸収能力の正側であるＯＡＢＣＤについては、点Ｃをエネルギー吸収能力の評価点としている。このため、図７に示すＯＡＢＣＤの面積を評価する際、図７に示すＣＤ線は、垂線としてよい。図７に示すエネルギー吸収能力の負側であるＯＥＦＧＨについては、点Ｇは通過点であり、点Ｉ、点Ｏを経て正側へと進む。なお、図７に示すＯＥＦＧＩの面積を評価する際、図７に示すＧＩ線は、ＯＥ線と平行としてよい。

【0044】

＜計測部１２＞
計測部１２は、例えば計測装置１１２により計測される地震動を計測する。

【0045】

＜演算部１３＞
演算部１３は、診断装置１での演算処理を行う。演算部１３は、計測部１２により計測した計測された地震動と質量Ｍとに基づいて、構造物９へ入力される入力エネルギーを演算する。

【0046】

ここで、構造物９に地震動が作用したときの一時刻における力の釣り合いは、以下の数式（２）を満たす。

【数2】

Ｍ：構造物の地上部分の全質量
Ｃｙ（ドット）：減衰力
Ｆ（ｙ）：復元力
－ＭＺ _０ （ツードット）：地震力
Ｃ：減衰係数
Ｚ _０ ：水平地動
ｙ：構造物の地面に対する相対変位

【0047】

上記の（２）の両辺に相対変位増分である以下の数式（３）を乗じて、以下の数式（４）が得られる。

【数3】

【0048】

【数4】

ここで、数式（４）の積分範囲の「０」は、地震開始時間を示し、数式（４）の積分範囲の「ｌ」は、地震継続時間を示す。

【0049】

上記数式（４）の左辺は、構造物９の発揮するエネルギー吸収である。上記数式（４）の右辺は、地震終了時の構造物９の総入力エネルギーＥである。すなわち、構造物９の総入力エネルギーＥは、以下の数式（５）を満たす。演算部１３は、計測部１２により計測した計測された地震動と質量Ｍとに基づいて、構造物９へ入力される総入力エネルギーＥを演算する。

【0050】

【数5】

【0051】

演算部１３は、構造物９の総入力エネルギーＥと質量Ｍに基づいて、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Ｅを演算する。構造物９の総入力エネルギーＥに対応する総入力エネルギー等価速度Ｖ_Ｅは、以下の数式（６）で表わされる。

【0052】

【数6】

【0053】

図８は、エネルギー等価速度と構造物９の固有周期との関係を示すエネルギースペクトルの一例を示す図である。演算部１３は、計測した地震動と固有周期Ｔ_dと質量Ｍとに基づいて、図８に示すように、第１エネルギー等価速度Ｖ_Eと構造物９の固有周期Ｔ_dとの関係を示すエネルギースペクトルを作成してもよい。なお、エネルギースペクトルの作成は、任意であり、省略されてもよい。

【0054】

構造物に入力される地震の総入力エネルギーＥは、以下の数式（７）に示すように、構造物の運動エネルギーＷｋと、弾性ひずみエネルギーＷｅと、塑性ひずみエネルギーＷｐと、減衰によるエネルギー吸収量Ｗｈと、の総和である。

【0055】

【数7】

【0056】

構造物９の損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dは、構造物９の総入力エネルギーＥから減衰によるエネルギー吸収量Ｗｈを減算したものである。したがって、上記数式（７）により、構造物９の損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dは、以下の数式（８）を満たす。

【0057】

【数8】

【0058】

演算部１３は、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Eと構造物９の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Dを演算する。構造物９の総入力エネルギーＥに対応する総入力エネルギー等価速度Ｖ_Eと、損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dに対応する有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Dとは、以下の数式（９）を満たす。ｈは、構造物９の減衰定数である。構造物９が木造の場合、例えば減衰定数ｈは、０．０５である。

【0059】

【数9】

【0060】

そして、演算部１３は、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Dと質量Ｍとに基づいて、構造物９の損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dを演算する。構造物９の損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dは、以下の数式（１０）を満たす。

【0061】

【数10】

【0062】

演算部１３は、構造物９が複数の階層を有する場合、損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dとエネルギー分配率β_iとに基づいて、構造物９の各階層に入力される入力エネルギーＥｓ_iを演算する。各階層の入力エネルギーＥｓ_iは、以下の数式（１２）、数式（１３）を参照し、以下の数式（１１）で表される。ここで、β_iは、各階層のエネルギー分配率であり、ｓ_iは、１階に対する各階層の入力エネルギー量の比を表す基準値であり、α_iは、各階層の降伏せん断力係数であり、Ａ_iは、各階層の降伏せん断力係数分布であり、ｐ_iは、降伏せん断力係数の比α_i／α₁の降伏せん断力係数分布Ａ_iに対するずれである。

【0063】

【数11】

【0064】

【数12】

【0065】

【数13】

【0066】

また、演算部１３は、構造物９が単一の階層（１階建て）の場合、エネルギー分配率β_iを１とし、上記の数式（１１）により損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dに基づいて、入力エネルギーＥｓ_iを演算する。

【0067】

なお、演算部１３は、構造物９に入力される総入力エネルギーＥに基づいて、構造物９の各階層に入力される入力エネルギーＥｓ_iを演算してもよい。このとき、入力エネルギーＥｓ_iは、上記数式（１１）の損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dを、総入力エネルギーＥに置き換えて演算すればよい。

【0068】

＜診断部１４＞
診断部１４は、エネルギー吸収能力を参照し、入力エネルギーに基づいて、直近で計測された地震動に対する耐震安全性能を診断した診断結果を生成する。診断結果は、第１方向Ｘと第２方向Ｙについて、構造物９の各階層でそれぞれ生成されてもよい。診断部１４は、エネルギー吸収能力を参照し、総入力エネルギーＥに基づいて、耐震安全性能を診断した診断結果を生成してもよい。診断部１４は、エネルギー吸収能力を参照し、有効入力エネルギーＥ_Dに基づいて、耐震安全性能を診断した診断結果を生成してもよい。

【0069】

診断部１４は、第１エネルギー吸収能力Ｅ１と、第２エネルギー吸収能力Ｅ２と、第３エネルギー吸収能力Ｅ３と、の少なくとも何れかを参照し、総入力エネルギーＥ、有効入力エネルギーＥ_D及び入力エネルギーＥｓ_iの何れかの入力エネルギーに基づいて、構造物９の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する。

【0070】

例えば、診断部１４は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の場合、構造物９は安全である旨の診断結果を生成する。診断部１４は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１より大きく第２エネルギー吸収能力Ｅ２以下の場合、構造物９は注意である旨の診断結果を生成する。診断部１４は、入力エネルギーＥｓ_iが第２エネルギー吸収能力Ｅ２より大きく第３エネルギー吸収能力Ｅ３以下の場合、構造物９は要注意である旨の診断結果を生成する。診断部１４は、入力エネルギーＥｓ_iが第３エネルギー吸収能力Ｅ３より大きい場合、構造物９は危険である旨の診断結果を生成する。

【0071】

診断部１４は、耐震安全性能Ｓｍを診断した診断結果を生成する。耐震安全性能Ｓｍは、対象とする構造物９に対して、想定される地震動に対してどの程度の余裕を有しているかの指標である。診断部１４は、第３エネルギー吸収能力Ｅ３と入力エネルギーＥｓ_iとに基づいて、耐震安全性能Ｓｍを例えば以下の数式（１４）で演算する。

【0072】

【数14】

【0073】

記憶部１１には、過去の入力エネルギーＥｓ_iが記憶される。第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える入力エネルギーＥｓ_iの地震動を構造物９が複数回受けたとき、診断部１４は、第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える各入力エネルギーＥｓ_iを累積した累積エネルギーに基づいて、耐震安全性能Ｓｍを例えば以下の数式（１５）で演算する。

【0074】

【数15】

【0075】

また、診断部１４は、第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える各入力エネルギーＥｓ_iを累積した累積エネルギーに基づいて、耐震安全性能Ｓｍを以下の数式（１６）で演算してもよい。

【0076】

【数16】

【0077】

＜＜報知部１５＞＞
報知部１５は、各種情報を報知装置１１３に出力する。

【0078】

報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の場合、表示装置１１４を緑色に点灯させ、安全である旨の診断結果を報知する。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１より大きく、第２エネルギー吸収能力Ｅ２以下の場合、表示装置１１４を黄色に点灯させ、構造物９は注意である旨の診断結果を報知する。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第２エネルギー吸収能力Ｅ２より大きく第３エネルギー吸収能力Ｅ３以下の場合、表示装置１１４を黄色と赤色とを交互に点灯させ、構造物９は要注意である旨の診断結果を報知する。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第３エネルギー吸収能力Ｅ３より大きい場合、表示部１１４を赤色に点灯させ、危険である旨の診断結果を報知する。

【0079】

報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の場合、警報装置１１５を鳴らさずに、安全である旨の診断結果を報知する。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１より大きく、第２エネルギー吸収能力Ｅ２以下の場合、警報装置１１５を鳴らし、構造物９は注意である旨の診断結果を報知する。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第２エネルギー吸収能力Ｅ２より大きく第３エネルギー吸収能力Ｅ３以下の場合、警報装置１１５を鳴らし、構造物９は要注意である旨の診断結果を報知する。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第３エネルギー吸収能力Ｅ３より大きい場合、警報装置１１５を鳴らし、構造物９は危険である旨の診断結果を報知する。報知部１５は、診断結果に応じて、異なる音を発する等、警報装置１１５の警報を変えてもよい。

【0080】

報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の場合、構造物９の補修の必要性はほとんどないことを診断結果として報知してもよい。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１より大きく、第２エネルギー吸収能力Ｅ２以下の場合、外壁、窓、ドア、内部仕上げ等の構造物９の一部について補修が必要になることを診断結果として報知してもよい。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第２エネルギー吸収能力Ｅ２より大きく第３エネルギー吸収能力Ｅ３以下の場合、外壁、窓、ドア、内部仕上げ、筋交い、接合部金物等の構造物９の一部について補修が必要になることを診断結果として報知してもよい。報知部１５は、入力エネルギーＥｓ_iが第３エネルギー吸収能力Ｅ３より大きい場合、外壁、窓、ドア、内部仕上げ、筋交い、接合部金物、基礎等の構造物９の全体について補修が必要になることを診断結果として報知してもよい。

【0081】

このようにユーザは、報知された診断結果に応じて、構造物９の健全度を把握することができる。診断結果は、第１方向Ｘと第２方向Ｙについて、構造物９の各階層でそれぞれ生成される。このため、図９に示すように、構造物９のどの階層に補修が必要なのか、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの何れの方向の構造躯体に補修が必要なのかを把握することができる。例えば、図９（ａ）に示すように、構造物９のどの階層が「診断結果：注意」に該当するのか、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの何れの方向の構造躯体が「診断結果：注意」に該当するのかを把握することができる。図９（ｂ）に示すように、構造物９のどの階層が「診断結果：要注意」に該当するのか、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの何れの方向の構造躯体が「診断結果：要注意」に該当するのかを把握することができる。このとき、図９（ｃ）に示すように、構造物９のどの階層が「診断結果：危険」に該当するのか、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙの何れの方向の構造躯体が「診断結果：危険」に該当するのかを把握することができる。

【0082】

報知部１５は、表示装置１１４に耐震安全性能Ｓｍを診断した診断結果を報知してもよい。

【0083】

＜管理装置３＞
管理装置３は、診断装置１に公衆通信網４を介して接続される。管理装置３として、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）のほか、例えばスマートフォンやタブレット端末等の電子機器が用いられる。管理装置３は、各種情報を入力する入力装置と、各種情報を記憶する記憶装置と、各種情報を出力する出力装置と、を備える。また、管理装置３は、例えば上述した診断装置１と同等の構成及び機能を有してもよい。

【0084】

（耐震安全性能診断システム１００の動作の一例）
次に、本実施形態に係る耐震安全性能診断システム１００の動作の一例について説明する。図１０は、本実施形態に係る耐震安全性能診断システム１００の動作の一例を示すフローチャートである。構造物９は、２階層（２階建て）を有する木造構造物であるとする。

【0085】

＜記憶ステップＳ１１＞
記憶部１１は、構造物９の固有周期Ｔ_dと、構造物９の質量Ｍと、構造物９のエネルギー吸収能力と、を記憶する（記憶ステップＳ１１）。

【0086】

記憶部１１は、表１に示すように、第１方向Ｘと第２方向Ｙについて、各階層の階高と、構造物の各階層の質量Ｍｉと、壁量と、降伏耐力と、最大耐力と、を記憶する。

【0087】

【表1】

【0088】

構造物９のエネルギー吸収能力は、耐力と層間変位との関係に基づいて設定される。記憶部１１は、表２に示すように、第１方向Ｘと第２方向Ｙについて、各階層における、第１エネルギー吸収能力Ｅ１と、第２エネルギー吸収能力Ｅ２と、第３エネルギー吸収能力Ｅ３と、を記憶する。

【0089】

【表2】

【0090】

第１エネルギー吸収能力Ｅ１は、例えば壁量×１．９６で表される降伏耐力Ｑｙと降伏耐力Ｑｙに対応する変位とに基づいて設定される。第１エネルギー吸収能力Ｅ１は、図５に示すＯＡＢによって囲まれる部分の面積として評価できる。

【0091】

第２エネルギー吸収能力Ｅ２は、例えば降伏耐力Ｑｙ×１．８で表される最大耐力Ｑｕと最大耐力Ｑｕに対応する変位とに基づいて設定される。第２エネルギー吸収能力Ｅ２は、図６に示すＯＡＢＣによって囲まれる部分の面積と、図６に示すＯＤＥＦによって囲まれる部分の面積と、の和として評価できる。

【0092】

第３エネルギー吸収能力Ｅ３は、例えば最大耐力Ｑｕ×０．８で表される耐力Ｑｅと耐力Ｑｅに対応する変位とに基づいて設定される。第３エネルギー吸収能力Ｅ３は、図７に示すＯＡＢＣＤによって囲まれる部分の面積と、図７に示すＯＥＦＧＩによって囲まれる部分の面積と、の和として評価できる。

【0093】

地震動が発生する前に、各種情報を記憶部１１に記憶し、耐震安全性能診断システム１００を構造物９に取り付ける。

【0094】

＜計測ステップＳ１２＞
計測部１２は、構造物９に作用する地震動を計測する（計測ステップＳ１２）。

【0095】

＜演算ステップＳ１３＞
演算部１３は、計測された地震動と質量Ｍとに基づいて、構造物９の入力エネルギーを演算する（演算ステップＳ１３）。

【0096】

そして、演算部１３は、総入力エネルギーＥと質量Ｍとに基づいて、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Ｅを演算する。

【0097】

そして、演算部１３は、総入力エネルギーＥと固有周期Ｔ_dと質量Ｍとに基づいて、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Eを演算する。

【0098】

そして、演算部１３は、例えば上記数式（９）により、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Eと、構造物９の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Dを演算する。

【0099】

そして、演算部１３は、例えば上記数式（１０）により、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Dと質量Ｍとに基づいて、損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dを演算する。これにより、構造物９の減衰を考慮した損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dを演算できる。

【0100】

そして、演算部１３は、例えば上記数式（１１）により、損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dに基づいて、構造物９の各層に入力される入力エネルギーＥｓ_iを演算する。

【0101】

＜診断ステップＳ１４＞
診断部１４は、エネルギー吸収能力と、入力エネルギーとに基づいて、耐震安全性能を診断した診断結果を生成する（診断ステップＳ１４）。診断部１４は、第１方向Ｘと第２方向Ｙの各階層について耐震安全性能を診断する。

【0102】

また診断部１４は、例えば上記数式（１４）により、耐震安全性能Ｓｍを診断した診断結果を生成する。診断部１４は、第１方向Ｘと第２方向Ｙの各階層について耐震安全性能Ｓｍを診断する。

【0103】

＜報知ステップＳ１５＞
報知部１５は、診断ステップＳ１４で生成した診断結果を報知する（報知ステップＳ１５）。

【0104】

構造物９が地震動を受けるごとに、上述した計測ステップＳ１２と、演算ステップＳ１３、診断ステップＳ１４と、報知ステップＳ１５と、を繰り返し行う。

【0105】

ここで、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の場合、構造物９が弾性範囲内での変形であると考えられる。この場合、第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の入力エネルギーＥｓ_iは、構造物９に蓄積されず、地震動の前後において構造物９の耐震安全性能は変化しない。例えば図１１に示すように、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の場合、入力エネルギー履歴としてはＯＡ間を往復するものとなり、構造物９に第１エネルギー吸収能力Ｅ１以下の入力エネルギーＥｓ_iは、蓄積されない。

【0106】

対して、入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える場合、構造物９に降伏耐力Ｑｙを超える耐力が作用するため、第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える入力エネルギーＥｓ_iが構造物９に蓄積される。この場合、診断部１４は、第３エネルギー吸収能力Ｅ３と過去の第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える入力エネルギーＥｓ_iを累積した累積エネルギーとに基づいて、例えば上記の数式（１５）又は数式（１６）により、構造物９の耐震安全性能Ｓｍを診断する。

【0107】

例えば上記の表２を参照し、構造物９の第１方向Ｘの第１階層について検討する。

【0108】

１回目の地震動の入力エネルギーＥｓ₁が１０（ｋＮ・ｍ）である場合、第１エネルギー吸収能力Ｅ１である１．３２（ｋＮ・ｍ）を超える。このため、１回目の地震動の入力エネルギーＥｓ₁である１０（ｋＮ・ｍ）が累積エネルギーとして構造物９に累積される。例えば図１２に示すように、１回目の入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える場合、入力エネルギー履歴としては点Ｏ、点Ａ、点Ｋ１、点Ｋ２、点Ｏ、点Ｅ、点Ｋ３、点Ｋ４、点Ｏという履歴を辿り、１回目の地震動の入力エネルギーＥｓ_iが構造物９に蓄積される。このとき、耐震安全性能Ｓｍは、上記の数式（１５）により、３９．１／１０＝３．９１となる。

【0109】

２回目の地震動の入力エネルギーＥｓ₁が５（ｋＮ・ｍ）である場合、第１エネルギー吸収能力Ｅ１である１．３２（ｋＮ・ｍ）を超える。このため、１回目の地震動の入力エネルギーＥｓ₁である１０（ｋＮ・ｍ）と、２回目の地震動の入力エネルギーＥｓ₁である５（ｋＮ・ｍ）と、が累積エネルギーとして構造物９に累積される。例えば図１２に示すように、２回目の地震動の入力エネルギーＥｓ_iが第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える場合、エネルギー履歴としては点Ｏ、点Ｋ２、点Ｋ１、点Ｋ５、点Ｋ６、点Ｏ、点Ｋ４、点Ｋ３、点Ｋ７、点Ｋ８、点Ｏという履歴を辿り、２回目の地震動の入力エネルギーＥｓ_iも構造物９に蓄積される。このとき、耐震安全性能Ｓｍは、上記の数式（１５）により、３９．１／（１０＋５）＝２．６１となる。

【0110】

このように、診断部１４は、構造物９に作用した過去の地震動を累積して耐震安全性能Ｓｍを診断した診断結果を生成することができる。診断部１４は、第１方向Ｘと第２方向Ｙの各階層について耐震安全性能Ｓｍを診断する。

【0111】

以上により、実施形態に係る耐震安全性能診断システム１００の動作の一例が終了する。

【0112】

本実施形態では、計測された地震動と質量Ｍとに基づいて、構造物９へ入力される入力エネルギーを演算する演算部１３と、エネルギー吸収能力を参照し、入力エネルギーに基づいて、構造物９の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断部１４と、を備える。これにより、従来のように、複雑な解析モデルによる演算を行う必要がなく、入力エネルギーを演算するだけで耐震安全性能を診断することができる。このため、地震動が発生した際に構造物の耐震安全性能を即座に診断することが可能となる。

【0113】

本実施形態では、演算部１３は、計測された地震動と質量Ｍとに基づいて、構造物９へ入力される総入力エネルギーＥを演算し、総入力エネルギーＥと質量Ｍとに基づいて、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Ｅを演算し、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Ｅと構造物９の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Ｄを演算し、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Ｄと質量Ｍとに基づいて、構造物９の損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Ｄを演算し、診断部１４は、エネルギー吸収能力を参照し、有効入力エネルギーＥ_Ｄに基づいて、構造物９の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する。これにより、構造物９の減衰を考慮した有効入力エネルギーＥ_Ｄを演算できる。このため、構造物９の耐震安全性能をより精度よく診断できる。

【0114】

本実施形態では、演算部１３は、計測された地震動と質量Ｍとに基づいて、構造物９へ入力される総入力エネルギーＥを演算し、総入力エネルギーＥと固有周期Ｔ_dとに基づいて、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Eを演算し、総入力エネルギー等価速度Ｖ_Eと構造物９の減衰とに基づいて、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Dを演算し、有効入力エネルギー等価速度Ｖ_Dと質量Ｍとに基づいて、構造物９の損傷に寄与する有効入力エネルギーＥ_Dを演算し、診断部１４は、エネルギー吸収能力を参照し、有効入力エネルギーＥ_Dに基づいて、構造物９の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する。これにより、構造物９の減衰を考慮した有効入力エネルギーＥ_Dを演算できる。このため、構造物９の耐震安全性能をより精度よく診断できる。

【0115】

本実施形態では、診断部１４は、第１エネルギー吸収能力Ｅ１と、第２エネルギー吸収能力Ｅ１と、第３エネルギー吸収能力Ｅ３と、を参照し、入力エネルギーに基づいて、構造物９の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する。これにより、構造物９が安全性を段階的に把握することができる。このため、構造物９の補修の必要性の要否を的確に把握することが可能となる。

【0116】

本実施形態では、記憶部１１は、過去の入力エネルギーを記憶し、診断部１４は、第１エネルギー吸収能力Ｅ１を超える過去の入力エネルギーを累積した累積エネルギーと、第３エネルギー吸収能力Ｅ３と、に基づいて、構造物９の耐震安全性能Ｓｍを診断した診断結果を生成する。これにより、過去に起きた地震動を考慮した上で、今後起こり得る地震動に対して、構造物９がどの程度耐え得るかを把握することができる。

【0117】

構造物９は、複数の階層を有し、記憶部１１は、各階層におけるエネルギー吸収能力と、前力エネルギーを各階層に分配するためのエネルギー分配率を記憶し、演算部１３は、構造物９へ入力される入力エネルギーと、エネルギー分配率とに基づいて、各階層に入力される入力エネルギーを演算し、診断部１４は、各階層におけるエネルギー吸収能力を参照し、各階層に入力される入力エネルギーに基づいて、各階層の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する。これにより、各階層の耐震安全性能を把握することができる。このため、構造物９の各階層における補修の必要性の要否を把握することが可能となる。

【0118】

本実施形態では、耐震安全性能診断システム１００として説明したが、耐震安全性能診断システム１００の動作をコンピュータに実行させる耐震安全性能診断プログラムとして具現化されてもよい。また、本実施形態では、耐震安全性能診断システム１００として説明したが、耐震安全性能診断システム１００の動作を行う耐震安全性能診断方法として具現化されてもよい。

【0119】

以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

【符号の説明】

【0120】

１００ ：耐震安全性能診断システム
１ ：診断装置
１０１ ：ＣＰＵ
１０２ ：ＲＯＭ
１０３ ：ＲＡＭ
１０４ ：保存部
１０５ ：Ｉ／Ｆ
１０６ ：Ｉ／Ｆ
１０７ ：Ｉ／Ｆ
１０８ ：Ｉ／Ｆ
１１０ ：内部バス
１１１ ：入力装置
１１２ ：計測装置
１１３ ：報知装置
１１４ ：表示装置
１１５ ：警報装置
３ ：管理装置
４ ：公衆通信網
１０ ：筐体
１１ ：記憶部
１２ ：計測部
１３ ：演算部
１４ ：診断部
１５ ：報知部
９ ：構造物
Ｓ１１ ：記憶ステップ
Ｓ１２ ：計測ステップ
Ｓ１３ ：演算ステップ
Ｓ１４ ：診断ステップ
Ｓ１５ ：報知ステップ
Ｘ ：第１方向
Ｙ ：第２方向
Ｚ ：第３方向

【要約】

【課題】地震動が発生した際の構造物の耐震安全性能を診断することが可能となる技術を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る耐震安全性能診断システム１００は、木造の構造物の耐震安全性能を診断するためのものであって、前記構造物の質量と、前記構造物の耐力と変位とに基づいて設定されたエネルギー吸収能力と、を記憶する記憶部と、前記構造物に作用する地震動を計測する計測部と、計測された地震動と前記質量とに基づいて、前記構造物へ入力される入力エネルギーを演算する演算部と、前記エネルギー吸収能力を参照し、前記入力エネルギーに基づいて、前記構造物の耐震安全性能を診断した診断結果を生成する診断部と、前記診断結果を報知する報知部と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図１０

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】