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特許7297209揺れ指標値算出方法、揺れ指標値算出装置及び揺れ指標値算出プログラム
(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】
(24)【登録日】2023-06-16
(45)【発行日】2023-06-26
(54)【発明の名称】揺れ指標値算出方法、揺れ指標値算出装置及び揺れ指標値算出プログラム
(51)【国際特許分類】
G01M 7/02 20060101AFI20230619BHJP
G06F 30/20 20200101ALI20230619BHJP
G06F 30/13 20200101ALI20230619BHJP
【ＦＩ】
G01M7/02 J
G06F30/20
G06F30/13
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2019091512
(22)【出願日】2019-05-14
(65)【公開番号】P2020186995
(43)【公開日】2020-11-19
【審査請求日】2022-04-27
(73)【特許権者】
【識別番号】899000057
【氏名又は名称】学校法人日本大学
(73)【特許権者】
【識別番号】500071290
【氏名又は名称】有限会社住環境設計室
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(74)【代理人】
【識別番号】100126882
【弁理士】
【氏名又は名称】五十嵐 光永
(72)【発明者】
【氏名】ガン ブンタラステンリー
(72)【発明者】
【氏名】影山 千秋
【審査官】奥野 尭也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００２－０７１４４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０６４６９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０７７１０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－１１６０２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０１５７１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０７５５８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０７５８９４４５（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２００９－１７５１３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１６１２１３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ７／０２－ ７／０８
Ｇ０１Ｍ ９９／００
Ｇ０１Ｖ １／００－ １／５２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
地震に対する揺れの程度を示す揺れ指標値を求める揺れ指標値算出方法であって、構造物データに複数の評価位置を設定する評価位置設定工程と、
前記構造物データにシミュレーション用地震波を入力することで得られる前記評価位置ごとの最大加速度を算出する加速度算出工程と、
構造物の固有周期に基づいて、前記シミュレーション用地震波が前記構造物データに入力された場合における前記評価位置ごとの卓越周期を算出する振動周期算出工程と、
前記最大加速度と前記卓越周期とに基づいて前記評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出工程と
を有することを特徴とする揺れ指標値算出方法。
【請求項2】
前記加速度算出工程よりも前に、前記構造物データに設ける地震対策オプションを選択するオプション選択工程を有し、前記加速度算出工程にて前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記最大加速度を算出し、前記振動周期算出工程にて前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記卓越周期を算出する
ことを特徴とする請求項１記載の揺れ指標値算出方法。
【請求項3】
前記揺れ指標値算出工程の後に、先の前記オプション選択工程で選択した地震対策オプションを変更することを特徴とする請求項２記載の揺れ指標値算出方法。
【請求項4】
地震に対する揺れの程度を示す揺れ指標値を求める揺れ指標値算出装置であって、構造物データに複数の評価位置を設定する評価位置設定部と、
前記構造物データにシミュレーション用地震波を入力することで得られる前記評価位置ごとの最大加速度を算出する加速度算出部と、
構造物の固有周期に基づいて、前記シミュレーション用地震波が前記構造物データに入力された場合における前記評価位置ごとの卓越周期を算出する振動周期算出部と、
前記最大加速度と前記卓越周期とに基づいて前記評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出部と
を有することを特徴とする揺れ指標値算出装置。
【請求項5】
前記構造物データに設ける地震対策オプションを選択するオプション選択部を有し、前記加速度算出部は、前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記最大加速度を算出し、
前記振動周期算出部は、前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記卓越周期を算出する
ことを特徴とする請求項４記載の揺れ指標値算出装置。
【請求項6】
前記オプション選択部が、先の前記オプション選択部で選択した地震対策オプションを変更し、前記加速度算出部は、変更された前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記最大加速度を算出し、
前記振動周期算出部は、変更された前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記卓越周期を算出する
ことを特徴とする請求項５記載の揺れ指標値算出装置。
【請求項7】
コンピュータに揺れ指標値を算出させる揺れ指標値算出プログラムであって、前記コンピュータを、
構造物データに複数の評価位置を設定する評価位置設定部と、
前記構造物データにシミュレーション用地震波を入力することで得られる前記評価位置ごとの最大加速度を算出する加速度算出部と、
構造物の固有周期に基づいて、前記シミュレーション用地震波が前記構造物データに入力された場合における前記評価位置ごとの卓越周期を算出する振動周期算出部と、
前記最大加速度と前記卓越周期とに基づいて前記評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出部と
して機能させる
ことを特徴とする揺れ指標値算出プログラム。
【請求項8】
前記コンピュータを、前記構造物データに設ける地震対策オプションを選択するオプション選択部として機能させ、
前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記最大加速度を算出する前記加速度算出部として機能させ、
前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記卓越周期を算出する前記振動周期算出部として機能させる
ことを特徴とする請求項７記載の揺れ指標値算出プログラム。
【請求項9】
前記コンピュータを、先に選択した地震対策オプションを変更する前記オプション選択部として機能させ、 変更された前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記最大加速度を算出する前記加速度算出部として機能させ、
変更された前記地震対策オプションが設けられた前記構造物データに基づいて前記評価位置ごとの前記卓越周期を算出する前記振動周期算出部として機能させる
ことを特徴とする請求項８記載の揺れ指標値算出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、揺れ指標値算出方法、揺れ指標値算出装置及び揺れ指標値算出プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
現在、地震が発生した場合に公的機関から発表される震度は、公的機関が所有する震度計によって計測された結果である。このため、震度計が設置された位置での震度を把握することはできるものの、地震によって特定の構造物がどのように揺れたのかを示すものではない。例えば、特許文献１～３には、構造物の各階に加速度センサを設置し、地震発生後に構造物の各階がどの程度地震によって揺れたかを確認するシステムが開示されている。このような特許文献１～３によれば、地震発生後に既に建造された構造物の各階がどの程度揺れたかを確認することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１４－１１４１４５号公報
【文献】特開２０１１－０９５２３７号公報
【文献】特開２０１７－１９８６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところが、特許文献１～３によっても、例えば今後立てられる構造物の各階や、既に建てられた構造物の各階が、今後発生する地震によってどの程度揺れるのかを示す指標を提供することはできない。実際に、構造物に居住する者にとっては、構造物に施す地震対策の必要性を理解する上で、地震の発生前に構造物の各階がどの程度揺れるのかを知ることは重要である。例えば、過去に発生した大地震と同程度の地震が発生した場合に、これらから建てる自宅の各階がどの程度揺れるのかを数値として示すことができれば、自宅に対してどのような地震対策を施すべきかの理解が容易となり、必要な地震対策を適切に選択することが可能となる。
【0005】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、地震発生前に構造物の複数の位置が各々どの程度揺れるのかを示す数値を提供し、構造物に必要な地震対策を適切に選択可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【0007】
第１の発明は、地震に対する揺れの程度を示す揺れ指標値を求める揺れ指標値算出方法であって、構造物に複数の評価位置を設定する評価位置設定工程と、上記構造物にシミュレーション用地震波を入力することで得られる上記評価位置ごとの加速度を算出する加速度算出工程と、上記構造物の固有周期に基づいて、上記シミュレーション用地震波が上記構造物に入力された場合における上記評価位置ごとの振動周期を算出する振動周期算出工程と、上記加速度と上記振動周期とに基づいて上記評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出工程とを有するという構成を採用する。
【0008】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記加速度算出工程よりも前に、上記構造物に設ける地震対策オプションを選択するオプション選択工程を有し、上記加速度算出工程にて上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記加速度を算出し、上記振動周期算出工程にて上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記振動周期を算出するという構成を採用する。
【0009】
第３の発明は、上記第２の発明において、上記揺れ指標値算出工程の後に、上記オプション選択工程に戻り、先の上記オプション選択工程で選択した地震対策オプションを変更するという構成を採用する。
【0010】
第４の発明は、地震に対する揺れの程度を示す揺れ指標値を求める揺れ指標値算出装置であって、構造物に複数の評価位置を設定する評価位置設定部と、上記構造物にシミュレーション用地震波を入力することで得られる上記評価位置ごとの加速度を算出する加速度算出部と、上記構造物の固有周期に基づいて、上記シミュレーション用地震波が上記構造物に入力された場合における上記評価位置ごとの振動周期を算出する振動周期算出部と、上記加速度と上記振動周期とに基づいて上記評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出部とを有するという構成を採用する。
【0011】
第５の発明は、上記第４の発明において、上記構造物に設ける地震対策オプションを選択するオプション選択部を有し、上記加速度算出部が、上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記加速度を算出し、上記振動周期算出部が、上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記振動周期を算出するという構成を採用する。
【0012】
第６の発明は、上記第５の発明において、上記オプション選択部が、先の上記オプション選択部で選択した地震対策オプションを変更し、上記加速度算出部が、変更された上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記加速度を算出し、上記振動周期算出部が、変更された上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記振動周期を算出するという構成を採用する。
【0013】
第７の発明は、コンピュータに揺れ指標値を算出させる揺れ指標値算出プログラムであって、上記コンピュータを、構造物に複数の評価位置を設定する評価位置設定部と、上記構造物にシミュレーション用地震波を入力することで得られる上記評価位置ごとの加速度を算出する加速度算出部と、上記構造物の固有周期に基づいて、上記シミュレーション用地震波が上記構造物に入力された場合における上記評価位置ごとの振動周期を算出する振動周期算出部と、上記加速度と上記振動周期とに基づいて上記評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出部として機能させるという構成を採用する。
【0014】
第８の発明は、上記第７の発明において、上記コンピュータを、上記構造物に設ける地震対策オプションを選択するオプション選択部として機能させ、上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記加速度を算出する上記加速度算出部として機能させ、上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記振動周期を算出する上記振動周期算出部として機能させるという構成を採用する。
【0015】
第９の発明は、上記第８の発明において、上記コンピュータを、先に選択した地震対策オプションを変更する上記オプション選択部として機能させ、変更された上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記加速度を算出する上記加速度算出部として機能させ、変更された上記地震対策オプションが設けられた上記構造物に基づいて上記評価位置ごとの上記振動周期を算出する上記振動周期算出部として機能させるという構成を採用する。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、地震が発生する前に、構造物に設定された複数の評価位置の各々について、加速度と振動周期とに基づいて揺れ指標値を示すことができる。このため、本発明によれば、構造物に必要な地震対策を評価位置ごとに適切に選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の第１実施形態における揺れ指標値算出装置のハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。
【図2】揺れ指標値算出プログラムがインストールされた本発明の第１実施形態における揺れ指標値算出装置の機能構成を示すブロック図である。
【図3】本発明の第１実施形態における揺れ指標値算出装置を用いた揺れ指標値の算出工程（揺れ指標値算出方法）を示すフローチャートである。
【図4】最大加速度及び卓越周期と、震度との関係を示す関係図である。
【図5】本発明の第１実施形態における揺れ指標値算出装置による具体的な計算例で用いる４階建て建物のモデルの概略図であり、無補強タイプを示す図である。
【図6】本発明の第１実施形態における揺れ指標値算出装置による具体的な計算例で用いる４階建て建物のモデルの概略図であり、ブレーシング補強タイプを示す図である。
【図7】本発明の第１実施形態における揺れ指標値算出装置による具体的な計算例で用いる４階建て建物のモデルの概略図であり、バネ及びダンパ補強タイプを示す図である。
【図8】無補強タイプに対して行った計算の結果を示す表である。
【図10】ブレーシング補強タイプに対して行った計算の結果を示す表である。
【図12】バネ及びダンパ補強タイプに対して行った計算の結果を示す表である。
【図14】無補強タイプと、ブレーシング補強タイプと、バネ及びダンパ補強タイプとで求められた各々の評価位置の震度をまとめた表である。
【図15】本発明の第２実施形態における揺れ指標値算出装置を用いた揺れ指標値の算出工程（揺れ指標値算出方法）を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照して、本発明に係る揺れ指標値算出方法、揺れ指標値算出装置及び揺れ指標値算出プログラムの一実施形態について説明する。
【0019】
（第１実施形態）
図１は、本実施形態の揺れ指標値算出装置１のハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。この図に示すように、揺れ指標値算出装置１は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータによって構成されており、演算処理プロセッサ２と、記憶装置３と、光学ドライブ４と、入力装置５と、出力装置６とを備えている。
図１は、本実施形態の揺れ指標値算出装置１のハードウェア構成を概略的に示すブロック図である。この図に示すように、揺れ指標値算出装置１は、パーソナルコンピュータやワークステーション等のコンピュータによって構成されており、演算処理プロセッサ２と、記憶装置３と、光学ドライブ４と、入力装置５と、出力装置６とを備えている。
【0020】
演算処理プロセッサ２は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）からなり、記憶装置３、光学ドライブ４、入力装置５、及び出力装置６と電気的に接続されており、これらの各種装置から入力される信号を処理すると共に、処理結果を出力する。
【0021】
記憶装置３は、メモリ等の内部記憶装置及びハードディスクドライブ等の外部記憶装置によって構成されており、演算処理プロセッサ２から入力される情報を記憶すると共に演算処理プロセッサ２から入力される指令に基づいて記憶した情報を出力する。このような記憶装置３は、プログラム記憶部３ａとデータ記憶部３ｂとを備えている。
【0022】
プログラム記憶部３ａは、揺れ指標値算出プログラムＰを記憶している。この揺れ指標値算出プログラムＰは、所定のＯＳ（Operating System）において実行されるアプリケーションプログラムであり、コンピュータからなる本実施形態の揺れ指標値算出装置１を揺れ指標値の算出を行うように機能させる。データ記憶部３ｂは、揺れ指標値の算出対象である構造物を表す構造物データＤ１や、揺れ指標値の算出に用いるシミュレーション用地震波を表すシミュレーション用地震波データＤ２を記憶する。また、データ記憶部３ｂは、演算処理プロセッサ２の処理過程において生成される中間データや、演算処理プロセッサ２によって求められた結果である演算結果データも記憶する。
【0023】
光学ドライブ４は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）メディアやＢＤメディアを取り込み可能な装置であり、演算処理プロセッサ２から入力される指令に基づいて、ＤＶＤメディアやＢＤメディアに記憶されたデータを出力する。例えば、揺れ指標値算出プログラムＰは、これらのＤＶＤメディアやＢＤメディアに記憶されており、演算処理プロセッサ２の処理の下に、プログラム記憶部３ａに書き込まれる。
【0024】
入力装置５は、本実施形態の揺れ指標値算出装置１と作業者とのマンマシンインターフェイスであり、キーボードやマウスによって構成されている。出力装置６は、演算処理プロセッサ２から入力される信号を可視化して出力する装置であり、ディスプレイやプリンタによって構成されている。
【0025】
なお、図１には示していないものの、例えば揺れ指標値算出装置１は一般的なコンピュータが備えるハードウェアを備えており、インターネット等を介して外部と通信を行う通信装置等を備えている。
【0026】
図２は、上述の揺れ指標値算出プログラムＰがインストールされた本実施形態の揺れ指標値算出装置１の機能構成を示すブロック図である。この図に示すように、本実施形態の揺れ指標値算出装置１は、初期設定部１１と、評価位置設定部１２と、オプション選択部１３と、構造物応答算出部１４（加速度算出部）と、振動周期算出部１５と、揺れ指標値算出部１６と、出力部１７とを有している。なお、本実施形態の揺れ指標値算出装置１が備えるこれらの機能部は、上述のハードウェアにより具現化されている。
【0027】
初期設定部１１は、揺れ指標値を算出する構造物の構造物データＤ１や、揺れ指標値を算出するのに用いるシミュレーション用地震波データＤ２、構造物が設けられる地盤の特性を示す地盤データ等の設定を行う。例えば、構造物データＤ１やシミュレーション用地震波データＤ２が複数存在する場合には、初期設定部１１は、これら複数の構造物データＤ１及び複数のシミュレーション用地震波データＤ２の１つを例えば入力装置５からの入力指令に基づいて決定する。
【0028】
なお、シミュレーション用地震波データＤ２は、地震波を示すデータであり、一定の期間に地盤がどのように振動するかを示している。このようなシミュレーション用地震波データＤ２としては、実際に発生した過去の地震波データを用いることができる。このように、シミュレーション用地震波データＤ２として、過去の地震波データを用いることによって、どの程度の地震の場合に構造物がどのように揺れるのかの想像が容易となる。
【0029】
評価位置設定部１２は、揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて、初期設定部１１によって決定された構造物データＤ１が示す構造物に対して複数の評価位置を設定する。例えば、構造物が複数階の建物である場合には、各階に評価位置を設定する。この評価位置は、揺れ指標値を求める位置を示している。つまり、本実施形態の揺れ指標値算出装置１によれば、評価位置ごとに揺れ指標値が算出される。なお、評価位置設定部１２は、例えば入力装置５からの入力指令に基づいて評価位置を設定する。
【0030】
このような評価位置設定部１２は、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１が揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて動作することで具現化されている。つまり、揺れ指標値算出プログラムＰは、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１を、構造物に複数の評価位置を設定する評価位置設定部１２として機能させる。
【0031】
オプション選択部１３は、揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて、構造物に設ける地震対策オプションを選択する。例えば、記憶装置３に対して複数の地震対策オプションを示すデータが記憶されており、オプション選択部１３は、例えば入力装置５からの入力指令に基づいて１つあるいは複数の地震対策オプションを選択する。なお、オプション選択部１３による地震対策オプションの選択は必須ではなく、構造物に対して地震対策オプションを施さずに揺れ指標値を算出することも可能である。
【0032】
このようなオプション選択部１３は、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１が揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて動作することで具現化されている。つまり、揺れ指標値算出プログラムＰは、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１を、構造物に設ける地震対策オプションを選択するオプション選択部１３として機能させる。
【0033】
このような地震対策オプションとしては、特に限定されるものではなく、地震発生時に構造物の揺れを低減可能な対策を意味する。例えば地震対策オプションとしては、ブレーシング、ダンパ、バネ、耐力壁、鋼管杭、接合金物、免振ゴム等が挙げられる。オプション選択部１３は、これらの地震対策オプションの１つあるいは複数が選択された場合には、これらの地震対策オプションを示すデータを初期設定部１１で設定された構造物の構造物データＤ１に組み込む。これによって、地震対策オプションが設けられた構造物の構造物データＤ１が作成される。
【0034】
構造物応答算出部１４は、揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて、構造物にシミュレーション用地震波を入力することで得られる評価位置ごとの地震波に対する応答値を算出する。ここでは、構造物応答算出部１４は、地震波に対する評価位置ごとの応答値として、加速度、速度、変位、断面力等を求める。構造物応答算出部１４は、例えば時刻歴応答解析を行うことによって評価位置ごとの地震波に対する応答値を算出する。なお、構造物応答算出部１４は、許容応力度等計算や限界耐力計算を行うことによって評価位置ごとの地震波に対する応答値を算出することも可能である。
【0035】
このような構造物応答算出部１４は、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１が揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて動作することで具現化されている。つまり、揺れ指標値算出プログラムＰは、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１を、構造物にシミュレーション用地震波を入力することで得られる評価位置ごとの加速度を算出する加速度算出部として機能させる。
【0036】
振動周期算出部１５は、揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて、構造物応答算出部１４によって求められた応答加速度を用いて、評価位置ごとに構造物の固有周期に基づいて振動周期を求める。つまり、振動周期算出部１５は、構造物の固有周期に基づいてシミュレーション用地震波が構造物に入力された場合における評価位置ごとの振動周期を求める。ここでは、振動周期算出部１５は、構造物応答算出部１４によって求められた評価位置ごとの応答加速度の経時変化をフーリエ変換し、評価位置に対して最も影響を与える卓越周期を上記振動周期として評価位置ごとに算出する。
【0037】
このような振動周期算出部１５は、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１が揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて動作することで具現化されている。つまり、揺れ指標値算出プログラムＰは、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１を、構造物の固有周期に基づいてシミュレーション用地震波が構造物に入力された場合における評価位置ごとの振動周期を算出する振動周期算出部１５として機能させる。
【0038】
揺れ指標値算出部１６は、揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて、構造物応答算出部１４で求められた加速度と振動周期算出部１５で求められた振動周期とに基づいて評価位置ごとの揺れ指標値を求める。例えば、揺れ指標値算出部１６は、各々の評価位置の最大加速度と卓越周期とを、気象庁より発表されている周期及び加速度と震度との関係を示すグラフに当てはめ、各々の評価位置における震度を揺れ指標値として算出する。なお、揺れ指標値は、速度と振動周期との関係から求められる値であれば、震度に限られるものではない。
【0039】
このような揺れ指標値算出部１６は、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１が揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて動作することで具現化されている。つまり、揺れ指標値算出プログラムＰは、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１を、コンピュータからなる揺れ指標値算出装置１を、加速度と振動周期とに基づいて評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出部として機能させる。
【0040】
出力部１７は、揺れ指標値算出部１６で求められた揺れ指標値を評価位置ごとに視覚化して出力する。例えば、出力装置６がディスプレイであり、評価位置が構造物の各階に設定され、揺れ指標値が震度である場合には、出力部１７によって、ディスプレイ上に構造物の各階の震度が表示されることになる。
【0041】
図３は、本実施形態の揺れ指標値算出装置１を用いた揺れ指標値の算出工程（揺れ指標値算出方法）を示すフローチャートである。
【0042】
この図に示すように、揺れ指標値を算出する場合には、まず初期設定部１１によって、初期設定を行う（ステップＳ１）。ここでは、例えば、作業者が入力装置５を用いて、構造物データＤ１、地盤データ及びシミュレーション用地震波データＤ２を選択する。このようにデータが選択されると、初期設定部１１によって選択されたデータが記憶され、必要な初期設定がなされる。
【0043】
続いて、評価位置の設定を行う（ステップＳ２）。ここでは、例えば、作業者が入力装置５を用いて、構造物データＤ１が示す構造物において複数の評価位置を選択する。このように評価位置が選択されると、評価位置設定部１２によって構造物の複数の位置に評価位置が設定される。このようなステップＳ２の工程は、構造物に複数の評価位置を設定する評価位置設定工程に相当する。
【0044】
続いて、地震対策オプションの選択を行う（ステップＳ３）。ここでは、例えば、作業者が入力装置５を用いて、予め記憶装置３に記憶された地震対策オプションを選択する。このように地震対策オプションが選択されると、オプション選択部１３によって地震対策オプションが決定され、構造物データＤ１に対して地震対策オプションを示すデータが組み込まれる。このようなステップＳ３の工程は、後述する構造物応答算出工程（加速度算出工程を含む工程）よりも前に、構造物に設ける地震対策オプションを選択するオプション選択工程に相当する。
【0045】
なお、ステップＳ３にて、地震対策オプションを付加する選択を行わないことも可能である。このような場合には、ステップＳ１で設定された構造物データＤ１に対して地震対策オプションを示すデータを組み込むことなくステップＳ４に移行する。
【0046】
続いて、構造物応答の算出を行う（ステップＳ４）。ここでは、構造物応答算出部１４によって、構造物データＤ１及びシミュレーション用地震波データＤ２に基づいて、構造物にシミュレーション用地震波が入力された場合の応答値（加速度、速度、変位、断面力等）を評価位置ごとに算出する。例えば、構造物応答算出部１４は、時刻歴応答解析を行うことによって、評価位置ごとの地震波に対する応答値を算出する。このようなステップＳ４の工程は、構造物にシミュレーション用地震波を入力することで得られる評価位置ごとの応答値を算出する構造物応答算出工程に相当し、評価位置ごとの加速度を算出する加速度算出工程を含む工程である。
【0047】
なお、ステップＳ３にて地震対策オプションを付加する選択がされている場合には、構造物応答算出部１４は、地震対策オプションが設けられた構造物に基づいて評価位置ごとの加速度等を算出する。
【0048】
続いて、評価位置ごとに振動周期を算出する（ステップＳ５）。ここでは、振動周期算出部１５によって、ステップＳ４で求められた加速度と、予め記憶装置３に記憶された構造物の固有周期とに基づいて、シミュレーション用地震波が構造物に入力された場合における評価位置ごとの振動周期を求める。なお、本実施形態においては、構造物応答算出部１４にて算出された加速度（応答加速度）の経時変化をフーリエ変換し、その評価位置に対して最も影響を与える卓越周期を振動周期として算出する。このようなステップＳ５の工程は、構造物の固有周期に基づいて、シミュレーション用地震波が構造物に入力された場合における評価位置ごとの振動周期を算出する振動周期算出工程に相当する。
【0049】
なお、ステップＳ３にて地震対策オプションを付加する選択がされている場合には、振動周期算出部１５は、地震対策オプションが設けられた構造物に基づいて評価位置ごとの振動周期を算出する。
【0050】
続いて、評価位置ごとに揺れ指標値を算出する（ステップＳ６）。ここでは、揺れ指標値算出部１６によって、ステップＳ４で求められた加速度と、ステップＳ５で求められた振動周期とに基づいて、評価位置ごとに震度を揺れ指標値として算出する。図４は、最大加速度及び卓越周期と、震度との関係を示す関係図である。揺れ指標値算出部１６は、例えば、図４に示す関係図を示すデータに基づき、最大加速度と卓越周期との交点位置から震度を算出する。このようなステップＳ６の工程は、加速度と振動周期とに基づいて評価位置ごとの揺れ指標値を求める揺れ指標値算出工程に相当する。
【0051】
続いて、ステップＳ６で求められた揺れ指標値である震度を評価位置ごとに出力する（ステップＳ７）。ここでは、出力部１７によって、ステップＳ６で求められた震度を評価位置ごとに出力する。例えば、構造物が複数階の建物であり、評価位置が建物の各階に設定されている場合には、建物の各階の震度を出力する。
【0052】
このような本実施形態の揺れ指標値算出装置１、揺れ指標値算出方法及び揺れ指標値算出プログラムＰによれば、地震が発生する前に、構造物に設定された複数の評価位置の各々について、加速度と振動周期とに基づいて揺れ指標値を示すことができる。このため、本実施形態の揺れ指標値算出装置１、揺れ指標値算出方法及び揺れ指標値算出プログラムＰによれば、構造物に必要な地震対策を評価位置ごとに適切に選択することが可能となる。
【0053】
また、本実施形態の揺れ指標値算出装置１、揺れ指標値算出方法及び揺れ指標値算出プログラムＰにおいては、構造物に設ける地震対策オプションが選択可能とされ、地震対策オプションが選択された場合には、地震対策オプションが設けられた構造物に基づいて評価位置ごとの加速度及び振動周期を算出している。このため、地震対策オプションを構造物に設けた場合における揺れ指標値を求めることができ、例えば、地震対策オプションを構造物に設けた場合と、地震対策オプションを構造物に設けない場合とにおける揺れ指標値の変化を容易に把握することができる。
【0054】
ここで、本実施形態の揺れ指標値算出装置１による具体的な計算例について説明する。本計算例では、地震対策オプションの選択前の構造物データＤ１として、図５に示す４階建て建物のモデルＭを用いた。このようなモデルＭに対して地震対策オプションを設けていない図５に示すタイプ（無補強タイプ）と、上記モデルＭに対して図６に示すように地震対策オプションとしてブレーシングＢを設けたタイプ（ブレーシング補強タイプ）と、上記モデルＭに対して図７に示すように地震対策オプションとしてバネ及びダンパを含む制震機構Ｓを設けたタイプ（バネ及びダンパ補強タイプ）との各々を用いて計算を行った。
【0055】
また、本計算例では、シミュレーション用地震波データＤ２として２０００年１０月６日で鳥取県西部を震源として発生した鳥取県西部地震の地震波データを用いた。また、本計算例では、４階建て建物であるモデルＭの１階～４階の各階及び屋根に評価位置を設定し、これらの評価位置ごとに揺れ指標値として震度を求めた。
【0056】
図８は、無補強タイプに対して行った計算の結果を示す表である。図８に示すように、１階～４階の各階及び屋根において卓越周期は０．３６秒であった。また、１階の最大加速度は１１７．２ｃｍ／ｓ２であり、２階の最大加速度は１７７．６ｃｍ／ｓ２であり、３階の最大加速度は４２２．７ｃｍ／ｓ２であり、４階の最大加速度は６３２．０ｃｍ／ｓ２であり、屋根の最大加速度は７７２．７ｃｍ／ｓ２であった。
【0057】
図９は、無補強タイプに対する計算で得られた各々の評価位置の最大加速度と卓越周期とを、図４に示す関係図（震度階級図）に当てはめた図である。この図に示すように、無補強タイプにおいては、１階の震度は５弱、２階の震度は５強、３階の震度は６弱、４階の震度は６強、屋根の震度は６強となった。
【0058】
図１０は、ブレーシング補強タイプに対して行った計算の結果を示す表である。図１０に示すように、１階～４階の各階及び屋根において卓越周期は０．１７秒であった。また、１階の最大加速度は１１６．８ｃｍ／ｓ２であり、２階の最大加速度は１１９．４ｃｍ／ｓ２であり、３階の最大加速度は１６４．６ｃｍ／ｓ２であり、４階の最大加速度は２５４．２ｃｍ／ｓ２であり、屋根の最大加速度は３４９．１ｃｍ／ｓ２であった。
【0059】
図１１は、ブレーシング補強タイプに対する計算で得られた各々の評価位置の最大加速度と卓越周期とを、図４に示す関係図（震度階級図）に当てはめた図である。この図に示すように、ブレーシング補強タイプにおいては、１階の震度は４、２階の震度は４、３階の震度は５弱、４階の震度は５弱、屋根の震度は５強となった。
【0060】
図１２は、バネ及びダンパ補強タイプに対して行った計算の結果を示す表である。図１２に示すように、１階～４階の各階及び屋根において卓越周期は０．９２秒であった。また、１階の最大加速度は１１４．７ｃｍ／ｓ２であり、２階の最大加速度は１２４．０ｃｍ／ｓ２であり、３階の最大加速度は１３３．６ｃｍ／ｓ２であり、４階の最大加速度は１６４．１ｃｍ／ｓ２であり、屋根の最大加速度は１８９．７ｃｍ／ｓ２であった。
【0061】
図１３は、バネ及びダンパ補強タイプに対する計算で得られた各々の評価位置の最大加速度と卓越周期とを、図４に示す関係図（震度階級図）に当てはめた図である。この図に示すように、ブレーシング補強タイプにおいては、１階の震度は５強、２階の震度は５強、３階の震度は５強、４階の震度は５強、屋根の震度は６弱となった。
【0062】
図１４は、無補強タイプと、ブレーシング補強タイプと、バネ及びダンパ補強タイプとで求められた各々の評価位置の震度をまとめた表である。この図から、鳥取県西部地震と同様の地震が発生した場合には、ブレーシングによる補強が、無補強やバネ及びダンパ補強よりも構造物の揺れの低減に有効であることが容易に理解できる。
【0063】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について、図１５を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
次に、本発明の第２実施形態について、図１５を参照して説明する。なお、本実施形態の説明において、上記第１実施形態と同様の部分については、その説明を省略あるいは簡略化する。
【0064】
図１５は、本実施形態の揺れ指標値算出装置を用いた揺れ指標値の算出工程（揺れ指標値算出方法）を示すフローチャートである。本実施形態においては、ステップＳ３において、複数の地震対策オプションの選択を行う。また、本実施形態においては、上記第１実施形態におけるステップＳ６とステップＳ７との間に、ステップＳ３で選択された全ての地震対策オプションを用いて揺れ指標値を算出した否かの判定ステップ（ステップＳ１０）が新たに設けられている。ステップＳ１０で、全ての地震対策オプションを用いて揺れ指標値を算出していないと判定された場合には、オプション選択部１３によって地震対策オプションの変更（ステップＳ１１）を行い、再びステップＳ４に戻る。なお、このようなステップＳ１０及びステップＳ１１で示す工程は、揺れ指標値算出プログラムＰに基づいて揺れ指標値算出装置１が行う。このように、本実施形態によれば、先の揺れ指標値算出工程の後に、先のオプション選択工程で選択した地震対策オプションを変更する。
【0065】
このような本実施形態においては、ステップＳ３で選択された地震対策オプションが、１つずつ変更され、地震対策オプションの１つずつに対して構造物の評価位置ごとの揺れ指標値が算出される。このため、本実施形態によれば、異なる地震対策オプションの効果を容易に理解することが可能となる。
【0066】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の趣旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0067】
例えば、上記実施形態においては、構造物が複数階の建物である場合に、各階に１つの評価位置を設定する構成について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各階に複数の評価位置を設定することも可能である。
【符号の説明】
【0068】
１……揺れ指標値算出装置、１１……初期設定部、１２……評価位置設定部、１３……オプション選択部、１４……構造物応答算出部（加速度算出部）、１５……振動周期算出部、１６……揺れ指標値算出部、１７……出力部、Ｄ１……構造物データ、Ｄ２……シミュレーション用地震波データ、Ｐ……揺れ指標値算出プログラム
【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】