特許 7369424 建造物の耐用年数の評価方法及び評価システム

(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】2023-10-18

(45)【発行日】2023-10-26

(54)【発明の名称】建造物の耐用年数の評価方法及び評価システム

(51)【国際特許分類】

   G01M 99/00 20110101AFI20231019BHJP

   G01H 13/00 20060101ALI20231019BHJP

【ＦＩ】

G01M99/00 Z

G01H13/00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019132902

(22)【出願日】2019-07-18

(65)【公開番号】P2021018111

(43)【公開日】2021-02-15

【審査請求日】2022-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】310013602

【氏名又は名称】一般社団法人 レトロフィットジャパン協会

(74)【代理人】

【識別番号】110002446

【氏名又は名称】弁理士法人アイリンク国際特許商標事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100076163

【弁理士】

【氏名又は名称】嶋 宣之

(72)【発明者】

【氏名】阿部 秀幸

(72)【発明者】

【氏名】崔 井圭

【審査官】岩永 寛道

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－１３４４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１２９６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２６１７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００８８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－２４７４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０６４８５５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ １３／００－ １３／０４５

Ｇ０１Ｍ ９９／００

Ｇ０１Ｈ １／００－ １７／００

Ｇ０１Ｍ ７／０２

Ｇ０６Ｑ １０／０４

Ｇ０６Ｑ ５０／０８－ ５０／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

測定対象の建造物において経時的に減少する固有振動数の漸減モデルＤを作成するプロセスと、
上記建造物の等価モデルＢを作成するプロセスと、
上記建造物の耐震限界値を設定するプロセスと、
上記等価モデルＢを用いて、上記耐震限界値を超える基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスと、
特定された上記基準固有振動数ｆｘを上記漸減モデルＤに当てはめて上記建造物の耐用年数を特定するプロセスと
を実行する建造物の耐用年数評価方法。

【請求項2】

上記基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスは、
想定地震波形を特定するプロセスと、
上記想定地震波形に基づいて上記等価モデルＢを振動させるプロセスと、
上記等価モデルＢの変位量を特定するプロセスと、
特定された変位量が上記耐震限界値を超えたときの固有振動数を基にして基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスと
を含む請求項１に記載の建造物の耐用年数評価方法。

【請求項3】

上記基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスは、
想定地震波形を特定するプロセスと、
特定時点の建造物の固有振動数から複数の推定固有振動数を特定するプロセスと、
上記想定地震波形に基づいて、上記複数の推定固有振動数ごとに上記等価モデルＢを振動させるプロセスと、
上記各推定固有振動数に基づいた等価モデルＢの変位量を特定するプロセスと、
特定された変位量が上記耐震限界値を超えたときの推定固有振動数を基準固有振動数とするプロセスと
を含む請求項１に記載の建造物の耐用年数評価方法。

【請求項4】

上記基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスは、
複数の想定地震波形を特定するプロセスと、
特定時点の上記建造物の固有振動数から複数の推定固有振動数を特定するプロセスと、
上記複数の想定地震波形のそれぞれに上記複数の推定固有振動数を対応させて、それら推定固有振動数ごとに上記等価モデルＢを振動させるプロセスと、
上記想定地震波形ごとに各推定固有振動数に基づいた等価モデルＢの変位量を特定するプロセスと、
特定された上記変位量が上記耐震限界値を超えた推定固有振動数を、比較固有振動数として上記想定地震波形ごとに特定するプロセスと、
上記比較固有振動数を比較するプロセスと、
上記比較結果に基づいて基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスと
を含む請求項１に記載の建造物の耐用年数評価方法。

【請求項5】

上記基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスは、
上記等価モデルＢを用いて変位量－抵抗力相関特性における上記建造物の弾性限界点を特定するプロセスと、
上記変位量－抵抗力相関特性において、上記弾性限界点以下の抵抗力の範囲で上記建造物の耐震限界点を設定するプロセスと、
上記耐震限界点になる固有振動数を上記基準固有振動数ｆｘとするプロセスと
を含む請求項１に記載の建造物の耐用年数評価方法。

【請求項6】

演算部と、
上記演算部に接続された記憶部と、
上記演算部または記憶部にデータを入力する入力部と、
上記演算部で演算された演算結果を出力する出力部とからなり、
上記記憶部には、
評価対象である建造物の特定時点の固有振動数を基に作成された経時的に減少していく固有振動数の漸減モデルＤが記憶され、
上記演算部は、
耐震限界値を設定する機能と、
上記記憶部もしくは上記入力部から、固有振動数をパラメータとする上記建造物の等価モデルＢが入力されたとき、この等価モデルＢが上記耐震限界値を超える基準固有振動数ｆｘを特定する機能と、
特定した上記基準固有振動数ｆｘを上記漸減モデルＤに当てはめて、上記基準固有振動数ｆｘに対応する経過年数を特定する機能と、
上記特定した経過年数に基づいて耐用年数を算出し、それを上記出力部へ出力する機能と
を備えた建造物の耐用年数評価システム。

【請求項7】

上記記憶部には、
１または複数の想定地震波形が記憶され、
上記演算部は、
上記等価モデルＢに複数の推定固有振動数を当てはめながらその等価モデルＢを上記想定地震波形で振動させる機能と、
上記振動による等価モデルＢの変位量を、上記想定地震波形ごと、推定固有振動数ごとに算出する機能と、
上記想定地震波形ごとに算出された変位量の最大値が予め設定された耐震限界値を超える推定固有振動数を、比較固有振動数として上記想定地震波形ごとに特定する機能と、
予め設定されたルールに基づいて、上記比較固有振動数から基準固有振動数ｆｘを特定する機能と
を備えた請求項６に記載の建造物の耐用年数評価システム。

【請求項8】

上記演算部は、
上記等価モデルＢを用い、上記特定時点の固有振動数をもとにした変位量－抵抗力相関特性を作成する機能と、
この変位量－抵抗力相関特性における弾性限界点を特定する機能と、
上記弾性限界点以下の抵抗力の範囲で上記耐震限界値を設定する機能と、
変位量－抵抗力相関特性が、上記耐震限界点に重なる固有振動数を、上記基準固有振動数ｆｘとして特定する機能と
を備えた請求項６に記載の建造物の耐用年数評価システム。

【請求項9】

上記演算部は、
上記記憶部もしくは上記入力部から入力された、上記建造物の特定時点における固有振動数を基にして上記漸減モデルＤを作成する機能と、
上記記憶部もしくは上記入力部から入力された建造物の高さ、質量及び上記特定時点の固有振動数に基づいて上記等価モデルＢを作成する機能と
を備えた請求項７または８に記載の建造物の耐用年数評価システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、建造物の耐用年数の評価方法及び評価システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来から建造物の耐用年数として、固定資産の減価償却の算出基礎とするための法定耐用年数が知られている。この法定耐用年数は、建造物を構造や用途によって分類し、その分類ごとに一律に決められたものである。このように一律に決められた法定耐用年数は、建造物の経済価値の評価基準にされていた。
特に文献調査は行なっていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

上記したように法定耐用年数は建造物の分類ごとに一律に決められたものであって、個々の建造物の実情を考慮したものではない。そのため、法定耐用年数を経過した建造物は、どのようなものでも全て経済価値がないものと判断されてしまう。
しかし、なかには法定耐用年数の残存年数がゼロになっても、十分に経済価値が認められる建造物もある。

【0004】

このように法定耐用年数によって建造物の経済価値が否定されれば、経済の活性化に悪影響を及ぼす可能性がある。
つまり、一律に定められた法定耐用年数は、建造物の実態にマッチせず、建造物の価値評価の指標として適切なものではなかった。

【0005】

この発明の目的は、建造物の価値評価の指標として利用できる建造物の実態にあった耐用年数の評価方法及び評価システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の発明は、建造物の耐用年数の評価方法である。
まず、測定対象の建造物において経時的に減少する固有振動数の漸減モデルＤを作成するとともに、上記建造物の等価モデルＢを作成する。また、上記建造物の耐震限界値を設定し、上記建造物の等価モデルＢを用いて、上記耐震限界値を超える基準固有振動数ｆｘを特定する。上記基準固有振動数ｆｘを特定したら、この基準固有振動数ｆｘを上記漸減モデルＤに当てはめて上記建造物の耐用年数を特定する。
上記等価モデルＢとは、測定対象の建造物と同じ振動特性を示すモデルのことである。

【0007】

第２の発明は、上記基準固定振動数ｆｘを特定するプロセスが、想定地震波形を特定するプロセスと、上記想定地震波形に基づいて上記等価モデルＢを振動させるプロセスと、上記等価モデルＢの変位量を特定するプロセスと、特定された変位量が上記耐震限界値を超えたときの固有振動数を基にして基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスとを含んでいる。

【0008】

第３の発明は、上記基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスが、想定地震波形を特定するプロセスと、特定時点の建造物の固有振動数から複数の推定固有振動数を特定するプロセスと、上記想定地震波形に基づいて、上記複数の推定固有振動数ごとに上記等価モデルＢを振動させるプロセスと、上記各推定固有振動数に基づいた等価モデルＢの変位量を特定するプロセスと、特定された変位量が上記耐震限界値を超えたときの推定固有振動数を基準固有振動数とするプロセスとを含んでいる。

【0009】

上記推定固有振動数とは、上記特定時点例えば現時点の固有振動数から将来を人為的に推定したものである。このような推定固有振動数を複数特定し、この特定された複数の推定固有振動数を等価モデルＢに順次入力して、この推定固有振動数に対応した変位量を特定するようにしている。なお、複数の固有振動数をどのように特定するかは、人為的に決められる。
例えば、人が建造物を評価して将来も十分な強度が認められると判断した場合には、推定固有振動数を総体的に小さな値にする。反対に、強度が見込めない場合には、推定固有振動数を総体的に大きな値にする。このように人の評価も加味した点もこの発明の大きな特徴である。

【0010】

第４の発明の基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスは、複数の想定地震波形を特定するプロセスと、特定時点の上記建造物の固有振動数から複数の推定固有振動数を特定するプロセスと、上記複数の想定地震波形のそれぞれに上記複数の推定固有振動数を対応させて、それら推定固有振動数ごとに上記等価モデルＢを振動させるプロセスと、上記想定地震波形ごとに各推定固有振動数に基づいた等価モデルＢの変位量を特定するプロセスと、特定された上記変位量が上記耐震限界値を超えた推定固有振動数を、比較固有振動数として上記想定地震波形ごとに特定するプロセスと、上記比較固有振動数を比較するプロセスと、上記比較結果に基づいて基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスとを含む。
なお、この比較固有振動数は、想定地震波形ごとに変位量が上記耐震限界値を超えるものとして特定される。このようにして特定された複数の比較固有振動数は互いに比較され、これらの比較固有振動数から上記基準固有振動数ｆｘが決められる。

【0011】

なお、比較固有振動数の比較に基づいて基準固有振動数ｆｘを特定する方法は、どのようなものでもよい。例えば、複数の比較固有振動数の平均値や中央値を採用したり、最大値を採用したり、最小値を採用したりするなど、そのためのルールを予め設定しておけばよい。要するに、建造物の種類や立地条件などに基づいて最適な基準固有振動数が求められるならどのようなルールを用いてもよい。
このようなルールを基にして、例えば複数の比較固有振動数のうち最大値を基準固有振動数ｆｘとすれば、建造物の耐用年数が相対的に短く算出されるので、より厳しく評価したことになる。反対に、比較固有振動数のうちの最小値を基準固有振動数ｆｘとすれば、建造物の耐用年数を甘く評価したことになる。

【0012】

第５の発明の上記基準固有振動数ｆｘを特定するプロセスでは、上記等価モデルＢを用いて変位量－抵抗力相関特性における上記建造物の弾性限界点を特定するプロセスと、上記変位量－抵抗力相関特性において、上記弾性限界点以下の抵抗力の範囲で上記建造物の耐震限界点を設定するプロセスと、上記耐震限界点になる固有振動数を上記基準固有振動数ｆｘとするプロセスとを含む。

【0013】

第６の発明は、演算部が設定された耐震限界値に基づいて、等価モデルＢが上記耐震限界値を超える基準固有振動数ｆｘを特定する。この基準固有振動数ｆｘを固有振動数の漸減モデルＤに当てはめて建造物の耐用年数を算出する。

【0014】

第７の発明は、第６の発明を前提とし、記憶部に１または複数の想定地震波形が記憶されている。これら想定地震波形ごとに、耐震限界値を超える固有振動数である比較固有振動数を特定できる。したがって、建造物がある地域の過去の地震に基づいて複数の想定地震波形を特定すれば、地域特性を考慮した耐用年数を算出できる。

【0015】

第８の発明は第６の発明を前提とし、上記演算部が、上記等価モデルＢを用い、上記特定時点の固有振動数をもとにした変位量－抵抗力相関特性を作成する機能と、この変位量－抵抗力相関特性における弾性限界点を特定する機能と、上記弾性限界点以下の抵抗力の範囲で上記耐震限界値を設定する機能と、変位量－抵抗力相関特性が、上記耐震限界点に重なる固有振動数を、上記基準固有振動数ｆｘとして特定する機能とを備えている。

【0016】

第９の発明は、上記演算部が、上記記憶部もしくは上記入力部から入力された、上記建造物の特定時点における固有振動数を基にして上記漸減モデルＤを作成する機能と、上記記憶部もしくは上記入力部から入力された建造物の高さ、質量及び上記特定時点の固有振動数に基づいて上記等価モデルＢを作成する機能とを備えている。

【発明の効果】

【0017】

この発明では、評価対象の建造物の等価モデルＢを用いて、耐震限界値に対応する基準固有振動数を特定し、この基準固有振動数から耐用年数を特定することができる。建造物の固有振動数に基づいて特定された耐用年数は、法定耐用年数のように一律に決められたものではなく、建造物の個性を反映したものとなる。そのため、この発明の耐用年数は、建造物の実態にマッチしたもので、建造物の価値評価の指標として用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】第１実施形態のシステムを運用する装置を示すブロック図である。

【図2】第１実施形態における建造物の固有振動数の漸減モデルＤを示したグラフである。

【図3】第１実施形態の評価対象である建造物を示す概略図である。

【図4】第１実施形態の建造物の等価モデルＢである。

【図5】第２実施形態における建造物の等価モデルＢの変位量－抵抗力相関特性を示したグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

図１～４に示したこの発明の第１実施形態は、図１に示すように、演算部１と記憶部２とからなる演算装置３を備えている。この演算装置３には、入力部４と出力部５とが接続されている。

【0020】

上記演算部１は、時間差を有する特定時点の少なくとも２点の固有振動数が入力されたとき、図２に示した漸減モデルＤを作成する機能を備えている。
上記特定時点の２点の固有振動数とは、特定時点の第１の固有振動数と、この特定時点に対して時間差を保った他の特定時点における第２の固有振動数とである。

【0021】

なお、第１の固有振動数は、例えば新築時の建築仕様書など、過去の記録に基づいて特定してもよいし、現時点の固有振動数をもって第１の固有振動数としてもよい。現時点の固有振動数を第１の固有振動数としたときには、現時点よりもさらに先の将来の固有振動数を別に測定して、それを第２の固有振動数としなければならない。

【0022】

上記のように２点の固有振動数が演算部１に入力されると、演算部１は上記２点を結ぶ直線グラフからなる漸減モデルＤを作成する。このようにして作成された漸減モデルＤは、横軸を建造物の新築時からの経過期間、縦軸を当該建造物の固有振動数としたグラフである。この漸減モデルＤの直線は図２に示すように固有振動数が経時的に徐々に減少していく特性を示すことになる。

【0023】

しかも、この漸減モデルＤにおける当該建造物６（図３参照）の固有振動数は建造物の剛性に比例する。したがって、この漸減モデルＤは経過期間に伴って剛性が低下することを示すことになる。このようにした漸減モデルＤによって当該建造物の剛性の経時変化を予測することができる。

【0024】

なお、特定時点の固有振動数を演算部１が演算するときには、測定対象である当該建造物６の最下部と最上部の２箇所に振動センサ７，８を設置し、当該建造物６の常時振動を検出する。この常時振動データが演算部１に入力されると、演算部１は振動解析をして現時点の固有振動数を演算するとともに、これら常時振動データ及び固有振動数を記憶部２に記憶させる。
なお、記憶部２に記憶させる固有振動数は、上記演算部１とは別の演算装置で演算し、演算結果だけを記憶部２に記憶させてもよい。

【0025】

また、記憶部２には建造物の等価モデルＢがあらかじめ記憶されている。
この記憶された等価モデルＢは、図４に示すように建造物の質量ｍを示す質点９、建造物の剛性ｋを示すばね部材１０及び建造物の減衰Ｃｂを示すダンパ１１とからなる。
なお、この第１実施形態では、当該建造物の仕様書などの建造物情報から質量ｍを特定し、上記振動解析から減衰Ｃｂを特定する。ただし、減衰Ｃｂは他の計算によって求めてもよいし、その他公の基準によって決められている減衰の値をそのまま用いてもよい。
また、当該建造物の剛性ｋは固有振動数の関数として演算部１が演算するようにしている。

【0026】

次に、この第１実施形態のシステムを用いたシミュレーションについて説明する。
測定対象の建造物６が特定されたら、その新築時の建造物情報に基づいて演算部１は新築時の固有振動数ｆ０を演算して記憶部２に記憶させる。なお、新築時の建造物情報から固有振動数を直接入手できる場合には、演算部１で演算することなく、その固有振動数ｆ０を、入力部４を介して記憶部２に記憶させてもよい。

【0027】

また、現時点の固有振動数ｆ１は次のようにして求められる。
図３に示すように、測定対象として特定された建造物６の最下部及び最上部の中心に振動センサ７，８を設置する。これらの振動センサ７，８が当該建造物６の常時振動データを検出し、入力部４を介して上記常時振動データを演算部１に入力する。常時振動データが入力されると、演算部１はこのデータを振動解析して現状の固有振動数ｆ１を算出し、これを記憶部２に記憶させるとともに上記常時振動データも記憶部２に記憶させる。

【0028】

固有振動数ｆ１を算出したら、演算部１は、上記固有振動数ｆ０を第１の固有振動数とし、固有振動数ｆ１を第２の固有振動数とし、これら固有振動数ｆ０，ｆ１を通る直線グラフからなる漸減モデルＤを作成して記憶部２に記憶させる。
なお、新築時の建造物情報から上記固有振動数ｆ０が求められないときには、時間差を保って少なくとも２回測定して第１，２の固有振動数を特定すればよい。

【0029】

このようにして作成された漸減モデルＤは建造物が経過期間に伴って剛性が低下することを示す。したがって、すでに説明したように漸減モデルＤによって当該建造物の剛性の経時変化を予測することができる。

【0030】

演算部１は、記憶部２に記憶されている常時振動データに基づいて建造物６の減衰Ｃｂを算出するとともに、これを記憶部２に記憶させる。また、建造物特性から特定される質量ｍも入力部４を介して記憶部２に記憶される。
上記のように減衰Ｃｂ及び質量ｍが記憶部２に記憶されたら、演算部１はこれら減衰Ｃｂ及び質量ｍを上記等価モデルＢに当てはめてその等価モデルＢを記憶部２に記憶させる。

【0031】

なお、この第１実施形態では、上記記憶部２に耐震限界値及び想定地震波形を事前に記憶させておく。
上記耐震限界値は、建造物に地震力が作用したときにその健全性を保つことができる限界変位量のことで、第１実施形態では建造物６の層間変位角θ＝１／２００〔ｒａｄ〕に相当する水平方向の変位量を限界変位量δＬとしている。

【0032】

具体的には、上記層間変位角θ＝１／２００〔ｒａｄ〕が演算部１に入力されたとき、演算部１はこの層間変位角θと建造物の高さｈとから水平方向の限界変位量δＬを算出して記憶部２に記憶させる。なお、この第１実施形態では、上記限界変位量δＬがこの発明の耐震限界値であるが、上記限界変位量δＬの決め方や値は、当該建造物の実態に応じて決めればよい。

【0033】

また、この第１実施形態では記憶部２に、設定された時間内での振動波形である複数の想定地震波形Ｗ１～Ｗｎが記憶されている。この想定地震波形Ｗ１～Ｗｎは、当該建造物に近接した地域で発生した実際の地震に基づいた波形である。ただし、近接地域の適切な地震波形データがない場合にはさらにその地域を広げてなるべく近接した地域のデータを用いるようにすればよい。いずれにしても、想定地震波形Ｗ１～Ｗｎは実際に発生した地震データを基にして作成されるものである。

【0034】

上記のように限界変位量δＬと複数の想定地震波形Ｗ１～Ｗｎが決められたら、演算部１は想定地震波形Ｗ１～Ｗｎのうち１つの想定地震波形Ｗ１を選択する。そして、演算部１は、記憶部２に記憶されている現状の固有振動数ｆ１に基づいたばね部材１０の剛性ｋを特定するとともに、上記想定地震波形Ｗ１に対応した振動を等価モデルＢに付与する。そして、演算部１は、上記設定された時間内における時間単位の変位量δを算出する。

【0035】

なお、固有振動数ｆ１に基づいた剛性ｋが特定された等価モデルＢに特定の想定地震波形の振動を付与したとき、上記等価モデルＢには、上記質量ｍ，上記減衰Ｃｂ及び上記剛性ｋ等の特性に応じた揺れが発生する。つまり、想定地震波形のみによって等価モデルＢの揺れ方が決まるわけではない。

【0036】

例えば、等価モデルＢの特性によって、想定地震波形と等価モデルＢとが共振すれば、たとえ想定地震波形の振幅が小さくても時間単位の変位量δが大きく算出される場合がある。反対に、想定地震波形と等価モデルＢとが共振しなければ、たとえ想定地震波形の振幅が大きくても、上記等価モデルＢの特性によっては、想定地震波形による揺れが吸収されたり打ち消されたりして時間単位の変位量δが小さく算出される場合がある。
このように、想定地震波形の振幅だけで上記変位量δを算出する場合とちがって、上記等価モデルＢを用いることによって当該建造物の現状を勘案した時間単位の変位量δを算出できる。

【0037】

上記のようにして時間単位の変位量δが検出されたら、演算部１はこれら時間単位ごとの変位量δの中から上記限界変位量δＬを超えるものがあるか否か判断する。
もし、上記時間単位の変位量δのうち限界変位量δＬを超えるものがあれば、演算部１は、このときの固有振動数ｆ１を比較固有振動数ｆ１ｘとして記憶部２に記憶させる。

【0038】

また、上記変位量δのうち限界変位量δＬを超えるものがなければ、演算部１は上記固有振動数ｆ１よりも小さい推定固有振動数ｆ２を選択する。この推定固有振動数ｆ２は演算部１が自ら演算してもよいし、入力部４を介して外部から入力してもよい。推定固有振動数ｆ２を選択したら、演算部１は上記固有振動数ｆ１の場合と同様に時間単位の変位量δを算出するとともに、その変位量δのうち限界変位量δＬを超えるものがあるか否か判定する。

【0039】

なお、上記固有振動数ｆ１に対して、次の推定固有振動数ｆ２をどれくらい小さくするかは、建造物の状態を考慮して人為的に決めればよい。例えば、建造物の現時点での固有振動数が十分に大きく、耐震限界値に達するまでには長期間かかりそうな場合には、推定固有振動数ｆ２～ｆｎを総体的に小さくして上記比較固有振動数を特定するまでの演算時間を短縮できる。反対に、すぐに耐震限界値を超えそうな場合には、現時点の固有振動数ｆ１からの差をあまり大きくせず、推定固有振動数を総体的に大きな値にすれば、耐震限界値を超える比較固有振動数ｆ１ｘ～ｆｎｘを精度よく特定できる。

【0040】

このようにして、想定地震波形Ｗ１について固有振動数ｆ１に対応した時間単位の変位量δを検出したら、演算部１は時間単位の変位量δの中で限界変位量δＬを超えるものがあるかどうかを判定する。
もし、時間単位の変位量δのうち、限界変位量δＬを超えるものがなければ、演算部１は、次の推定固有振動数ｆ２を当てはめた等価モデルＢでのシミュレーションに移る。

【0041】

なお、固有振動数ｆ１に対応する時間単位の変位量δを基にして比較固有振動数ｆ１ｘが決まれば、より小さい固有振動数ｆ２～ｆｎに関するシミュレーションは実施しない。ただし、予め複数の推定固有振動数を設定し、それらすべての推定固有振動数に基づく時間単位の変位量δの算出を終了した後、その中から限界変位量δＬを超える固有振動数のうち最大の固有振動数を比較固有振動数ｆ１ｘとしてもよい。

【0042】

そして、演算部１は、想定地震波形Ｗ２～Ｗｎごとに、上記想定地震波形Ｗ１で行なったのと同様に、比較固有振動数ｆ２ｘ～ｆｎｘを決めるシミュレーションを繰り返す。このとき、等価モデルＢにおける質量ｍと減衰Ｃｂとは一定にし、想定地震波形Ｗ１～Ｗｎごとに、固有振動数に対応した剛性ｋのみを変数としてシミュレーションを繰り返す。
その結果、演算部１によって、各想定地震波形Ｗ１～Ｗｎに対応したｎ個の比較固有振動数ｆ１ｘ～ｆ１ｎが特定される。これら比較固有振動数の中からこの発明の基準固有振動数ｆｘが特定される。

【0043】

全ての想定地震波形Ｗ１～Ｗｎについて上記シミュレーションが終了したら、演算部１は、演算部１に予め設定されたルールにしたがって基準固有振動数ｆｘを特定する。この第１実施形態では、比較固有振動数ｆ１ｘ～ｆｎｘの中から最も大きい比較固有振動数を基準固有振動数ｆｘにするようにしている。このように最大値を選択するルールにしたのは、安全を見込んで耐用年数を算定することを目的としたからである。したがって、安全性をラフに設定してもよい場合には、上記最大値以外を選択するルールにしてもよい。

【0044】

なお、この第１実施形態では、上記シミュレーションに複数の想定地震波形を用いているが、想定地震波形は１つだけでもよい。その場合には、その想定地震波形Ｗ１に対応した１つの比較固有振動数ｆ１ｘをそのまま基準固有振動数ｆｘとする。

【0045】

上記のように基準固有振動数ｆｘが特定されたら、演算部１は、その基準固有振動数ｆｘを図２に示す漸減モデルＤに代入するとともに対応する横軸の経過期間を基準にして耐用年数を算定する。
さらに、演算部１は、算定した耐用年数を記憶部２に記憶させるとともに出力部５から出力させる。

【0046】

上記のように第１実施形態では、現時点での固有振動数と漸減する固有振動数とを基にするとともに、耐震限界値を具体的に設定して、時間単位の変位量が耐震限界値を超えるかどうかを判断しているので、法定耐用年数のように一律に決められたものではなく、建造物の個性を反映したものとなる。そのため、建造物の実態にマッチした耐用年数を算定でき、建造物の価値評価の指標として用いることができる。

【0047】

次に、第２実施形態の耐用年数評価システムについて説明する。
この第２実施形態のシステムは、図１に示す第１実施形態と同様に、演算部１及び記憶部２を備えた演算装置３と、入力部４と出力部５とを備えている。
演算部１が、基準固有振動数ｆｘを特定し、この特定した基準固有振動数ｆｘを漸減モデルＤ（図２参照）に当てはめて建造物の耐用年数を算定する点は、上記第１実施形態と同じである。ただし、上記基準固有振動数ｆｘを特定する方法が第１実施形態とは異なる。

【0048】

この第２実施形態でも、上記記憶部２に固有振動数の漸減モデルＤと建造物の等価モデルＢを記憶させるが、これら漸減モデルＤ及び等価モデルＢは、第１実施形態と同様に現時点の建造物の固有振動数ｆ１を基にして演算部１が作成したものである。

【0049】

さらに演算部１は、上記等価モデルＢの質点９を水平方向に変位させたときにばね部材１０に発生する抵抗力に基づいて、図５に示す変位量（層間変位角θ）と抵抗力との相関特性を算出する。

【0050】

図５において実線のグラフ１２は、現時点の建造物の固有振動数ｆ１を基に算出された相関特性で、このグラフ１２において変位量と抵抗力とが正比例する領域が弾性領域である。
このようにした相関特性におけるグラフ１２の傾きは剛性ｋに応じて変化するが、この等価モデルＢにおける剛性ｋは上記したように固有振動数と対応しているので、グラフ１２の傾きも固有振動数に対応することになる。

【0051】

上記グラフ１２を作成したら、演算部１は上記グラフ１２における弾性限界点Ｐ１を特定する。この弾性限界点Ｐ１は、現状の建造物が変形した後に元の状態に復帰する限界点である。
上記弾性限界点Ｐ１を特定したら、上記弾性限界点Ｐ１に対応する抵抗力Ｓ１を特定する。

【0052】

さらに、演算部１は、上記抵抗力Ｓ１より小さい抵抗力Ｓ２を決定する。この抵抗力Ｓ２は、例えば上記抵抗力Ｓ１の５０％とか３０％というように、予め演算部１に設定されたルールに従って算出するようにする。

【0053】

上記のように弾性限界点Ｐ１を基にして抵抗力Ｓ２を決めたら、演算部１は、弾性限界点Ｐ１と同一の層間変位角θ１において抵抗力Ｓ２となる点を、耐震限界点ＰＬとする。
ただし、演算部１が作成した上記相関特性のグラフ１２を出力部５から出力させ、その出力された相関特性を見ながらオペレータが耐震限界点ＰＬを人為的に決定するようにしてもよい。このように人為的に決めた場合には、耐震限界点ＰＬに対応する抵抗力Ｓ２の値を、入力部４を介して記憶部２に記憶させる。

【0054】

上記抵抗力Ｓ２に対応する耐震限界点ＰＬが特定されたら、演算部１は図５のゼロ点と上記耐震限界点ＰＬとを通る変位量－抵抗力相関特性のグラフ１３を作成する。このグラフ１３を作成したら、演算部１はこのグラフ１３に対応する固有振動数を算出し、それを基準固有振動数ｆｘとして特定する。
上記基準固定振動数ｆｘを特定したら、演算部１は、上記基準固有振動数ｆｘを上記漸減モデルＤに当てはめて耐用年数を算出する。
さらに、演算部１は、算出した耐用年数を、記憶部２に記憶させるとともに、出力部５から出力させる。

【0055】

この第２実施形態の耐用年数も、当該建造物の特定時点の固有振動数を利用して算出されたもので、法定耐用年数のように建造物の分類によって一律に決められたものではない。したがって、建造物の実態にマッチした価値評価の指標として利用することができる。
また、第２実施形態でも、第１実施形態と同様に等価モデルＢを用いたので、当該建造物の現状を勘案した耐用年数の評価が可能になる。

【0056】

なお、第１，２実施形態における演算部１の演算処理のいずれかを、当該演算部１以外の装置で実行したり、人が実行したりして、その演算結果を入力部４から入力するようにしてもよい。いずれにしても、漸減モデルＤを作成し、上記基準固有振動数ｆｘを特定できれば、上記耐用年数を特定することができる。

【0057】

また、第１，２実施形態のいずれにおいても、建造物の特定時点の固有振動数は、実測した振動データを基にして算出できるが、新たに固有振動数を算出した場合には、それを用いて上記漸減モデルＤを作成し直すことができる。特定時点の固有振動数に基づいて漸減モデルＤを作成したとしても、その後に発生した地震などによって建造物の状態が変化した場合には、漸減モデルＤと建造物の実態との間にずれが生じる可能性もある。一旦漸減モデルＤを作成した後に、新たな実測データに基づいて上記漸減モデルＤを作成し直すようにすれば、漸減モデルＤの精度を上げることができ、このシステムで特定された上記耐用年数がより現実的なものになる。

【産業上の利用可能性】

【0058】

この発明となる建造物の耐用年数の評価方法及び評価システムは、建造物の実質的な耐用年数を算定するのに適している。

【符号の説明】

【0059】

１ 演算部
２ 記憶部
３ 演算装置
４ 入力部
５ 出力部
６ 建造物
１２，１３ （変位量－抵抗力相関特性）グラフ
Ｄ （固有振動数の）漸減モデル
Ｂ （建造物の）等価モデル
ｆ１ｘ～ｆｎｘ 比較固有振動数
ｆｘ 基準固有振動数
Ｗ１～Ｗｎ 想定地震波形
ｆ２～ｆｎ 推定固有振動数
δＬ，ＰＬ 耐震限界点
δ 変位量
θ （変位量）層間変位角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】