JP5653765B2 - Seismic design method and seismic design support device - Google Patents
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Description
本発明は、所定の規格に基づいて建築される工業化住宅などの規格化建物のカテゴリーに属する建物の耐震設計方法、及び耐震設計支援装置に関する。 The present invention relates to a seismic design method for buildings belonging to the category of standardized buildings such as industrialized houses constructed based on a predetermined standard, and a seismic design support device.
従来の耐震設計では、個々の建物それぞれにおいて建築基準法や建築基準法施行令などの法令に定められた耐震基準を満たすような設計が行われる。また、耐震設計に係る技術ではないが、地震動による建物の被害状況を高精度で予測することができる地震被害予測方法や地震被害予測装置なども知られている(特許文献1参照)。 In conventional seismic design, each individual building is designed so as to satisfy the seismic standards defined in laws and regulations such as the Building Standard Law and the Building Standard Law Enforcement Order. In addition, although it is not a technique related to earthquake-resistant design, an earthquake damage prediction method and an earthquake damage prediction apparatus that can predict a building damage state due to earthquake motion with high accuracy are also known (see Patent Document 1).
顧客(住宅購入予定者など)のニーズを調査すると、上記の法令が要求している安全性(大地震で大破しても倒壊、崩壊しない性能)のみならず、修復性に係る要求も存在することが判明した。修復性とは大地震後も初期建設費に比して比較的安い費用で修復して再使用できるような性能であり、財産保全性とも言える。修復性は建物の損傷度と密接に関係しているが、従来の設計方法では、所定の地震が作用した際の損傷度の度合いを考慮に入れた設計を行うことはできなかった。一方で、特許文献1には被害を受けた建物の被害額(復旧費用)を予測する方法についての記載があるが、顧客の求める修復性に基づいて建物の耐震性を設定するという耐震設計の考え方はない。特に特許文献1に記載の手法は高度な解析に基づくものであるため、特許文献1に記載の手法を転用して顧客の要求を満たすような建物の設計を行うことは現実的では無い。
Investigating the needs of customers (such as those who plan to purchase homes), there are not only the safety required by the above laws (performance that does not collapse or collapse even if it is severely damaged by a large earthquake), but also requirements related to repairability It has been found. Restorability is a property that can be restored and reused after a major earthquake at a relatively low cost compared to the initial construction cost, and can be said to be property conservation. Restorability is closely related to the degree of damage to the building, but the conventional design method could not be designed taking into account the degree of damage when a given earthquake acts. On the other hand,
本発明は、建物の修復性に密接に関連する建物の損傷度を考慮に入れて規格化建物のカテゴリーに属する建物の耐震設計を行う方法、及び耐震設計支援装置を提供することを目的とするものである。 It is an object of the present invention to provide a method and a seismic design support device for performing seismic design of buildings belonging to the category of standardized buildings taking into account the degree of damage to the building that is closely related to the repairability of the building. Is.
上記課題を解決すべく、本発明は、所定の規格に基づいて建築される規格化建物のカテゴリーに属し、所望の間取りを有する対象建物の耐震設計方法であって、当該規格化建物のカテゴリーに属し、且つ実際に建築された構造モデルを用いた実験により、各部位における層間変形角と損傷度との関係を導出する損傷情報導出工程と、設計用に仮決定される地震動指標値、その地震動指標値を有する地震が対象建物に作用した際の損傷許容値、及び対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値を設定する条件設定工程と、仮決定された対象建物に対して地震動指標値を有する地震波を仮想的に入力し、仮決定された対象建物における地震動指標値と層間変形角との関係を導出する応答解析工程と、地震動指標値を有する地震が、仮決定された対象建物に作用した際の損傷度に基づく損傷評価値を損傷情報導出工程及び応答解析工程で導出された各関係に基づいて導出する損傷評価値導出工程と、損傷評価値と損傷許容値とを比較する比較工程と、を備え、比較工程において損傷評価値が損傷許容値を超えている場合には、部材配置の仮設定値を変更して損傷評価値が損傷許容値以下になるまで条件設定工程、損傷情報導出工程、及び比較工程を繰り返し行い、比較工程において損傷評価値が損傷許容値以下になった場合には、仮設定値を対象建物の確定した部材配置の設定値として決定することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention belongs to a category of standardized buildings constructed based on a predetermined standard, and is a seismic design method for a target building having a desired floor plan. The damage information derivation process for deriving the relationship between the interlaminar deformation angle and the degree of damage in each part, and the earthquake motion index value temporarily determined for the design, A condition setting process for setting a damage tolerance value when an earthquake having an index value acts on the target building, and a temporary setting value of a member arrangement related to earthquake resistance for temporarily determining the target building, and the temporarily determined target building A hypothetical input of a seismic wave having a seismic motion index value to a response analysis process for deriving the relationship between the seismic motion index value and the interlaminar deformation angle in the temporarily determined target building, and an earthquake having a seismic motion index value A damage evaluation value deriving step for deriving a damage evaluation value based on the damage degree when acting on the temporarily determined target building based on each relationship derived in the damage information deriving step and the response analysis step; A comparison process for comparing the damage tolerance value, and if the damage evaluation value exceeds the damage tolerance value in the comparison process, the temporary setting value of the member arrangement is changed and the damage evaluation value is less than the damage tolerance value. Repeat the condition setting process, damage information derivation process, and comparison process until the damage evaluation value falls below the allowable damage value in the comparison process. It is determined as a value.
本発明では、顧客からの要求に従って地震動指標値、及び、その地震動指標値を有する地震が対象建物に作用した際の損傷許容値を受け付け、さらに対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値を受け付ける。一方で、地震動指標値を有する地震が仮決定された対象建物に作用した際の損傷度に基づく損傷評価値を損傷情報導出工程及び応答解析工程で導出された各関係に基づいて導出する。そして、損傷評価値と損傷許容値とを比較し、仮決定された対象建物の損傷評価値が損傷許容値以下になるまで部材配置の仮設定値を適宜に変更し、損傷評価値が損傷許容値以下になると、その仮設定値を対象建物の確定した部材配置の設定値として決定する。その結果として、建物の修復性に密接に関連する建物の損傷評価値を考慮に入れた対象建物の耐震設計が可能になる。また、本発明では、例えば工業化住宅のように、使用する部材やその納まり(接合部)などを規定する所定の規格に基づいて建築される規格化建物のカテゴリーに属する建物を対象としており、当該カテゴリーに属し且つ実際に建築された部材の挙動や損傷の状態が類似する構造モデルの損傷情報に基づいて対象建物の損傷度を導出するので簡易且つ精度良く耐震設計できるという点で有利である。 In the present invention, in accordance with a request from a customer, an earthquake motion index value and a member relating to earthquake resistance for accepting a damage tolerance value when an earthquake having the earthquake motion index value is applied to the target building and further tentatively determining the target building Accepts a provisional setting value. On the other hand, a damage evaluation value based on the degree of damage when an earthquake having a seismic motion index value acts on a temporarily determined target building is derived based on each relationship derived in the damage information deriving step and the response analyzing step. Then, the damage evaluation value is compared with the damage tolerance value, and the temporary setting value of the member arrangement is appropriately changed until the damage evaluation value of the temporarily determined target building is equal to or less than the damage tolerance value. When the value is less than or equal to the value, the temporary setting value is determined as the setting value of the member arrangement determined for the target building. As a result, the seismic design of the target building is possible in consideration of the damage evaluation value of the building that is closely related to the repairability of the building. Moreover, in the present invention, for example, a building belonging to the category of standardized buildings constructed based on a predetermined standard that prescribes the member to be used and its fit (joint), such as an industrialized house, is targeted. Since the damage degree of the target building is derived based on the damage information of the structural model that belongs to the category and that is actually similar in the behavior and damage state of the constructed member, it is advantageous in that the earthquake-resistant design can be performed easily and accurately.
さらに、損傷度は、損傷からの復旧に要する困難性の度合いに応じて複数の損傷モードに分類され、応答解析工程では、複数種の構造モデルそれぞれに対して、各部位における層間変形角と損傷モードそれぞれとの関係を導出すると好適である。損傷モード毎に損傷評価値と損傷許容値との比較を行うことができるようになり、修復性という観点での顧客の要求に対応させ易くなる。 Furthermore, the damage degree is classified into a plurality of damage modes according to the degree of difficulty required for recovery from damage. In the response analysis process , the inter-layer deformation angle and damage at each part are determined for each of the multiple types of structural models. It is preferable to derive the relationship with each mode. It becomes possible to compare the damage evaluation value and the damage allowable value for each damage mode, and it is easy to meet the customer's request in terms of repairability.
さらに、損傷からの復旧に要する困難性の度合いとは、修復に要する費用の額に基づいて決定されると好適である。修復に要する費用の額に基づいて損傷モードが分類されることになるため、顧客の意図する修復性という要求に直接対応した耐震設計を行い易くなる。 Furthermore, it is preferable that the degree of difficulty required for recovery from damage is determined based on the amount of cost required for repair. Since damage modes are classified based on the amount of cost required for repair, it is easy to perform an earthquake-resistant design that directly corresponds to the customer's desire for repairability.
さらに、応答解析工程では、複数の地震波を仮想的に入力すると共に、応答解析工程において導出される関係は、確率論的に求められると好適である。現実に発生する地震の規格化建物への影響を正確に予想することは非常に難しいが、上記の関係を確率論的に導出することにより、ある程度の確からしさを持った比較的高い精度での上記関係の導出が可能になる。 Furthermore, in the response analysis step, it is preferable that a plurality of seismic waves are virtually input and the relationship derived in the response analysis step is obtained probabilistically. Although it is very difficult to accurately predict the impact of actual earthquakes on standardized buildings, by deriving the above relationship probabilistically, with a relatively high degree of accuracy with a certain degree of certainty The above relationship can be derived.
また、本発明は、所定の規格に基づいて建築される規格化建物のカテゴリーに属し、所望の間取りを有する対象建物の耐震設計支援装置であって、規格化建物のカテゴリーに属し、且つ実際に建築された構造モデルの各部位における層間変形角と損傷度との関係を示す損傷情報を格納する損傷情報記憶手段と、設計用に仮決定される地震動指標値、地震動指標値を有する地震が対象建物に作用した際の損傷許容値、及び対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値の設定入力を受け付ける条件受付手段と、仮決定された対象建物に対して地震動指標値を有する地震波を仮想的に入力し、仮決定された対象建物における地震動指標値と層間変形角との関係を示す応答情報を導出し、且つ地震動指標値を有する地震が、仮決定された対象建物に作用した際の損傷度に基づく損傷評価値を損傷情報記憶手段に記憶された損傷情報及び応答情報に基づいて導出すると共に、導出した損傷評価値と損傷許容値とを比較する比較処理を実行する制御手段と、制御手段で実行された比較処理の結果を出力する出力手段と、を備え、制御手段は、導出した損傷評価値が損傷許容値を超えていると判定する場合には、条件受付手段で受け付けられた変更後の部材配置の仮設定値に基づく比較処理を損傷評価値が損傷許容値以下となるまで繰り返し実行し、損傷評価値が損傷許容値以下になったと判定する場合には、仮設定値を対象建物の確定した部材配置の設定値として出力手段から出力させることを特徴とする。 Further, the present invention belongs to a standardized building category constructed based on a predetermined standard, and is an earthquake-resistant design support device for a target building having a desired floor plan, which belongs to the standardized building category and actually Damage information storage means for storing damage information indicating the relationship between interlaminar deformation angle and damage degree at each part of the built structural model, and earthquake motion index values temporarily determined for design and earthquakes with earthquake motion index values Condition acceptance means for accepting setting inputs of damage tolerance values when acting on the building and provisional setting values of the member arrangement related to earthquake resistance for provisionally determining the target building, and seismic motion index for the provisionally determined target building Virtually input a seismic wave having a value, derive response information indicating the relationship between the temporarily determined seismic motion index value and the interlayer deformation angle in the target building, and an earthquake having the seismic motion index value is temporarily determined The damage evaluation value based on the damage degree when acting on the target building is derived based on the damage information and response information stored in the damage information storage means, and the derived damage evaluation value is compared with the damage allowable value A control unit that executes a comparison process and an output unit that outputs a result of the comparison process executed by the control unit, and the control unit determines that the derived damage evaluation value exceeds a damage allowable value The comparison process based on the provisionally set value of the changed member arrangement received by the condition receiving unit is repeatedly executed until the damage evaluation value is equal to or lower than the damage allowable value, and the damage evaluation value is equal to or lower than the damage allowable value. In the determination, the temporary setting value is output from the output means as the setting value of the member arrangement determined for the target building.
本発明によれば、建物の修復性に密接に関連する建物の損傷度を考慮に入れた規格化建物の耐震設計が可能になる。また、本発明では、例えば工業化住宅のように、使用する部材やその納まり(接合部)などを規定する所定の規格に基づいて建築される規格化建物のカテゴリーに属する建物を対象としており、当該カテゴリーに属し且つ実際に建築された部材の挙動や損傷の状態が類似する構造モデルの損傷情報に基づいて対象建物の損傷度を導出するので簡易且つ精度良く耐震設計できるという点で有利である。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seismic design of the standardization building which considered the damage degree of the building closely related to the repairability of a building is attained. Moreover, in the present invention, for example, a building belonging to the category of standardized buildings constructed based on a predetermined standard that prescribes the member to be used and its fit (joint), such as an industrialized house, is targeted. Since the damage degree of the target building is derived based on the damage information of the structural model that belongs to the category and that is actually similar in the behavior and damage state of the constructed member, it is advantageous in that the earthquake-resistant design can be performed easily and accurately.
本発明によれば、建物の修復性に密接に関連する建物の損傷度を考慮に入れた規格化建物のカテゴリーに属する建物の耐震設計を行うことができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the seismic design of the building which belongs to the category of the standardized building which considered the damage degree of the building closely related to the repairability of a building can be performed.
以下、本発明の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
所定の規格に基づいて建築される規格化建物とは、例えば、材質、形状、納まり、固定方法、他部材との接合方法などが予め規定された部材(柱・梁など)が適宜選択され、それらの部材が組み合わされて構築される工業化住宅などであり、本実施形態では、鉄骨の軸組(柱・梁)に耐力パネルを適宜配置して構成される鉄骨軸組工法の工業化住宅の耐震設計方法を例に説明する。 As the standardized building constructed based on a predetermined standard, for example, a material (column, beam, etc.) whose material, shape, fit, fixing method, joining method with other members, etc. are defined in advance is appropriately selected. It is an industrialized house constructed by combining these members. In this embodiment, the seismic resistance of an industrialized house with a steel frame construction method that is constructed by appropriately placing a load-bearing panel on a steel frame (column / beam). A design method will be described as an example.
なお、本工業化住宅の規格に基づいて建築される住宅は、どのような間取りであっても、柱や梁の断面形状や接合部形状、耐力パネルの形状と1枚あたりの強度、外壁を構成する外壁パネルの材質、寸法、取付方法、内装壁の下地材の構成、下地材に対する石膏ボードの固定方法、窓の取り付け方法などは共通である。また、間取りに影響を与えない位置に柱が配置され、柱の配置に応じて呼び寸法の異なる梁が適宜選択、配置される。また、耐力パネルは間取りに影響を与えない位置(間仕切壁や、開口のない外周壁の位置)に配置される。また、耐震性は建物の規模(重量)に対する耐力パネルの数の割合でほぼ決定される。 In addition, the house built based on the standard of this industrialized house constitutes the cross-sectional shape and joint shape of the pillar and beam, the shape of the load-bearing panel, the strength per sheet, and the outer wall, regardless of the floor plan. The outer wall panel material, dimensions, mounting method, interior wall base material configuration, gypsum board fixing method to the base material, window mounting method, and the like are common. Further, columns are arranged at positions that do not affect the floor plan, and beams having different nominal dimensions are appropriately selected and arranged according to the arrangement of the columns. Further, the load-bearing panel is disposed at a position that does not affect the layout (position of the partition wall or the outer peripheral wall without opening). The earthquake resistance is almost determined by the ratio of the number of load-bearing panels to the scale (weight) of the building.
本実施形態に係る耐震設計方法では、建築基準法などの法令を満たすことは勿論のこと、更に、顧客(住宅購入予定者など)からの修復性に係る要求にも配慮した耐震設計を行えることが特徴の一つである。修復性とは大地震後も初期建設費に比して比較的安い費用で修復して再使用できるような性能であり、財産保全性とも言える。修復性は工業化住宅の損傷度と密接に関係している。 In the seismic design method according to this embodiment, not only the laws and regulations such as the Building Standards Act are satisfied, but also the seismic design that considers the requirements related to repairability from customers (such as those who plan to purchase housing) can be performed. Is one of the features. Restorability is a property that can be restored and reused after a major earthquake at a relatively low cost compared to the initial construction cost, and can be said to be property conservation. Restorability is closely related to the damage degree of industrialized houses.
図1に示されるように、耐震設計を行う場合には、予め、顧客との打合せにより、間取りを決定した後に、まず、顧客要求を取得する。具体的には、オペレータ(操作者)が対象地震動の選定及び許容被害の決定を行うための情報を顧客からヒアリングする。このヒアリングは、住居となる建物に所定の地震(対象地震)が作用した場合に、どの程度の被害までなら許容できるかについての顧客の要求を取得するための処理であり、予算面での顧客のニーズなども考慮に入れられる。 As shown in FIG. 1, when an earthquake-resistant design is performed, a customer request is first acquired after a floor plan is determined in advance by a meeting with a customer. Specifically, the operator (operator) interviews information for selecting the target seismic motion and determining allowable damage from the customer. This hearing is a process for obtaining customer requests for how much damage can be tolerated when a given earthquake (target earthquake) acts on a building as a residence. The needs of people are taken into consideration.
なお、対象地震動の選定とは、設計用に地震動指標値を仮決定することを意味する。地震動指標値とは、地震の強度、すなわち震度や最大加速度などの値を意図し、顧客の要求に応じて適宜に決定される。 The selection of the target seismic motion means that the seismic motion index value is temporarily determined for design. The seismic motion index value is intended as a value of an earthquake intensity, that is, a seismic intensity, a maximum acceleration, and the like, and is appropriately determined according to customer requirements.
また、許容被害(損傷許容値)は、工業化住宅のカテゴリーに属し、顧客の要求に沿うように間取りが決定された建物(以下、「対象建物」とする。)に対象地震が作用した場合の損傷度に基づく指標値である。例えば、許容被害(損傷許容値)は、対象地震が対象建物に作用した場合の損傷確率、損傷からの修復に要する額(修復金額)、初期建設費用に対する修復金額の割合、または損傷確率に修復金額と地震発生確率をかけた地震損傷リスクであったりしてもよい。 In addition, permissible damage (damage tolerance) belongs to the category of industrialized housing, and when the target earthquake acts on a building whose floor plan has been decided to meet the customer's request (hereinafter referred to as “target building”). This is an index value based on the degree of damage. For example, the permissible damage (allowable damage value) is the damage probability when the target earthquake acts on the target building, the amount required for repair from damage (repair amount), the ratio of the repair amount to the initial construction cost, or the repair probability It may be an earthquake damage risk multiplied by the amount of money and the probability of earthquake occurrence.
また、損傷度は、損傷からの復旧に要する困難性の度合い(以下、「修復困難性」という)に応じて複数の損傷モードに分類される。修復困難性は、例えば、修復に要する費用の額に基づいて決定され、本実施形態では、外壁パネルの交換の要否によって第1損傷モードと第2損傷モードとに分類される。ここで、第1損傷モードは、外壁パネルの交換を要することなく修復が完了する程度の被害である。例えば、外壁パネルに軽微なヒビが入った程度の損傷などであり、第1の損傷モードの場合、シーリング材やパテ材を充填しタッチアップする程度の軽微な修復工事で足りるため、修復に要する費用の額は非常に小さくて済む。一方、第2損傷モードは、外壁の交換を要する被害であり、内装や設備などの付帯的な部位・部材も絡む大がかりな工事が必要となり、修復に要する費用の額は非常に高くなる。 The degree of damage is classified into a plurality of damage modes according to the degree of difficulty required for recovery from damage (hereinafter referred to as “repair difficulty”). The difficulty of repair is determined based on, for example, the amount of cost required for repair. In the present embodiment, the repair difficulty is classified into a first damage mode and a second damage mode depending on whether or not the outer wall panel needs to be replaced. Here, the first damage mode is damage to the extent that restoration is completed without requiring replacement of the outer wall panel. For example, damage to the extent that minor cracks have entered the outer wall panel. In the case of the first damage mode, repair work is required because a minor repair work is enough to fill and seal up the sealing material or putty material. The cost is very small. On the other hand, the second damage mode is damage that requires replacement of the outer wall, requires extensive construction involving additional parts and members such as interiors and facilities, and the cost of repair is very high.
本実施形態に係る許容被害は、損傷確率に基づいて評価され、損傷確率を特定するためには、複数の損傷モード(第1損傷モード及び第2損傷モード)の少なくとも一を選択する必要がある。以下の説明では、第1損傷モードに係る損傷確率の上限値を許容被害とした場合を例に説明する。 The allowable damage according to the present embodiment is evaluated based on the damage probability, and in order to specify the damage probability, it is necessary to select at least one of a plurality of damage modes (first damage mode and second damage mode). . In the following description, the case where the upper limit value of the damage probability according to the first damage mode is allowable damage will be described as an example.
オペレータは、対象地震動の選定及び許容被害の決定に係る情報(顧客要求情報)を顧客から取得すると、顧客要求情報を耐震設計支援装置1に入力する(ステップS1参照)。 When the operator acquires information (customer request information) related to selection of the target seismic motion and determination of allowable damage from the customer, the operator inputs the customer request information to the earthquake-resistant design support device 1 (see step S1).
次に、オペレータは、顧客の要求する間取りに対応した対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値、すなわち、柱、梁、耐力パネル等の構造部材の選択と配置に関する値を入力し(ステップS2参照)、シミュレーション用の対象建物を仮決定する。ここでの仮設定値は、例えば、オペレータの経験に基づき、最初の目安として決められる初期値である。オペレータは、この仮設定値を耐震設計支援装置1に入力する。ステップS1及びステップS2は条件設定工程に相当する。
Next, the operator temporarily sets the member placement related to earthquake resistance for temporarily determining the target building corresponding to the floor plan requested by the customer, that is, the selection and placement of structural members such as columns, beams, and load-bearing panels. A value is input (see step S2), and a target building for simulation is provisionally determined. The temporary setting value here is, for example, an initial value determined as an initial standard based on the experience of the operator. The operator inputs this temporarily set value to the earthquake-resistant
顧客要求情報と対象建物の耐震性に係わる部材配置の仮設定値との両方の情報を受け付けた耐震設計支援装置1は、耐力情報格納部14(図4参照)に格納されたデータに基づいて対象建物と同一のカテゴリーに属する建物の耐力情報Raを導出する(ステップS3参照)。
The seismic
耐力情報Raを導出ためのデータ(構造モデルの耐力情報)は、構造モデルを用いた構造実験及び各種情報処理を行う耐力情報取得処理によって導出される。ここで、耐力情報取得処理について図2を参照して説明する。なお、耐力情報取得処理は損傷情報導出工程に相当する。
(耐力情報取得処理)
Data for deriving the proof stress Ra (the proof strength information of the structural model) is derived by a structural experiment using the structural model and a proof stress information acquiring process for performing various information processing. Here, the proof stress information acquisition process will be described with reference to FIG. Note that the proof stress information acquisition process corresponds to a damage information derivation step.
(Proof strength acquisition processing)
図2に示されるように、耐力情報取得処理では、予め、構造モデルを用いた構造実験が行われる(ステップS11)。構造モデルとは、対象建物が属する工業化住宅のカテゴリーに属し、実際に建築された建物モデルの一部である試験体100(図8参照)を意図する。 As shown in FIG. 2, in the yield strength information acquisition process, a structural experiment using a structural model is performed in advance (step S11). The structural model belongs to the category of the industrialized house to which the target building belongs, and is intended to be a test body 100 (see FIG. 8) that is a part of the actually built building model.
図8に示されるように、試験体100は、鉄骨の軸組と耐力パネルとを備え、外壁パネルや床パネルなどを取り付けられて構成されており、適宜に窓101、ドア102及び観察用出入口窓103などが設けられている。試験体100の内部は、床はモルタル等の下地の上にフローリング材による仕上げまでが施され、壁と天井は石膏ボードを下地としてビニールクロスによる仕上げまで施されている。試験体100の下部は、下部鉄骨梁105に支持されており、試験体100の上部(上部鉄骨梁の位置)には1000kNジャッキ104が2本取り付けられている。
As shown in FIG. 8, the
構造実験は、ジャッキ104を駆動し試験体100に水平方向の力を加えることで行われる。具体的には、ジャッキ104によって押出し、及び引っ張りの力が試験体100に交互に加えられ、試験体100には、ジャッキ104の押出し方向を正、引っ張り方向を負とした場合に、正負の層間変形角が交互に生じる。構造実験では、層間変形角が徐々に大きくなるように変形ステップが繰り返し実行される。各変形ステップでは、試験体100を変形させた後に一旦必ず初期状態の“0”に戻される。また、各変形ステップは、初期状態の“0”から正の層間変形角を生じさせられた後に“0”に戻り、次に負の層間変形角が生じさせられた後に再び“0”に戻されるサイクルを二回ほど行う。
The structural experiment is performed by driving the
図9は、構造実験での層間変形角の変位を模式的に示すグラフである。図9に示されるように、最初の変形ステップでは層間変形角が±1/400rad、次の変形ステップでは層間変形角が±1/200rad、次の変形ステップでは層間変形角が±1/150radになり、最終的に層間変形角が±1/20radとなるまで構造実験が行われる。 FIG. 9 is a graph schematically showing the displacement of the interlayer deformation angle in the structural experiment. As shown in FIG. 9, the interlayer deformation angle is ± 1/400 rad in the first deformation step, the interlayer deformation angle is ± 1/200 rad in the next deformation step, and the interlayer deformation angle is ± 1/150 rad in the next deformation step. Thus, the structural experiment is conducted until the interlayer deformation angle finally becomes ± 1/20 rad.
試験体100の変形履歴の取得(図2参照)は、試験体100の損傷状態の観察(写真撮影など)及び層間変形角と損傷モードとの関係を示す情報の取得によって行われる。試験体100の損傷状態の観察は、層間変形角が“0”である中立状態、正の層間変形角が生じた状態、負の層間変形角が生じた状態それぞれにおいて行われる。また、試験体100の観察場所は、例えば、損傷が層間変形角に支配される各部を広く含み、例えば、外壁パネル、窓、間口、ドア、壁の石膏ボードやビニールクロス、耐力パネルなどである。
The deformation history of the test body 100 (see FIG. 2) is obtained by observing the damage state of the test body 100 (photographing, etc.) and acquiring information indicating the relationship between the interlayer deformation angle and the damage mode. The damage state of the
上記観察の結果、例えば、外壁パネルを交換するまでも無い軽微な損傷を確認した場合には、第1損傷モードが発生したとしてデータ(第1損傷モードが発生した時点での層間変形角の値)を取得し、外壁パネルの交換を要する程度の損傷を確認した場合には、第2損傷モードが発生したとしてデータ取得する。これらのデータの取得は、層間変形角と損傷モードとの関係を示す情報の取得を意味する。なお、上記の観察により、例えば、試験体100の一部では第1損傷モードが確認され、他の部分では第2損傷モードが確認された場合には、第1損傷モードと第2損傷モードとの両方が発生したとしてデータを取得する。
As a result of the above observation, for example, in the case where minor damage that does not require replacement of the outer wall panel is confirmed, data indicating that the first damage mode has occurred (the value of the interlayer deformation angle at the time when the first damage mode has occurred) ) Is acquired and data is acquired on the assumption that the second damage mode has occurred when the damage to the extent that the outer wall panel needs to be replaced is confirmed. Acquisition of these data means acquisition of information indicating the relationship between the interlayer deformation angle and the damage mode. In addition, by the above observation, for example, when the first damage mode is confirmed in a part of the
以上の構造実験を同一の工業化住宅のカテゴリーに属する多数の試験体(構造モデル)100に対して行い、試験体100の各部位における層間変形角と第1損傷モード及び第2損傷モードとの関係を示す情報を取得する。
The above structural experiment is performed on a large number of specimens (structural models) 100 belonging to the same industrialized housing category, and the relationship between the interlayer deformation angle and the first damage mode and the second damage mode in each part of the
次に、第1または第2損傷モードのいずれか一方の特定が行われる(図2のステップS12参照)。ステップS12において第1損傷モードが特定された場合、次に、第1損傷モードの地震損傷度曲線M(図5(a)参照)が、上記の層間変形角と損傷モードとの関係を示す情報から導出され、更に、この地震損傷度曲線Mの確率密度関数が導出される(ステップS13参照)。地震損傷度曲線(フラジリティカーブ)は層間変位角に対する損傷モードの発生確率を示しており、確率密度関数は地震損傷度曲線を微分することで求められる。確率密度関数は耐力情報Rmに相当する(図5(b)参照)。多数の試験体100に対して、第1損傷モードに係る耐力情報Rmが求められると、その試験体100に係る構造モデルに属するカテゴリーに対応付けて耐震設計支援装置1の耐力情報格納部14に格納される(ステップS14参照)。
Next, either one of the first and second damage modes is specified (see step S12 in FIG. 2). When the first damage mode is identified in step S12, the earthquake damage degree curve M (see FIG. 5A) of the first damage mode is information indicating the relationship between the interlayer deformation angle and the damage mode. Further, a probability density function of the earthquake damage degree curve M is derived (see step S13). The earthquake damage degree curve (fragility curve) shows the probability of occurrence of damage mode with respect to the interlayer displacement angle, and the probability density function is obtained by differentiating the earthquake damage degree curve. The probability density function corresponds to the proof stress information Rm (see FIG. 5B). When the proof stress information Rm related to the first damage mode is obtained for a large number of
次に、全ての損傷モードにおける耐力情報の格納が完了しているか否かの判定が行われる(ステップS15参照)。例えば、第2損傷モードに係る耐力情報Rnが格納されていない場合、上記のステップS12〜S14の処理を繰り返し実行し、第2損傷モードに係る地震損傷度曲線N(図5(a)参照)の導出、地震損傷度曲線Nに基づく耐力情報Rn(図5(b)参照)の導出、そして耐力情報Rnの耐力情報格納部14への格納が行われる。全ての損傷モード(第1損傷モード及び第2損傷モード)における耐力情報Rm,Rnの格納が終了したと判定されると、耐力情報取得処理が終了する。
Next, it is determined whether or not the storage of the proof stress information in all the damage modes is completed (see step S15). For example, when the proof stress information Rn related to the second damage mode is not stored, the processes in steps S12 to S14 described above are repeatedly executed, and the earthquake damage degree curve N related to the second damage mode (see FIG. 5A). , Yield strength information Rn (see FIG. 5B) based on the earthquake damage degree curve N, and storage of the yield strength information Rn in the yield strength
図1に示されるように、対象建物の耐震性に係わる部材配置の仮設定値の設定(ステップS2)が終了すると、その仮設定値に基づく対象建物と同一カテゴリーに属する建物の耐力情報Ra(図7(a)参照)の導出が行われる(ステップS3)。なお、本実施形態では、第1損傷モードに係る損傷確率の上限値を許容被害としているため、ここで導出される耐力情報Raは第1損傷モードに係る耐力情報Rm(図5(b)参照)である。 As shown in FIG. 1, when the setting of the provisional setting value of the member arrangement related to the earthquake resistance of the target building (step S2) is completed, the proof stress information Ra (for the buildings belonging to the same category as the target building based on the temporary setting value) The derivation of FIG. 7A is performed (step S3). In the present embodiment, since the upper limit value of the damage probability related to the first damage mode is allowed damage, the load bearing information Ra derived here is the load bearing information Rm related to the first damage mode (see FIG. 5B). ).
対象建物の耐力情報Raの導出(ステップS3)が終了すると、耐震設計支援装置1において対象建物の応答情報Sa(図6及び図7参照)の導出(応答解析処理)が行われる(ステップS4)。図3を参照して応答解析処理を説明する。なお、応答解析処理は応答解析工程に相当する。
(応答解析処理)
When the derivation of the proof stress information Ra of the target building (step S3) ends, the quake-resistant
(Response analysis processing)
図3に示されるように、耐震設計支援装置1では、ステップS1において設定された対象地震、すなわち顧客に選定された地震動指標値を有する複数の地震波をステップS2で仮決定された対象建物に仮想的に入力し、対象建物における地震動指標値と層間変形角との関係を時刻歴応答解析によって求める。具体的には、仮決定された対象建物のモデルをシミュレーションし、このモデルにモンテカルロシミュレーションを用いた時刻歴応答解析を実施して地震動指標値での対象建物の応答の分布(平均や偏差)を求める(ステップS21)。
As shown in FIG. 3, in the earthquake-resistant
モンテカルロシミュレーションは、乱数を用いたシミュレーションを何度も行うことにより近似解を求める数学的手法である。例えば、地震動指標値として震度7を想定した場合には、震度7の仮想的な地震波を数千から数万回程度、仮想的に対象建物に入力し、震度7の対象地震が対象建物に作用した際に発生する最大の層間変形角を確率変数Sとして求め、この層間変形角の発生確率を確率密度関数として導出する。
Monte Carlo simulation is a mathematical method for obtaining an approximate solution by performing simulations using random numbers many times. For example, if
なお、図6(a)は、震度7の仮想的な地震波を入力して得られる応答(最大の層間変形角)を確率変数Sとしてプロットしたグラフである。また、図6(b)は、図6(a)で示された応答解析の結果に基づいて導出された応答情報Saであり、震度7の対象地震が対象建物に作用した際に発生する層間変形角(最大の層間変形角)の発生確率を示している。
FIG. 6A is a graph in which a response (maximum interlayer deformation angle) obtained by inputting a virtual seismic wave with
耐震設計支援装置1は、モンテカルロシミュレーションによって層間変形角の発生確率を確率密度関数(応答情報)Saとして導出する(ステップS21)。なお、図7(b)のグラフとして示す応答情報Saは、対象建物の耐震性に係わる部材配置の値を変更することで左右に平行移動するように変化し、例えば、外壁パネルを増やすなどすると図7(b)の一点鎖線で示すように左に移動し、逆に減らすなどすると図7(b)の二点鎖線で示すように右に移動する。
The earthquake-resistant
次に、ステップS21で求めた応力情報が仮決定された対象建物の応力情報Saとして耐震設計支援装置1の記憶部に格納され(ステップS22)、応答解析処理が終了する。
Next, the stress information obtained in step S21 is stored in the storage unit of the seismic
図1に示されるように、耐震設計支援装置1は、応答解析処理(ステップS4)が終了すると、耐力情報Ra及び応答情報Saに基づく損傷確率Pfの導出を行う(ステップS5)。損傷確率Pfは、顧客要求に基づく対象地震動が対象建物に作用した際の損傷モード(損傷度)に基づく損傷評価値に相当する。また、損傷確率Pfを導出するための処理は、損傷評価値導出工程に相当する。損傷確率Pfの導出について、図7(a)を参照して説明する。
As shown in FIG. 1, when the response analysis process (step S4) ends, the seismic
図7(a)は、耐力情報Raと応答情報Saとを重ねて示すグラフである。耐力情報Raが応答情報Saを超えている場合、つまり、Ra>Saの場合は、第1損傷モードが発生しないことを示し、耐力情報Raが応答情報Sa以下の場合、つまり、Ra≦Saの場合には、第1損傷モードが発生することを示す。そして、図7(a)のRa≦Saとなる領域(ハッチングを示す領域)の面積に基づいて第1損傷モードでの損傷確率Pfを導出することができる。 FIG. 7A is a graph showing the proof stress information Ra and the response information Sa in an overlapping manner. When the proof stress information Ra exceeds the response information Sa, that is, when Ra> Sa, it indicates that the first damage mode does not occur, and when the proof stress information Ra is equal to or less than the response information Sa, that is, Ra ≦ Sa In the case, it indicates that the first damage mode occurs. Then, the damage probability Pf in the first damage mode can be derived based on the area of the region (region showing hatching) where Ra ≦ Sa in FIG.
耐震設計支援装置1は、損傷確率Pfを導出すると(ステップS5)、損傷確率Pfが顧客要求に基づく許容被害を超えているか否かを判断する(ステップS6)。損傷確率Pfが顧客要求に基づく許容被害を超えているか否かを判断する工程は、比較工程に相当する。ステップS6において、損傷確率Pfが許容被害を超えていると判断する場合には、例えば、オペレータが認識可能となるように、エラーメッセージ(部材配置不適切情報)などを出力部13から表示等させ、耐震性が不十分であることをオペレータに報知する。ステップS6の処理は、比較工程である。
When the earthquake resistance
エラーメッセージなどが報知されたことを確認したオペレータは、ステップS1またはステップS2に戻り、顧客要求情報や対象建物の耐震性に係わる部材配置の仮設定値を変更して再入力を行う。なお、部材配置の仮設定の変更は、耐力パネルの数を増やしたり、耐力パネルに複数のグレードが存在する場合にはグレードを上げたり、制振ダンパー等他の付加的な装置を加えたりすることで可能である。 The operator who has confirmed that the error message has been notified returns to step S1 or step S2, changes the customer request information and the provisional setting value of the member arrangement related to the earthquake resistance of the target building, and performs re-input. In addition, changing the temporary setting of the member arrangement may increase the number of load-bearing panels, increase the grade if there are multiple grades in the load-bearing panel, or add other additional devices such as damping dampers. Is possible.
顧客要求情報や部材配置の仮設定値の再入力を受け付けた耐震設計支援装置1は、ステップS3〜ステップS5を行い、耐力情報Rb(または耐力情報Rc)の導出、及び応答情報Saの導出を行う(図7(b)参照)。図7(b)は、顧客要求情報や部材配置の仮設定値を変更した場合を例示するものであり、応答情報Saはあまり変更されずに、顧客要求情報、特に許容被害(損傷許容値)の変更に基づき、耐力情報Raが耐力情報Rbに大きく変更された場合を示している。なお、図示は省略するが、部材配置の仮設定値について、例えば、外壁パネルの増やすなどの変更を行うと、応答情報Saのグラフは左に移動し、その結果、Ra≦Saとなる領域(ハッチングを示す領域)の面積は少なくなる。
The seismic
図7(b)に示されるように、耐震設計支援装置1は、顧客要求情報の変更によって耐力情報Rbになった場合は、耐力情報Rb≦応答情報Saとなる領域(梨地で示す領域)の面積に基づいて損傷確率Pfを導出し、この損傷確率Pfが許容被害を超えるかを再度判定する。ここで、損傷確率Pfが許容被害を超えると判定すると、NGメッセージ(NG判定情報)がオペレータに報知され、オペレータは、顧客要求情報や部材配置の仮設定値を変更して再入力する。一方で、この損傷確率Pfが許容被害以下と判定された場合には、OKメッセージ(OK判定情報)を出力部13から出力させ、さらに、対象建物の部材配置の仮設定値が顧客の要求性能を満足する設定値(部材配置)として出力部13から出力させる。
As shown in FIG. 7 (b), the seismic
出力部13から出力(表示等)された情報を確認したオペレータは、ステップS2で仮設定した対象建物の耐震性に係わる部材配置の仮設定値が、顧客要求を満足する対象建物の確定した部材配置の設定値として決定する(ステップS7)。このように、本実施形態では、ステップS5で導出した損傷確率Pfが許容被害以下となるまでステップS1〜ステップS6の処理を繰り返し実行し、損傷確率Pfが許容被害以下になった場合には、仮設定した対象建物の耐震性に係わる部材配置の仮設定値を対象建物の確定した部材配置の設定値として決定する。
(耐震設計支援装置)
The operator who has confirmed the information output (displayed, etc.) from the
(Seismic design support equipment)
次に、上記の耐震設計方法に利用される耐震設計支援装置1について図4を参照して説明する。図4は、耐震設計支援装置1の機能的構成を示すブロック図である。耐震設計支援装置1は、ハードウェア構成としてCPU、RAM及びROMなどを実装する制御装置、キーボードやマウスなどの入力装置及び液晶ディスプレイやスピーカなどの出力装置を備えており、以下に示す各機能を実現可能に構成されている。
Next, the seismic
耐震設計支援装置1は、各種情報の操作入力を受け付ける入力部(条件受付手段)11と、耐力情報Rm,Rnを格納する耐力情報格納部(損傷情報記憶手段)14と、応答解析処理や比較処理を実行する制御部(制御手段)12と、制御部12で実行された比較処理の結果を出力する出力部(出力手段)13と、を備えている。
The seismic
入力部11は、顧客要求情報、及び対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮決定値の操作入力(設定入力)を受け付ける。また、入力部11は、耐力情報取得処理における損傷モード特定のための情報(ステップS12参照)、耐力情報取得処理の構造実験で得られた層間変形角と損傷モードとの関係を示す情報の操作入力を受け付ける。
The
制御部12は、耐力情報取得処理における地震損傷度曲線M,Nの導出、及び耐力情報Rm,Rnの導出(ステップS13参照)を行い、また、耐力情報Rm,Rnの耐力情報格納部14への格納を行う(ステップS14参照)。
The
また、制御部12は、上述のステップS3の処理を実行して対象建物の耐力情報Ra,Rbを導出する。更に、制御部12は、ステップS4の応答解析処理を実行して対象建物の応答情報Saを導出する。更に、制御部12は、応答解析処理(ステップS5参照)を実行して仮決定された対象建物の応答情報Saを導出する。更に、制御部12は、ステップS6の比較処理を実行し、損傷確率Pfが許容被害を超えていると判定する場合には、入力部11で受け付けられた変更後の設計条件に基づく比較処理を損傷確率Pfが許容被害以下となるまで繰り返し実行し、損傷確率Pfが許容被害以下になったと判定する場合には、最終的に対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値を対象建物の確定した部材配置の設定値として出力部13から出力させる。
Moreover, the
以上、本実施形態に係る耐震設計方法及び耐震設計支援装置1では、顧客からの要求に従って地震動指標値、その地震動指標値を有する地震が対象建物に作用した際の許容被害(損傷許容値)を受け付け、さらに対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値を受け付ける。一方で、地震動指標値を有する地震が対象建物に作用した際の損傷度に基づく損傷確率Pf(損傷評価値)を耐力情報取得処理及び応答解析処理で導出された各関係に基づいて導出する。
As described above, in the seismic design method and the seismic
そして、損傷確率Pfと許容被害とを比較し、対象建物の損傷確率Pfが損傷許容値以下になるまで、顧客要求情報、または対象建物の耐震性に係わる部材配置の仮設定値を適宜に変更し、損傷確率Pfが許容被害以下になると、その部材配置の仮設定値を工業化住宅の確定した部材配置の設定値として決定する。その結果として、建物の修復性に密接に関連する建物の損傷度を考慮に入れた対象建物の耐震設計が可能になる。 Then, the damage probability Pf is compared with the allowable damage, and the customer request information or the provisional setting value of the member arrangement related to the earthquake resistance of the target building is appropriately changed until the damage probability Pf of the target building is equal to or less than the damage allowable value. When the damage probability Pf is equal to or less than the allowable damage, the temporary setting value of the member arrangement is determined as the set value of the member arrangement determined for the industrialized house. As a result, seismic design of the target building is possible, taking into account the damage degree of the building, which is closely related to the repairability of the building.
その結果として、本実施形態によれば、顧客が危惧している地震動指標値に対応する地震に対し、居住を予定している対象建物の部分の損傷状態を具体的に定量評価できる。従って、耐震性能に関する顧客のニーズにきめ細かく対応でき、更に、所定の地震を受けた際の各部位の損傷度(修復の手間、費用など)が明確になり、素人でも建物の耐震性能を判断し易くなる。 As a result, according to the present embodiment, it is possible to specifically quantitatively evaluate the damage state of the part of the target building where the residence is planned for an earthquake corresponding to the earthquake motion index value that the customer is concerned about. Therefore, it is possible to meticulously respond to customer needs related to seismic performance, and further, the degree of damage (repair effort, cost, etc.) of each part when receiving a predetermined earthquake becomes clear, and even an amateur can judge the seismic performance of a building. It becomes easy.
また、上記の作用、効果を奏する本実施形態の採用により、顧客の要望に叶い、経済性に優れ、部材製造や現場施工性、メンテナンス性に配慮され、且つ、説明性に優れた各部耐震性能設定が可能となる。従って、工業化住宅の販売者が、例えば、顧客に対して「震度7の地震でも軽微な被害で済み、住み続けられます。」または「過去最大の地震が来ても修復金額は建設費の数%で済みます。」といった提案を工学的な裏付けを持って語る事ができるようになる。 In addition, by adopting this embodiment that exhibits the above actions and effects, each part's seismic performance that meets customer's needs, is economical, considers member manufacturing, on-site workability, and maintainability, and has excellent explanation Setting is possible. Therefore, the seller of an industrialized house, for example, told customers, “Even if an earthquake with a seismic intensity of 7, it can be done with little damage and continue to live.” It is possible to talk with proposals with engineering support.
また、本実施形態では、例えば工業化住宅のように、使用する部材やその納まり(接合部)などを規定する所定の規格に基づいて建築される規格化建物のカテゴリーに属する建物を対象としており、当該カテゴリーに属し且つ実際に建築された部材の挙動や損傷の状態が類似する構造モデルの損傷情報に基づいて対象建物の損傷度を導出するので簡易且つ精度良く耐震設計でき、本実施形態に係る耐震設計方法及び耐震設計支援装置1を適用する上での実現容易性という観点から有利である。
Further, in this embodiment, for example, a building belonging to the category of a standardized building that is built based on a predetermined standard that prescribes a member to be used and its accommodation (joint), such as an industrialized house, is targeted. Since the damage level of the target building is derived based on the damage information of the structural model that belongs to the category and the behavior and damage status of the actually constructed members are similar, the earthquake-resistant design can be performed easily and accurately. This is advantageous from the viewpoint of ease of implementation in applying the seismic design method and the seismic
さらに、本実施形態に係る損傷度は、修復困難性に応じて複数の損傷モードに分類され、応答解析工程では、複数種の構造モデルそれぞれに対して、各部位における層間変形角と損傷モードそれぞれとの関係(耐力情報Rm,Rn)が導出されている。上述の説明では、第1損傷モードに係る許容被害及び損傷確率Pfに基づいて比較処理が行われる場合を例示したが、本実施形態では、第2損傷モードに係る耐力情報Rnも導出されているので、第2損傷モードに係る許容被害及び損傷確率Pfに基づいた比較処理、または、両方の損傷モードに係る許容被害及び損傷確率Pfに基づいた比較処理を行うこともできる。その結果として、修復性という観点での顧客の要求に対応させ易くなる。 Furthermore, the damage degree according to the present embodiment is classified into a plurality of damage modes according to the repair difficulty, and in the response analysis process , each of the inter-layer deformation angles and the damage modes in each part for each of a plurality of types of structural models. (Yield strength information Rm, Rn) is derived. In the above description, the case where the comparison process is performed based on the allowable damage and damage probability Pf related to the first damage mode is exemplified, but in this embodiment, the proof stress information Rn related to the second damage mode is also derived. Therefore, the comparison process based on the allowable damage and damage probability Pf according to the second damage mode, or the comparison process based on the allowable damage and damage probability Pf according to both damage modes can be performed. As a result, it becomes easier to meet customer demands in terms of repairability.
さらに、本実施形態では、修復困難性に応じた損傷モードの分類が、修復に要する費用の額に基づいて決定されているので、顧客の意図する修復性、特に予算面での要求に直接対応した耐震設計を行い易くなる。 Furthermore, in this embodiment, the damage mode classification according to the difficulty of repair is determined based on the amount of cost required for repair, so it directly responds to the repairability intended by the customer, especially the budgetary requirements. This makes it easier to perform seismic design.
さらに、本実施形態では、応答解析処理において導出される関係(応答情報Ra)がモンテカルロシミュレーションを用いて確率論的に求められている。現実に発生する地震の工業化住宅への影響を正確に予想することは非常に難しいが、応答情報Raを確率論的に導出することにより、ある程度の確からしさを持った比較的高い精度での応答情報Raの導出が可能になる。 Further, in the present embodiment, the relationship (response information Ra) derived in the response analysis process is obtained probabilistically using Monte Carlo simulation. Although it is very difficult to accurately predict the impact of an actual earthquake on an industrialized house, the response information Ra is probabilistically derived, and the response with a certain degree of certainty is obtained with relatively high accuracy. Information Ra can be derived.
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態では、損傷度が第1及び第2損傷モードの二つに分類された態様を説明したが、単体の損傷モードであったり、3つ以上の損傷モードに分類されたりしてもよい。 As mentioned above, although this invention was concretely demonstrated based on the embodiment, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above-described embodiment, the aspect in which the damage degree is classified into the first and second damage modes has been described. However, the damage degree may be a single damage mode or may be classified into three or more damage modes. May be.
1…耐震設計支援装置、100…試験体(構造モデル)、14…耐力情報格納部(損傷情報記憶手段)、11…入力部(条件受付手段)、12…制御部(制御手段)、13…出力部(出力手段)、Rm,Rn…耐力情報(損傷情報)。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記規格化建物のカテゴリーに属し、且つ実際に建築された構造モデルを用いた実験により、各部位における層間変形角と損傷度との関係を導出する損傷情報導出工程と、
設計用に仮決定される地震動指標値、前記地震動指標値を有する地震が前記対象建物に作用した際の損傷許容値、及び前記対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値を設定する条件設定工程と、
仮決定された前記対象建物に対して前記地震動指標値を有する地震波を仮想的に入力し、仮決定された前記対象建物における前記地震動指標値と層間変形角との関係を導出する応答解析工程と、
前記地震動指標値を有する地震が、仮決定された前記対象建物に作用した際の損傷度に基づく損傷評価値を前記損傷情報導出工程及び前記応答解析工程で導出された各関係に基づいて導出する損傷評価値導出工程と、
前記損傷評価値と前記損傷許容値とを比較する比較工程と、を備え、
前記比較工程において前記損傷評価値が前記損傷許容値を超えている場合には、前記地震動指標値、前記損傷許容値、及び前記仮設定値の少なくとも一つの値を変更して前記損傷評価値が前記損傷許容値以下になるまで前記条件設定工程、前記損傷情報導出工程、及び前記比較工程を繰り返し行い、前記比較工程において前記損傷評価値が前記損傷許容値以下になった場合には、前記仮設定値を前記対象建物の確定した部材配置の設定値として決定することを特徴とする耐震設計方法。 A seismic design method for a target building that belongs to a category of standardized buildings constructed based on a predetermined standard and has a desired floor plan,
A damage information deriving step for deriving a relationship between an interlayer deformation angle and a damage degree in each part by an experiment using a structural model actually belonging to the category of the standardized building;
Temporary setting of seismic motion index value provisionally determined for design, allowable damage value when an earthquake having the seismic motion index value acts on the target building, and seismic resistance member arrangement for temporarily determining the target building A condition setting process for setting a value;
A response analysis step of virtually inputting a seismic wave having the seismic motion index value for the temporarily determined target building, and deriving a relationship between the seismic motion index value and the interlayer deformation angle in the temporarily determined target building; ,
Deriving damage evaluation values based on the degree of damage when an earthquake having the seismic motion index value acts on the temporarily determined target building based on the relationships derived in the damage information deriving step and the response analyzing step Damage evaluation value derivation process,
A comparison step for comparing the damage evaluation value and the damage tolerance,
If the damage evaluation value exceeds the damage tolerance value in the comparison step, the damage evaluation value is changed by changing at least one of the earthquake motion index value, the damage tolerance value, and the temporary setting value. The condition setting step, the damage information derivation step, and the comparison step are repeated until the damage allowable value is less than or equal to the damage allowable value. A seismic design method, characterized in that a set value is determined as a set value of a fixed member arrangement of the target building.
前記応答解析工程では、前記複数種の構造モデルそれぞれに対して、各部位における前記層間変形角と前記損傷モードそれぞれとの関係を導出することを特徴とする請求項1記載の耐震設計方法。 The degree of damage is classified into a plurality of damage modes according to the degree of difficulty required for recovery from damage,
The seismic design method according to claim 1, wherein in the response analysis step , a relationship between the interlayer deformation angle and each damage mode at each part is derived for each of the plurality of types of structural models.
前記応答解析工程において導出される関係は、確率論的に求められることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項記載の耐震設計方法。 In the response analysis step, a plurality of the seismic waves are virtually input,
The seismic design method according to any one of claims 1 to 3, wherein the relationship derived in the response analysis step is obtained probabilistically.
前記規格化建物のカテゴリーに属し、且つ実際に建築された構造モデルの各部位における層間変形角と損傷度との関係を示す損傷情報を格納する損傷情報記憶手段と、
設計用に仮決定される地震動指標値、前記地震動指標値を有する地震が前記対象建物に作用した際の損傷許容値、及び前記対象建物を仮決定するための耐震性に係わる部材配置の仮設定値の設定入力を受け付ける条件受付手段と、
仮決定された前記対象建物に対して前記地震動指標値を有する地震波を仮想的に入力し、仮決定された前記対象建物における前記地震動指標値と層間変形角との関係を示す応答情報を導出し、且つ前記地震動指標値を有する地震が、仮決定された前記対象建物に作用した際の損傷度に基づく損傷評価値を前記損傷情報記憶手段に記憶された前記損傷情報及び前記応答情報に基づいて導出すると共に、導出した前記損傷評価値と前記損傷許容値とを比較する比較処理を実行する制御手段と、
前記制御手段で実行された前記比較処理の結果を出力する出力手段と、を備え、
前記制御手段は、導出した前記損傷評価値が前記損傷許容値を超えていると判定する場合には、前記条件受付手段で受け付けられた値で、且つ前記地震動指標値、前記損傷許容値、及び前記仮設定値の少なくとも一つの変更後の値に基づく前記比較処理を前記損傷評価値が前記損傷許容値以下となるまで繰り返し実行し、前記損傷評価値が前記損傷許容値以下になったと判定する場合には、前記仮設定値を前記対象建物の確定した部材配置の設定値として前記出力手段から出力させることを特徴とする耐震設計支援装置。 A seismic design support device for a target building that belongs to a category of standardized buildings constructed based on a predetermined standard and has a desired floor plan,
A damage information storage means for storing damage information indicating a relationship between an interlayer deformation angle and a damage degree in each part of the structural model actually belonging to the category of the standardized building;
Temporary setting of seismic motion index value provisionally determined for design, allowable damage value when an earthquake having the seismic motion index value acts on the target building, and seismic resistance member arrangement for temporarily determining the target building Condition accepting means for accepting a value setting input;
A seismic wave having the seismic motion index value is virtually input to the temporarily determined target building, and response information indicating a relationship between the seismic motion index value and the interlayer deformation angle in the temporarily determined target building is derived. In addition, based on the damage information and the response information stored in the damage information storage means, the damage evaluation value based on the damage degree when the earthquake having the seismic motion index value acts on the temporarily determined target building Control means for performing a comparison process for deriving and comparing the derived damage evaluation value and the damage allowable value;
Output means for outputting the result of the comparison process executed by the control means,
When the control means determines that the derived damage evaluation value exceeds the damage tolerance value, the control means is a value accepted by the condition acceptance means, and the earthquake motion index value, the damage tolerance value, and The comparison process based on at least one changed value of the temporary setting value is repeatedly performed until the damage evaluation value is equal to or less than the damage tolerance value, and it is determined that the damage evaluation value is equal to or less than the damage tolerance value In this case, the provisional set value is output from the output means as a set value of the fixed member arrangement of the target building.
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