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JP6409014B2 - Method for estimating rigidity of building and method for estimating natural frequency of building - Google Patents
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Method for estimating rigidity of building and method for estimating natural frequency of building Download PDF

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Description

本発明は、建物の剛性の推定方法、及び建物の固有振動数の推定方法の技術に関する。   The present invention relates to a technique for estimating a building stiffness and a method for estimating a natural frequency of a building.

従来、地震による振動や、車両の通行による振動等によって生じる建物の揺れ(振動)を低減する方法として、動吸振器を建物に設ける方法が知られている。例えば、特許文献1に記載の如くである。   2. Description of the Related Art Conventionally, a method of providing a dynamic vibration absorber in a building is known as a method of reducing building vibration (vibration) caused by vibration caused by an earthquake or vibration caused by vehicle traffic. For example, as described in Patent Document 1.

特許文献1に記載の技術では、動吸振器の水平1次固有振動数が、建物の水平1次固有振動数と略同等となるように設定される。これによって、建物の水平方向の振動を抑制することができる。このように、動吸振器の水平1次固有振動数を設定するためには、建物の水平1次固有振動数を把握する必要がある。   In the technique described in Patent Document 1, the horizontal primary natural frequency of the dynamic vibration absorber is set to be substantially equal to the horizontal primary natural frequency of the building. Thereby, the vibration of the building in the horizontal direction can be suppressed. Thus, in order to set the horizontal primary natural frequency of the dynamic vibration absorber, it is necessary to grasp the horizontal primary natural frequency of the building.

建物の水平1次固有振動数は、当該建物が完成した後に実際に各種計測を行うことで把握することができる。しかし、建物の建設工程の簡略化や効率化の観点からは、建物の完成前(設計段階等)において水平1次固有振動数が推定されることが望ましい。   The horizontal primary natural frequency of a building can be grasped by actually performing various measurements after the building is completed. However, from the viewpoint of simplification and efficiency improvement of the building construction process, it is desirable to estimate the horizontal primary natural frequency before the building is completed (design stage, etc.).

ここで、比較的高層の建物(例えば、高層ビル等)においては、躯体(構造部材)の剛性によって建物全体の剛性がほとんど定まるため、躯体の剛性を当該建物全体の剛性とみなすことができる。当該躯体の剛性は、比較的容易に推定することができるため、当該推定された躯体の剛性(すなわち、建物全体の剛性)を用いて建物の水平1次固有振動数を推定(算出)することができる。   Here, in a relatively high-rise building (for example, a high-rise building), the rigidity of the entire building is almost determined by the rigidity of the housing (structural member), so that the rigidity of the housing can be regarded as the rigidity of the entire building. Since the rigidity of the housing can be estimated relatively easily, the horizontal primary natural frequency of the building is estimated (calculated) using the estimated rigidity of the housing (that is, the rigidity of the entire building). Can do.

しかし、比較的低層の建物(例えば、一般的な住宅等)においては、躯体以外の部材(例えば、外壁や界壁等の非構造部材)が建物全体の剛性に与える影響が大きいため、当該建物全体の剛性を精度良く推定することは困難である。   However, in a relatively low-rise building (for example, a general house), a member other than the frame (for example, a non-structural member such as an outer wall or a boundary wall) greatly affects the rigidity of the entire building. It is difficult to accurately estimate the overall rigidity.

特開平5−287934号公報JP-A-5-287934

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、建物の剛性を精度良く推定することが可能な建物の剛性の推定方法、及び建物の固有振動数の推定方法を提供することである。   The present invention has been made in view of the above situation, and the problem to be solved is a method for estimating the rigidity of a building capable of accurately estimating the rigidity of the building, and the natural frequency of the building. It is to provide an estimation method.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項1においては、水平方向における所定の方向に対する建物の躯体の水平剛性を算出する第一工程と、前記建物の非構造部材の水平方向における長さのうち、前記所定の方向の成分に所定の係数を乗じて補正値を算出する第二工程と、前記補正値によって前記第一工程で算出された前記建物の躯体の水平剛性を補正することによって、前記所定の方向に対する建物全体の水平剛性を算出する第三工程と、を具備するものである。 That is, according to the first aspect, the first step of calculating the horizontal rigidity of the building frame with respect to the predetermined direction in the horizontal direction, and the component in the predetermined direction among the horizontal lengths of the non-structural members of the building. The second step of calculating a correction value by multiplying the predetermined coefficient by the correction coefficient, and correcting the horizontal rigidity of the building frame calculated in the first step by the correction value, thereby correcting the entire building in the predetermined direction. And a third step of calculating the horizontal rigidity.

請求項2においては、前記第二工程において、前記非構造部材として、前記建物の躯体に直接的に接続された外壁及び界壁を用いるものである。   In the second aspect, in the second step, as the non-structural member, an outer wall and a field wall directly connected to the housing of the building are used.

請求項3においては、請求項1又は請求項2に記載の建物の剛性の推定方法によって算出された前記建物全体の水平剛性を用いて、前記建物全体の水平1次固有振動数を算出するものである。 In Claim 3, the horizontal primary natural frequency of the whole building is calculated using the horizontal rigidity of the whole building calculated by the method for estimating the rigidity of the building according to Claim 1 or Claim 2. It is.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

請求項1においては、建物の剛性を精度良く推定することができる。   In Claim 1, the rigidity of a building can be estimated accurately.

請求項2においては、建物の剛性をより精度良く推定することができる。   In Claim 2, the rigidity of a building can be estimated more accurately.

請求項3においては、建物の水平1次固有振動数を精度良く推定することができる。 In Claim 3, the horizontal primary natural frequency of a building can be estimated accurately.

一実施形態に係る建物の固有振動数の推定方法を示した図。The figure which showed the estimation method of the natural frequency of the building which concerns on one Embodiment. 建物の一例である住宅の側面断面模式図。The side cross-sectional schematic diagram of the house which is an example of a building. 同じく住宅の平面断面模式図。Similarly the plane cross-sectional schematic diagram of a house. 他の住宅の例を示した平面断面模式図。The plane cross-sectional schematic diagram which showed the example of the other house. (a)一般的な推定方法によって推定された固有振動数の一例を示す図。(b)本実施形態に係る推定方法によって推定された固有振動数の一例を示す図。(A) The figure which shows an example of the natural frequency estimated by the general estimation method. (B) The figure which shows an example of the natural frequency estimated by the estimation method which concerns on this embodiment. 固有振動数推定システムの概略構成を示したブロック図。The block diagram which showed schematic structure of the natural frequency estimation system.

以下では、図中の矢印に基づいて、X方向及びY方向を定義して説明を行う。なお、X方向及びY方向は、平面視(水平方向)において互いに直交する2つの方向である(図3及び図4参照)。   Hereinafter, the X direction and the Y direction will be defined and described based on the arrows in the figure. The X direction and the Y direction are two directions orthogonal to each other in plan view (horizontal direction) (see FIGS. 3 and 4).

以下、図1を用いて、本発明の一実施形態に係る建物の固有振動数の推定方法について説明する。本実施形態に係る建物の固有振動数の推定方法は、躯体(構造部材)だけでなく、非構造部材の剛性も考慮した上で、建物全体(構造部材及び非構造部材)の水平1次固有振動数を推定するためのものである。なお、当該建物の固有振動数の推定方法には、建物の剛性の推定方法(建物全体の水平剛性を推定するためのもの)も含まれている。   Hereinafter, a method for estimating the natural frequency of a building according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The method for estimating the natural frequency of the building according to the present embodiment takes into account the rigidity of the non-structural member as well as the frame (structural member), and then the horizontal primary characteristic of the entire building (structural member and non-structural member). This is for estimating the frequency. The method for estimating the natural frequency of the building also includes a method for estimating the rigidity of the building (for estimating the horizontal rigidity of the entire building).

まず、ステップS101において、建物の構造計算に基づいて、当該建物の躯体のX方向及びY方向の水平剛性(剛性Kc)がそれぞれ算出される。建物が複数の階(層)を有する場合には、各層の剛性Kcがそれぞれ算出される。当該剛性Kcは、構造計算により算出された建物の各層に作用するせん断力を、水平方向の変位で除することで算出することができる。なお、構造計算の方法としては、一般的に用いられている種々の方法を用いることが可能である。   First, in step S101, the horizontal stiffness (rigidity Kc) in the X direction and the Y direction of the building frame is calculated based on the building structure calculation. When the building has a plurality of floors (layers), the rigidity Kc of each layer is calculated. The rigidity Kc can be calculated by dividing the shear force acting on each layer of the building calculated by the structural calculation by the horizontal displacement. In addition, as a method of structure calculation, it is possible to use various generally used methods.

次に、ステップS102において、剛性Kcを補正するための補正値が算出される。当該補正値は、建物の非構造部材の剛性も考慮した建物全体の水平剛性を算出するためのものである。当該補正値も、剛性Kcと同様に、X方向及びY方向のそれぞれについて算出される。建物が複数の階(層)を有する場合には、各層の補正値(すなわち、後述するLgk及びα)がそれぞれ算出される。当該補正値は、Lgk×αで表される。Lgkは、建物の外壁及び界壁の長さである。またαは、所定の係数である。なお、Lgk及びαの詳細については後述する。   Next, in step S102, a correction value for correcting the stiffness Kc is calculated. The correction value is for calculating the horizontal rigidity of the entire building in consideration of the rigidity of the non-structural members of the building. The correction value is also calculated for each of the X direction and the Y direction, similarly to the stiffness Kc. When the building has a plurality of floors (layers), correction values (that is, Lgk and α described later) for each layer are calculated. The correction value is represented by Lgk × α. Lgk is the length of the outer wall and the boundary wall of the building. Α is a predetermined coefficient. Details of Lgk and α will be described later.

次に、ステップS103において、ステップS102で算出された補正値(Lgk×α)を用いて剛性Kcを補正することで、建物全体のX方向及びY方向の水平剛性(剛性K)が推定(算出)される。具体的には、建物の躯体の水平剛性(剛性Kc)に補正値(Lgk×α)を加えることで、建物全体の水平剛性(剛性K)が算出される。すなわち、以下の数1によって、剛性Kが算出される。
K=Kc+Lgk×α ・・・ 数1
Next, in step S103, the horizontal stiffness (rigidity K) in the X direction and Y direction of the entire building is estimated (calculated) by correcting the stiffness Kc using the correction value (Lgk × α) calculated in step S102. ) Specifically, the horizontal rigidity (rigidity K) of the entire building is calculated by adding a correction value (Lgk × α) to the horizontal rigidity (rigidity Kc) of the building frame. That is, the stiffness K is calculated by the following formula 1.
K = Kc + Lgk × α (1)

この際、X方向の剛性KcにはX方向の補正値が、Y方向の剛性KcにはY方向の補正値が、それぞれ加えられることで、X方向及びY方向の剛性Kが得られる。建物が複数の階(層)を有する場合には、各層の剛性Kがそれぞれ算出される。   At this time, the X direction correction value is added to the X direction rigidity Kc, and the Y direction correction value is added to the Y direction rigidity Kc, whereby the X direction and Y direction rigidity K are obtained. When the building has a plurality of floors (layers), the rigidity K of each layer is calculated.

次に、ステップS104において、地震時の建物重量(建物重量M)が算出される。建物重量Mは、建物の構造計算に用いられるものである。建物重量Mは、建物自体の重量や、当該建物の中に配置される家具の重量等を考慮して適宜算出される。建物が複数の階(層)を有する場合には、各層の建物重量Mがそれぞれ算出される。   Next, in step S104, the building weight at the time of the earthquake (building weight M) is calculated. The building weight M is used for building structure calculation. The building weight M is appropriately calculated in consideration of the weight of the building itself and the weight of the furniture arranged in the building. When a building has a plurality of floors (layers), the building weight M of each layer is calculated.

次に、ステップS105において、上述のステップS103及びステップS104で得られた剛性K及び建物重量Mを用いて、建物のX方向及びY方向の水平1次固有振動数fが推定(算出)される。水平1次固有振動数fは、以下の数2で表されることがわかっている。
f=(1/2π)×√(K/M) ・・・ 数2
Next, in step S105, the horizontal primary natural frequency f in the X direction and the Y direction of the building is estimated (calculated) using the rigidity K and the building weight M obtained in steps S103 and S104 described above. . It is known that the horizontal primary natural frequency f is expressed by the following formula 2.
f = (1 / 2π) × √ (K / M) Equation 2

すなわち、ステップS105において、剛性K及び建物重量Mの値を上記数2に代入することで、建物の水平1次固有振動数fが算出される。この際、X方向の剛性K及び建物重量Mを用いることでX方向の水平1次固有振動数fが、Y方向の剛性K及び建物重量Mを用いることでY方向の水平1次固有振動数fが、それぞれ得られる。   That is, in step S105, the horizontal primary natural frequency f of the building is calculated by substituting the values of the stiffness K and the building weight M into the above formula 2. At this time, the horizontal primary natural frequency f in the X direction is obtained by using the rigidity K and the building weight M in the X direction, and the horizontal primary natural frequency in the Y direction is obtained by using the rigidity K and the building weight M in the Y direction. Each f is obtained.

また、建物が複数の階(層)を有する場合には、各層の剛性Kを成分とする行列[K]、及び各層の建物重量Mを成分とする行列[M]をそれぞれ上記数2に適用することで、水平1次固有振動数fが得られる。   When the building has a plurality of floors (layers), the matrix [K] whose component is the rigidity K of each layer and the matrix [M] whose component is the building weight M of each layer are applied to the above equation 2, respectively. By doing so, the horizontal primary natural frequency f is obtained.

このように、本実施形態の建物の固有振動数の推定方法によって、構造部材だけでなく非構造部材の剛性も考慮した建物全体の水平1次固有振動数fを推定することができる。当該水平1次固有振動数fは、建物の構造計算に必要な各種の情報さえ揃っていれば、当該建物が完成する前に推定することができるため、建物の建設工程の簡略化や効率化等を図ることができる。   As described above, the horizontal primary natural frequency f of the entire building can be estimated in consideration of the rigidity of not only the structural member but also the non-structural member by the method for estimating the natural frequency of the building of the present embodiment. The horizontal primary natural frequency f can be estimated before the building is completed if various pieces of information necessary for the structural calculation of the building are available. Etc. can be achieved.

次に、上述のステップS102で用いた建物の外壁及び界壁の長さ(Lgk)について詳細に説明する。   Next, the length (Lgk) of the outer wall and the boundary wall of the building used in step S102 described above will be described in detail.

建物の外壁及び界壁は、構造部材以外の部材(非構造部材)である。ここで、本実施形態においては、躯体(構造部材)として、建物の骨組みとなる部材を想定している。また、非構造部材として、一般的に建物の剛性に与える影響が少ない部材(構造部材以外の部材)を想定している。   The outer wall and the boundary wall of the building are members (non-structural members) other than the structural members. Here, in this embodiment, the member used as the framework of a building is assumed as a housing (structural member). Further, as the non-structural member, a member (a member other than the structural member) that generally has little influence on the rigidity of the building is assumed.

一例として、図2に示した建物(住宅1)を用いて、躯体(構造部材、1次部材ともいう)及び非構造部材(2次部材ともいう)の具体例について説明する。図2には、木造2階建ての住宅1の側面断面模式図を示している。当該住宅1の場合、基礎11、柱(不図示)、梁12等が躯体(構造部材)となる。また、外壁21、界壁22、間仕切り23、天井24、床25等が非構造部材となる。   As an example, a specific example of a housing (also referred to as a structural member or primary member) and a non-structural member (also referred to as a secondary member) will be described using the building (house 1) illustrated in FIG. FIG. 2 shows a schematic side sectional view of a two-story wooden house 1. In the case of the house 1, the foundation 11, pillars (not shown), beams 12, and the like serve as a housing (structural member). Further, the outer wall 21, the boundary wall 22, the partition 23, the ceiling 24, the floor 25, and the like are non-structural members.

ここで、非構造部材の中でも、特に躯体(構造部材)に直接的に接続された非構造部材は、他の非構造部材と比べて建物全体の水平剛性に大きな影響を与えると考えられる。そこで本実施形態においては、上述の非構造部材のうち、躯体に直接的に接続されたものだけを抽出して、当該抽出された非構造部材の長さ(Lgk)を算出している。本実施形態においては、非構造部材のうち、上下から構造部材に支持(接続)されているものを、躯体(構造部材)に直接的に接続されているものとみなしている。   Here, among non-structural members, non-structural members that are directly connected to the casing (structural member) in particular are considered to have a great influence on the horizontal rigidity of the entire building as compared to other non-structural members. Therefore, in the present embodiment, among the above-described non-structural members, only those directly connected to the housing are extracted, and the length (Lgk) of the extracted non-structural members is calculated. In the present embodiment, among the non-structural members, those supported (connected) by the structural members from above and below are regarded as being directly connected to the housing (structural member).

具体的には、図2に示すように、1階の外壁21は、上下が基礎11及び梁12にそれぞれ接続されている。2階の外壁21は、上下が梁12にそれぞれ接続されている。また界壁22は、上下が基礎11及び梁12にそれぞれ接続されている。よって本実施形態においては、非構造部材の中から当該外壁21及び界壁22を抽出し、当該外壁21及び界壁22の長さをLgkとして算出する。   Specifically, as shown in FIG. 2, the outer wall 21 on the first floor is connected to the foundation 11 and the beam 12 at the top and bottom, respectively. The outer wall 21 on the second floor is connected to the beam 12 at the top and bottom. The upper and lower sides of the boundary wall 22 are connected to the foundation 11 and the beam 12, respectively. Therefore, in the present embodiment, the outer wall 21 and the boundary wall 22 are extracted from the non-structural members, and the lengths of the outer wall 21 and the boundary wall 22 are calculated as Lgk.

一方、例えば間仕切り23は、上下が1階の天井24及び床25にそれぞれ接続されていることから、当該間仕切り23は建物(住宅1)全体の水平剛性に大きな影響を与えるものではないと考えられる。よって本実施形態においては、間仕切り23の長さはLgkを算出する際に考慮しない。   On the other hand, for example, since the partition 23 is connected to the ceiling 24 and the floor 25 on the first floor, the partition 23 is not considered to have a great influence on the horizontal rigidity of the entire building (house 1). . Therefore, in this embodiment, the length of the partition 23 is not taken into account when calculating Lgk.

このようにして抽出された非構造部材(外壁21及び界壁22)に基づいて、Lgkを算出する。以下では、図3を用いて、外壁21及び界壁22(建物の外壁及び界壁)に基づいてLgkを算出する方法について説明する。   Lgk is calculated based on the non-structural members (outer wall 21 and boundary wall 22) extracted in this way. Hereinafter, a method of calculating Lgk based on the outer wall 21 and the boundary wall 22 (the outer wall and the boundary wall of the building) will be described with reference to FIG.

図3には、住宅1の平面断面模式図を示している。図3においては、説明の簡略化のため住宅1の界壁22は省略し、住宅1の外壁21のみを示している。Lgkは、剛性Kc等と同様に、X方向及びY方向のそれぞれについて算出される。   In FIG. 3, the plane cross-sectional schematic diagram of the house 1 is shown. In FIG. 3, for simplicity of explanation, the boundary wall 22 of the house 1 is omitted, and only the outer wall 21 of the house 1 is shown. Lgk is calculated for each of the X direction and the Y direction, similarly to the rigidity Kc and the like.

具体的には、住宅1の外壁21のうち、X方向に沿って(X方向と平行に)設けられているもの(図3の外壁21X)は、X方向の剛性に与える影響が大きいと考えられる。そこで、外壁21のうちX方向に沿って設けられているもの(外壁21X)を抽出し、当該外壁21X(図3の例では、4つの外壁21X)の水平方向の長さ(平面視において、X方向に沿った長さ)の合計値を、X方向のLgkとする。このように、外壁21の長さのうち、X方向の成分に基づいてX方向のLgkを算出している。   Specifically, among the outer walls 21 of the house 1, those provided along the X direction (in parallel with the X direction) (the outer wall 21X in FIG. 3) are considered to have a large effect on the rigidity in the X direction. It is done. Therefore, one of the outer walls 21 provided along the X direction (outer wall 21X) is extracted, and the horizontal length of the outer wall 21X (four outer walls 21X in the example of FIG. 3) (in plan view, The total value of the length along the X direction) is defined as Lgk in the X direction. In this way, Lgk in the X direction is calculated based on the component in the X direction out of the length of the outer wall 21.

同様に、住宅1の外壁21のうち、Y方向に沿って設けられているもの(図3の外壁21Y)は、Y方向の剛性に与える影響が大きいと考えられる。そこで、外壁21のうちY方向に沿って設けられているもの(外壁21Y)を抽出し、当該外壁21Y(図3の例では、5つの外壁21Y)の水平方向の長さ(平面視において、Y方向に沿った長さ)の合計値を、Y方向のLgkとする。このように、外壁21の長さのうち、Y方向の成分に基づいてY方向のLgkを算出している。   Similarly, the outer wall 21 of the house 1 that is provided along the Y direction (the outer wall 21Y in FIG. 3) is considered to have a large influence on the rigidity in the Y direction. Therefore, the outer wall 21 provided along the Y direction (outer wall 21Y) is extracted, and the horizontal length of the outer wall 21Y (five outer walls 21Y in the example of FIG. 3) (in plan view, The total value of the length along the Y direction) is defined as Lgk in the Y direction. In this way, Lgk in the Y direction is calculated based on the component in the Y direction out of the length of the outer wall 21.

なお、図3においては省略したが、抽出された非構造部材に界壁22も含まれている場合には、外壁21に加えて当該界壁22の長さも含めたLgkが算出される。   Although omitted in FIG. 3, when the extracted non-structural member includes the boundary wall 22, Lgk including the length of the boundary wall 22 in addition to the outer wall 21 is calculated.

また、図4に示すように、住宅1が、平面視においてX方向及びY方向に対して傾斜した外壁21(外壁21XY)を有している場合には、当該外壁21XYの長さのうちX方向の成分(幅WX)及びY方向の成分(幅WY)を、それぞれX方向及びY方向に沿った長さとしてLgkを算出する。すなわち、外壁21Xの水平方向の長さと、外壁21XYのX方向の幅WXとの合計値を、X方向のLgkとする。同様に、外壁21Yの水平方向の長さと、外壁21XYのY方向の幅WYとの合計値を、Y方向のLgkとする。なお、外壁21XYの水平方向の長さをL、外壁21XYがX方向に対して成す角をθとすると、外壁21XYのX方向の幅WXはL×cosθ、外壁21XYのY方向の幅WYはL×sinθで、それぞれ算出することができる。   Moreover, as shown in FIG. 4, when the house 1 has the outer wall 21 (outer wall 21XY) inclined with respect to the X direction and the Y direction in a plan view, the length X of the outer wall 21XY is X. Lgk is calculated using the direction component (width WX) and the Y direction component (width WY) as the lengths along the X direction and the Y direction, respectively. That is, the total value of the horizontal length of the outer wall 21X and the width WX of the outer wall 21XY in the X direction is defined as Lgk in the X direction. Similarly, the total value of the horizontal length of the outer wall 21Y and the width WY of the outer wall 21XY in the Y direction is defined as Lgk in the Y direction. When the horizontal length of the outer wall 21XY is L and the angle formed by the outer wall 21XY with respect to the X direction is θ, the width WX in the X direction of the outer wall 21XY is L × cos θ, and the width WY in the Y direction of the outer wall 21XY is L × sin θ can be calculated respectively.

次に、上述のステップS102で用いた所定の係数(α)について詳細に説明する。   Next, the predetermined coefficient (α) used in step S102 described above will be described in detail.

ステップS102で用いられるαは、上述の数1を計算する際、すなわちLgkを用いて剛性Kcを補正することによって剛性Kを算出する際に、適切な剛性Kが得られるようにするための係数である。当該αは、実験及び統計によって、適切な値が適宜定められる。   Α used in step S102 is a coefficient for obtaining an appropriate stiffness K when calculating the above equation 1, that is, when calculating the stiffness K by correcting the stiffness Kc using Lgk. It is. An appropriate value of α is appropriately determined by experiments and statistics.

なお、上述の数1に示したように、剛性KcとLgk×αとが加算されていることから、当該剛性KcとLgk×αとは同一の次元を有している。ここで、Lgkは長さであり、剛性Kcとは異なる次元を有している。このことから、αは、Lgk×α(Lgkに乗じられて得られる値)が剛性Kcと同一の次元となるような適宜の次元を有していることがわかる。   As shown in the above equation 1, since the rigidity Kc and Lgk × α are added, the rigidity Kc and Lgk × α have the same dimension. Here, Lgk is a length and has a dimension different from the rigidity Kc. From this, it can be seen that α has an appropriate dimension such that Lgk × α (value obtained by multiplying by Lgk) has the same dimension as the stiffness Kc.

次に、本実施形態に係る建物の固有振動数の推定方法(非構造部材も考慮した推定方法)と、一般的な推定方法(躯体(構造部材)のみを考慮した推定方法)とを比較して、本実施形態の優位性について説明する。   Next, the method for estimating the natural frequency of the building according to the present embodiment (estimation method considering non-structural members) and the general estimation method (estimation method considering only the frame (structural members)) are compared. Thus, the superiority of this embodiment will be described.

図5(a)には、一般的な推定方法によって推定(算出)された複数の建物の水平1次固有振動数の一例を示している。より具体的には、図5(a)には、一般的な推定方法によって推定された建物の水平1次固有振動数と、当該建物を実際に計測して得られた水平1次固有振動数と、の関係を示している。図中では、推定された水平1次固有振動数を「推定固有振動数」、建物を実際に計測して得られた水平1次固有振動数を「実測固有振動数」とそれぞれ称している。また図中の破線は、複数の建物についての水平1次固有振動数(図中の各点)の近似直線を示している。   FIG. 5A shows an example of horizontal primary natural frequencies of a plurality of buildings estimated (calculated) by a general estimation method. More specifically, FIG. 5A shows the horizontal primary natural frequency of the building estimated by a general estimation method, and the horizontal primary natural frequency obtained by actually measuring the building. And shows the relationship. In the figure, the estimated horizontal primary natural frequency is referred to as “estimated natural frequency”, and the horizontal primary natural frequency obtained by actually measuring the building is referred to as “measured natural frequency”. Moreover, the broken line in a figure has shown the approximate straight line of the horizontal primary natural frequency (each point in a figure) about a some building.

ここで、一般的な推定方法とは、上述の数2において、建物全体の水平剛性(剛性K)に代えて、建物の躯体の水平剛性(剛性Kc)を用いて水平1次固有振動数fを算出する方法である。すなわち、この場合、外壁や界壁(非構造部材)の剛性は考慮されていない。   Here, the general estimation method is the horizontal primary natural frequency f using the horizontal rigidity (rigidity Kc) of the building frame in place of the horizontal rigidity (rigidity K) of the entire building in the above-described formula 2. Is a method of calculating That is, in this case, the rigidity of the outer wall and the field wall (non-structural member) is not considered.

図5(a)に示したように、一般的な推定方法ではばらつきが大きく、相関性が低いことがわかる。すなわち、外壁や界壁の剛性を考慮しない場合、水平1次固有振動数fの正確な推定は困難であることがわかる。外壁や界壁の剛性の影響が大きい比較的低層の建物(一般的な住宅等)においては、特に相関性が低くなると考えられる。   As shown in FIG. 5A, it can be seen that the general estimation method has large variations and low correlation. That is, it is understood that it is difficult to accurately estimate the horizontal primary natural frequency f without considering the rigidity of the outer wall and the field wall. In relatively low-rise buildings (general houses, etc.) that are greatly affected by the rigidity of the outer wall and the boundary wall, the correlation is considered to be particularly low.

一方、図5(b)には、本実施形態に係る推定方法によって推定(算出)された複数の建物の水平1次固有振動数の一例を示している。   On the other hand, FIG. 5B shows an example of the horizontal primary natural frequencies of a plurality of buildings estimated (calculated) by the estimation method according to the present embodiment.

図5(b)に示したように、本実施形態に係る推定方法では、各点が近似直線に沿って並んでおり、相関性が高いことがわかる。すなわち、本実施形態の如く外壁や界壁の剛性を考慮することで、水平1次固有振動数fを精度良く推定することができる。本実施形態に係る推定方法は、外壁や界壁の剛性の影響が大きい比較的低層の建物(一般的な住宅等)において、特に有用であると考えられる。   As shown in FIG. 5B, it can be seen that in the estimation method according to the present embodiment, the points are arranged along the approximate straight line, and the correlation is high. That is, the horizontal primary natural frequency f can be accurately estimated by considering the rigidity of the outer wall and the field wall as in this embodiment. The estimation method according to the present embodiment is considered to be particularly useful in a relatively low-rise building (such as a general house) that is greatly affected by the rigidity of the outer wall and the boundary wall.

次に、図6を用いて、本実施形態に係る建物の固有振動数の推定方法を用いて建物の水平1次固有振動数を推定(算出)するためのシステムの一例(固有振動数推定システム100)について説明する。   Next, referring to FIG. 6, an example of a system for estimating (calculating) the horizontal primary natural frequency of a building using the method for estimating the natural frequency of the building according to the present embodiment (natural frequency estimation system). 100) will be described.

固有振動数推定システム100は、主として記憶部101、演算部102、表示部103及び入力部104を具備する。   The natural frequency estimation system 100 mainly includes a storage unit 101, a calculation unit 102, a display unit 103, and an input unit 104.

記憶部101は、各種のプログラムやデータ等が記憶されるものである。記憶部101は、HDD、RAM、ROM等により構成される。   The storage unit 101 stores various programs and data. The storage unit 101 includes an HDD, a RAM, a ROM, and the like.

演算部102は、記憶部101に記憶されたプログラムに従って各種の演算を行うものである。演算部102は、CPUにより構成される。   The calculation unit 102 performs various calculations according to the program stored in the storage unit 101. The calculation unit 102 is configured by a CPU.

表示部103は、各種の情報を表示するものである。表示部103は、液晶ディスプレイ等により構成される。   The display unit 103 displays various information. The display unit 103 is configured by a liquid crystal display or the like.

入力部104は、各種の情報を入力するためのものである。入力部104は、キーボード、マウス等により構成される。   The input unit 104 is for inputting various types of information. The input unit 104 includes a keyboard, a mouse, and the like.

このように、固有振動数推定システム100としては、一般的なパーソナルコンピュータ等を用いることができる。   Thus, as the natural frequency estimation system 100, a general personal computer or the like can be used.

当該固有振動数推定システム100において、入力部104によって推定の対象となる建物に関する各種の情報が入力される。演算部102は、記憶部101に記憶されているプログラムに従って、入力された情報や予め記憶部101に記憶されている情報から建物の水平1次固有振動数を推定(算出)する(図1参照)。当該推定に関する情報(算出された水平1次固有振動数や、その計算過程等)は表示部103に表示され、作業者が確認することができる。   In the natural frequency estimation system 100, various types of information related to the building to be estimated are input by the input unit 104. The computing unit 102 estimates (calculates) the horizontal primary natural frequency of the building from input information or information stored in advance in the storage unit 101 in accordance with a program stored in the storage unit 101 (see FIG. 1). ). Information on the estimation (the calculated horizontal primary natural frequency, its calculation process, etc.) is displayed on the display unit 103 and can be confirmed by the operator.

以上の如く、本実施形態に係る建物の剛性の推定方法は、
水平方向における所定の方向に対する建物の躯体の水平剛性(剛性Kc)を算出する第一工程(ステップS101)と、
前記建物の非構造部材の水平方向における長さに基づいて補正値(Lgk×α)を算出する第二工程(ステップS102)と、
前記補正値によって前記第一工程で算出された前記建物の躯体の水平剛性(剛性Kc)を補正することによって、前記所定の方向に対する建物全体の水平剛性(剛性K)を算出する第三工程(ステップS103)と、
を具備するものである。
このように構成することによって、建物の剛性を精度良く推定することができる。
すなわち、非構造部材を考慮して建物の剛性を推定することで、より精度の高い剛性の推定を行うことができる。
As described above, the method for estimating the rigidity of a building according to the present embodiment is as follows.
A first step (step S101) for calculating the horizontal rigidity (rigidity Kc) of the building frame with respect to a predetermined direction in the horizontal direction;
A second step (step S102) of calculating a correction value (Lgk × α) based on the length in the horizontal direction of the non-structural member of the building;
A third step of calculating the horizontal rigidity (rigidity K) of the entire building with respect to the predetermined direction by correcting the horizontal rigidity (rigidity Kc) of the building frame calculated in the first step based on the correction value ( Step S103)
It comprises.
By comprising in this way, the rigidity of a building can be estimated accurately.
That is, by estimating the rigidity of the building in consideration of non-structural members, it is possible to estimate the rigidity with higher accuracy.

また、本実施形態に係る建物の剛性の推定方法は、
前記第二工程(ステップS102)において、
前記非構造部材として、前記建物の躯体に直接的に接続された外壁及び界壁を用いるものである。
このように構成することによって、非構造部材の中でも、建物の水平剛性に与える影響が大きいと考えられる外壁及び界壁を考慮することで、建物の剛性をより精度良く推定することができる。
In addition, the method for estimating the rigidity of a building according to this embodiment is as follows.
In the second step (step S102),
As the non-structural member, an outer wall and a field wall directly connected to the building frame are used.
By comprising in this way, the rigidity of a building can be estimated more accurately by considering the outer wall and the field wall considered to have a great influence on the horizontal rigidity of the building among non-structural members.

また、本実施形態に係る建物の剛性の推定方法は、
前記第二工程(ステップS102)において、
前記補正値(Lgk×α)は、前記非構造部材の長さのうち、前記所定の方向の成分に基づいて算出されるものである。
このように構成することによって、建物の剛性をより精度良く推定することができる。
すなわち、ある方向(所定の方向)に対する建物全体の水平剛性には、非構造部材の長さうち当該方向の成分が大きく影響しているものと考えられる。そこで、当該成分に基づいて補正値を算出することで、建物の剛性をより精度良く推定することができる。
In addition, the method for estimating the rigidity of a building according to this embodiment is as follows.
In the second step (step S102),
The correction value (Lgk × α) is calculated based on the component in the predetermined direction out of the length of the non-structural member.
By comprising in this way, the rigidity of a building can be estimated more accurately.
That is, it is considered that the component in the direction of the length of the non-structural member greatly affects the horizontal rigidity of the entire building in a certain direction (predetermined direction). Therefore, by calculating the correction value based on the component, the rigidity of the building can be estimated with higher accuracy.

また、本実施形態に係る建物の固有振動数の推定方法は、
上述の建物の剛性の推定方法によって算出された前記建物全体の水平剛性(剛性K)を用いて、前記建物全体の水平1次固有振動数fを算出するものである。
このように構成することによって、建物の水平1次固有振動数を精度良く推定することができる。
In addition, the method for estimating the natural frequency of the building according to this embodiment is as follows.
The horizontal primary natural frequency f of the entire building is calculated using the horizontal rigidity (rigidity K) of the entire building calculated by the above-described method for estimating the rigidity of the building.
By comprising in this way, the horizontal primary natural frequency of a building can be estimated accurately.

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said structure, A various change is possible within the range of the invention described in the claim.

例えば、本実施形態においては、建物全体の水平剛性(剛性K)を推定(算出)し、当該剛性Kを用いて当該建物の水平1次固有振動数fを推定(算出)する例を示したが、推定された剛性Kは、その他種々の目的に利用することができる。   For example, in the present embodiment, an example is shown in which the horizontal rigidity (rigidity K) of the entire building is estimated (calculated), and the horizontal primary natural frequency f of the building is estimated (calculated) using the rigidity K. However, the estimated stiffness K can be used for various other purposes.

また、本実施形態においては、非構造部材の中でも、特に躯体(構造部材)に直接的に接続された非構造部材(外壁及び界壁)に着目して補正値(Lgk×α)を算出するものとしたが、建物に応じて適宜の非構造部材を抽出して当該補正値を算出することが可能である。   Further, in the present embodiment, the correction value (Lgk × α) is calculated by paying attention to non-structural members (outer wall and boundary wall) directly connected to the casing (structural member) among non-structural members. However, it is possible to extract an appropriate non-structural member according to the building and calculate the correction value.

また、本実施形態においては、建物の一例として住宅1を例示したが、その他種々の建物についても同様に水平剛性及び水平1次固有振動数を推定することが可能である。   Moreover, in this embodiment, although the house 1 was illustrated as an example of a building, horizontal rigidity and a horizontal primary natural frequency can be estimated similarly about various other buildings.

1 住宅
11 基礎
12 梁
21 外壁
22 界壁
23 間仕切り
24 天井
25 床
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Housing 11 Foundation 12 Beam 21 Outer wall 22 Border wall 23 Partition 24 Ceiling 25 Floor

Claims (3)

水平方向における所定の方向に対する建物の躯体の水平剛性を算出する第一工程と、
前記建物の非構造部材の水平方向における長さのうち、前記所定の方向の成分に所定の係数を乗じて補正値を算出する第二工程と、
前記補正値によって前記第一工程で算出された前記建物の躯体の水平剛性を補正することによって、前記所定の方向に対する建物全体の水平剛性を算出する第三工程と、
を具備する建物の剛性の推定方法。
A first step of calculating the horizontal rigidity of the building frame with respect to a predetermined direction in the horizontal direction;
Of the length in the horizontal direction of the non-structural member of the building, a second step of calculating a correction value by multiplying a component in the predetermined direction by a predetermined coefficient ;
A third step of calculating the horizontal rigidity of the entire building with respect to the predetermined direction by correcting the horizontal rigidity of the building frame calculated in the first step by the correction value;
A method for estimating the rigidity of a building comprising:
前記第二工程において、
前記非構造部材として、前記建物の躯体に直接的に接続された外壁及び界壁を用いる、
請求項1に記載の建物の剛性の推定方法。
In the second step,
As the non-structural member, an outer wall and a field wall directly connected to the building frame are used.
The method for estimating the rigidity of a building according to claim 1.
請求項1又は請求項2に記載の建物の剛性の推定方法によって算出された前記建物全体の水平剛性を用いて、前記建物全体の水平1次固有振動数を算出する、The horizontal primary natural frequency of the entire building is calculated using the horizontal rigidity of the entire building calculated by the method of estimating the rigidity of the building according to claim 1 or 2.
建物の固有振動数の推定方法。A method for estimating the natural frequency of a building.
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JP6993222B2 (en) * 2017-12-27 2022-01-13 大和ハウス工業株式会社 Natural frequency estimation method for low-rise buildings

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3571619B2 (en) * 2000-06-07 2004-09-29 旭化成ホームズ株式会社 Building vibration level prediction method and building design method
JP2002348950A (en) * 2001-05-29 2002-12-04 Ncn:Kk Strength determination device and strength correcting method for building structure
JP2003041781A (en) * 2001-07-31 2003-02-13 Sumitomo Forestry Co Ltd Building seismic diagnosis method and seismic retrofit design method
JP2004027679A (en) * 2002-06-26 2004-01-29 Sekisui House Ltd Building natural frequency prediction method, building natural frequency prediction program, and building natural frequency prediction device
JP4855895B2 (en) * 2006-11-01 2012-01-18 株式会社竹中工務店 Building vibration prediction apparatus, building vibration prediction method, and building vibration prediction program
US7895015B2 (en) * 2008-12-04 2011-02-22 Parker David H Method for measuring the structural health of a civil structure

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