図面 (/)

技術 起振診断に基づく耐震補強方法

出願人 有限会社DAIKOKU
発明者 松藤峻
出願日 2003年5月6日 (17年6ヶ月経過) 出願番号 2003-127784
公開日 2004年11月25日 (15年11ヶ月経過) 公開番号 2004-332319
状態 拒絶査定
技術分野 既存建築物への作業
主要キーワード 変形復元 診断点 結果診断 補強位置 振動加 施工プロセス 五重塔 補強状況
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年11月25日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

課題

とりわけ木造などの小規模建物耐震強度施工者の経験に基づくもので、手軽に診断する方法がなかったことから、かなり大まかな仮定に基き壁量で判断する方式がとられ、事前及び事後の診断をすることもできなかった。

解決手段

起振診断に基づく耐震補強方法であって、建物を動的耐震診断により診断する診断工程と、この診断結果に基づき、補強技法補強部材の数量取付位置等の建物補強設計を行う工程と、この建物補強設計に基づいて建物補強工事を行なう補強工事工程と、この補強工事工程の後に再度建物を動的耐震診断により診断する再診断工程と、この診断結果に基づく竣工報告を行う竣工報告工程とを順次に実行するものである。

概要

背景

従来の耐震補強方法においては、平面図から壁の位置と長さを拾い上げて建物剛性を判定する方法で、建物の耐震性調査して補強を行っていた。一般の木造住宅では、補強手段は、設計者または施工者の経験に依存し、新築および中古にかかわらず、補強前に機械を用いて正確に起振診断、加わえて補強後の起振再診断を行なって補強効果を確認するということはできなかった。即ち、従来の耐震判断は、図面などの図面と経験上の目視とによって建物の耐震安全性を判断していた。しかしながら、このような人為的な診断では、精密な耐震判断による補強は不十分で、依頼主に対する説明も十分に行われないという課題があった。

概要

とりわけ木造などの小規模の建物の耐震強度は施工者の経験に基づくもので、手軽に診断する方法がなかったことから、かなり大まかな仮定に基き壁量で判断する方式がとられ、事前及び事後の診断をすることもできなかった。起振診断に基づく耐震補強方法であって、建物を動的耐震診断により診断する診断工程と、この診断結果に基づき、補強技法補強部材の数量取付位置等の建物補強設計を行う工程と、この建物補強設計に基づいて建物補強工事を行なう補強工事工程と、この補強工事工程の後に再度建物を動的耐震診断により診断する再診断工程と、この診断結果に基づく竣工報告を行う竣工報告工程とを順次に実行するものである。

目的

この発明は上記のような従来の課題を解消するためになされたもので、設計者・施工者の経験のみに依存することなく、機械的に補強前および補強後の起振診断を行い、依頼主に正確な補強情報を与えて安心させると共に、耐震補強に関連する複数の業者を相互に緻密に関連させて、依頼主に対し柔軟且つ迅速対応できる体制を作り、不適切補正手段を排除することができる起振診断に基づく耐震補強方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
1件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

建物を起振させて該建物の動的耐震診断を行う診断工程と、この診断工程による診断結果を依頼主報告する報告工程と、前記診断結果に基づいて前記建物に対する補強設計を行う補強設計工程と、この補強設計工程により設計された建物補強設計に基づいて施工指示をなす指示工程と、この指示工程に従って建物補強工事をなす補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物を動的耐震診断する再診断工程と、この再診断工程による補強補正と、さらにその結果を再々診断工程と、その結果を施主に報告する再報告工程とを備えた起振診断に基づく耐震補強方法

請求項2

建物の図面を電子データ化して記憶手段に記憶する記憶工程と、起振機を用いて前記建物を起振する起振工程と、この起振工程で前記建物を起振させて耐震性を測定し、この測定結果に基づく診断値を前記記憶手段から読み出しバーチャル図面上に表示する表示工程と、前記診断値に基づいて補強箇所を表示する補強箇所表示工程と、この表示された補強箇所を補強する補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物の動的耐震診断を行い必要があれば補強工事の補正を行い、耐震性が改善されたことを確認する最終起振診断工程とを備えた起振診断に基づく耐震補強方法。

請求項3

建物の動的耐震診断と共に地盤の動的耐震診断を行う診断工程と、この診断工程による診断値を記憶手段から読み出したバーチャル図面上に表示する表示工程と、前記診断値に基づいて補強箇所を表示する補強箇所表示工程と、この表示された補強箇所を補強する補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物の動的耐震診断を行い耐震性が改善されたことを確認する確認工程とを備えたことを特徴とする請求項2記載の起振診断に基づく耐震補強方法。

請求項4

建物を起振させて該建物の固有振動数と偏振特性とを測定する測定工程と、この測定工程の測定結果に基づいて建物全体に必要とされる補強部材を適切に分布する分布工程と、前記分布工程により分布した補強部材を施して前記建物の偏振が最小となるように補強する補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物を起振させて偏振と固有周期許容限界内にあるか否かを判定する判定工程と、偏振もしくは固有周期が許容限界内にない場合には再度補強工程を繰り返して偏振が許容限界内に収まるようにする再補強工程とを備えた起振診断に基づく耐震補強方法。

請求項5

契約業者は依頼主との間で建物診断契約を行う手順(1)と、この診断契約が成立すると、診断業者に対し前記建物を診断すべき診断依頼を指示する手順(2)とを実行し、前記指示を受けた診断業者は、前記依頼主に対し前記建物の図面提供を依頼し、提供された建物図面を電子データ化して記憶手段に記憶する手順(3)と、前記建物に起振機を設置して該建物を起振させて動的耐震診断を行う手順(5)と、この動的耐震診断結果を前記依頼主に報知する手順(6)と前記契約業者に診断報告する手順(7)とを実行し、前記診断結果の報告を受けた前記契約業者は、前記診断結果を依頼主に報告し該依頼主との間で建物補強工事契約を行う手順(8)と、この建物補強工事契約が成立すると、前記建物に対する建物補強設計を行なう手順(10)と、この補強設計に基づいて前記建物を補強すべきことを補強業者に施工指示する手順(11)とを実行し、前記指示を受けた前記補強業者は、前記補強設計に基づく補強を実施するに必要な補強部材を補強部材提供業者から受取る手順(13´)と、受取った補強部材を前記建物の補強箇所に適用して建物補強工事を行なう手順(13)と、この補強工事終了を前記診断業者に完了報告する手順(14)とを実行し、前記診断業者は、前記補強工事終了の報告を受けると、再度前記建物の前記動的耐震診断を行う手順(15)と、この再診断結果を前記契約業者に報告する手順(16)とを実行し、前記診断結果の報告を受けた前記契約業者は、その報告を受けた診断結果より前記補強設計通りの補強結果が得られたかを判断し、得られていなければ、前記作成した建物補強設計を補正する手順(17)と、この補正した再補強設計に基づいて再度補強すべきことを補強業者に施工指示する手順(18)とを実行し、前記指示を受けた前記補強業者は、前記再補強設計に基づく補強を実施するに必要な補強部材を補強部材提供業者から受取る手順(19´)と、受取った補強部材を前記建物の補強箇所に適用して再補強工事を行なう手順(19)と、この再補強工事終了を前記診断業者に完了報告する手順(20)とを実行し、前記診断業者は、前記再補正工事終了の報告を受けると、再度前記建物の前記動的耐震診断を行う手順(21)と、この再診断結果を前記契約業者に報告する手順(22)とを実行し、前記診断結果の報告を受けた前記契約業者は、その報告を受けた診断結果より許容できる補強結果が得られたかを判断し、得られておれば依頼主に対し補強完了を報告する手順(23)と、作成した補強設計のデーター保管するデーターファイリングを行なう手順(24)と、補強技法・補強部材の改良設計を行なう手順(25)と、その改良設計に基づく補強部材改良要求を前記補強部材提供業者に対し行なう手順(26)とを実行することを特徴とする起振診断に基づく耐震補強方法。

請求項6

動的耐震診断は、起振機を建物の重心位置に配設し、建物を水平に起振させて該建物の振動特性診断を行うことを特徴とする請求項1〜請求項5のうちのいずれか1項記載の起振診断に基づく耐震補強方法。

請求項7

動的耐震診断は、起振機を建物の重心位置に配設し、建物を水平に起振させて該建物の起振診断を行うとともに、前記建物が建っている地盤に起振機を配設し、前記地盤を鉛直に起振させて該地盤の地耐力診断を行なうことを特徴とする請求項5記載の起振診断に基づく耐震補強方法。

請求項8

請求項1〜請求項7のうちのいずれか1項記載の起振診断に基づく耐震補強方法を実行する前に、建物の補強の可否目視により診断し、診断結果が補強否の場合は前記耐震補強方法を実行しないことを特徴とする起振診断に基づく耐震補強方法。

技術分野

0001

この発明は、耐震補強に関連する複数の業者を緻密に関連させて、簡単かつ確実な耐震診断によって建物などの耐震補強を行う起振診断に基づく耐震補強方法に関するものである。

0002

従来の耐震補強方法においては、平面図から壁の位置と長さを拾い上げて建物の剛性を判定する方法で、建物の耐震性調査して補強を行っていた。一般の木造住宅では、補強手段は、設計者または施工者の経験に依存し、新築および中古にかかわらず、補強前に機械を用いて正確に起振診断、加わえて補強後の起振再診断を行なって補強効果を確認するということはできなかった。即ち、従来の耐震判断は、図面などの図面と経験上の目視とによって建物の耐震安全性を判断していた。しかしながら、このような人為的な診断では、精密な耐震判断による補強は不十分で、依頼主に対する説明も十分に行われないという課題があった。

背景技術

0003

木造建物は、建築用式、使用木材、使用部材施工技能、築後年数地盤強度等の各種条件が一様でないにも拘らず、それらを一様のものとして上で耐震診断が行われてきた。従って、診断結果と実態の耐震性能の間には少なからず差異が生ずることは避けられない。この弊害を減らすためには、特許文献1,2に示されるように、起振機加振機)によって人工的に地震を起こし、その振動から得たデータを基に耐震診断(動的耐震診断方法)をして、補強設計をすることが求められる。

0004

この動的耐震診断方法は、建物にわずかな振動を加え、それにより建物各部が見せる振動の特性(固有振動加速度位相等)を計測し、建物の捻れ偏心)特性を把握するもので、これは従来の机上方法とは異なり、ダイレクトに実態を把握することができる利点がある。このように、従来は診断方法についてはかなり進んだ方法が提供されているが、補強結果の判断手段が無く、耐震補強として総合的手順が提供されていなかった。このため、不適切補強工事摘発できないという社会的現象を生じる課題があった。

0005

【特許文献1】
特開2003−42892号公報
【特許文献2】
特開2002−34048号公報

0006

この発明は上記のような従来の課題を解消するためになされたもので、設計者・施工者の経験のみに依存することなく、機械的に補強前および補強後の起振診断を行い、依頼主に正確な補強情報を与えて安心させると共に、耐震補強に関連する複数の業者を相互に緻密に関連させて、依頼主に対し柔軟且つ迅速対応できる体制を作り、不適切な補正手段を排除することができる起振診断に基づく耐震補強方法を提供することを目的とする。

0007

また、この発明によれば、施主に分かり易く起振診断報告をすることができるため、耐震補強に信頼度正確度を与えるとともに、補強工事を確実に実施することのできる起振診断に基づく耐震補強方法を提供することを目的とする。

発明が解決しようとする課題

0008

また、この発明によれば、近年開発された動的診断方法と靭性補強部材とを組み合わせ、補強効果を実証しながら実施し、木造の靭性耐震構造柔構造)の設計手法確立に貢献することを目的とする。

0009

上記目的を達成するために、この発明に係る起振診断に基づく耐震補強方法は、建物を起振させて該建物の動的耐震診断を行う診断工程と、この診断工程による診断結果を依頼主に報告する報告工程と、前記診断結果に基づいて前記建物に対する補強設計を行う補強設計工程と、この補強設計工程により設計された建物補強設計に基づいて施工指示をなす指示工程と、この指示工程による施工指示に従って建物補強工事をなす補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物を動的耐震診断する再診断工程と、この再診断工程による再診断結果必要があれば補強補正を行い再々診断し、その結果を依頼主に報告する再報告工程とを順次実行するものである。

0010

この発明に係る起振診断に基づく耐震補強方法は、建物の図面を電子データ化して記憶手段に記憶する記憶工程、起振機を用いて前記建物を起振する起振工程と、この起振工程による起振に対する前記建物の耐震性を測定し、この測定結果に基づく診断値を前記記憶手段から読み出しバーチャル図面上に表示する表示工程と、前記診断値に基づいて補強箇所を表示する補強箇所表示工程と、この表示に基づいて補強箇所を補強する補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物の動的耐震診断を行い耐震性が改善されたことを確認する確認工程とを順次実行するものである。

0011

この発明に係る起振診断に基づく耐震補強方法は、建物の動的耐震診断と共に地盤の動的耐震診断を行う診断工程と、この診断工程による診断値を記憶手段から読み出したバーチャル図面上に表示する表示工程と、前記診断値に基づいて補強箇所を表示する補強箇所表示工程と、この表示された補強箇所を補強する補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物の動的耐震診断を行い耐震性が改善されたことを確認する確認工程とを順次実行するものである。

0012

この発明に係る起振診断に基づく耐震補強工法は、建物を起振させて該建物の固有振動数偏心特性とを測定する測定工程と、この測定工程の測定結果に基づいて建物全体に必要とされる補強部材を適切に分布させる分布工程と、前記分布工程により分布した補強部材を施して前記建物の偏振が最小となるように補強する補強工程と、この補強工程による建物補強工事の後に再度建物を起振させて偏振が許容限界内にあるか否かを判定する判定工程と、偏振が許容限界内にない場合には再度補強工程を繰り返して偏振を許容限界内に納める再補強工程とを順次実行するものである。

0013

この発明に係る起振診断に基づく耐震補強方法は、契約業者は依頼主との間で建物診断契約を行う手順(1)と、この診断契約が成立すると、診断業者に対し前記建物を診断すべき診断依頼を指示する手順(2)とを実行し、
前記指示を受けた診断業者は、前記施主に対し前記建物の図面提供を依頼し、提供された建物図面を電子データ化して記憶手段に記憶する手順(3)と、前記建物に起振機を設置して該建物を起振させて動的耐震診断を行う手順(5)と、この動的耐震診断結果を前記施主に報知する手順(6)と前記契約業者に診断報告する手順(7)とを実行し、
前記診断結果の報告を受けた前記契約業者は、前記診断結果を依頼主に報告し該施主との間で建物補強工事契約を行う手順(8)と、この建物補強工事契約が成立すると、前記建物に対する補強設計を行なう手順(10)と、この補強設計に基づいて前記建物を補強すべきことを補強業者に施工指示する手順(11)とを実行し、
前記指示を受けた前記補強業者は、前記補強設計に基づく補強を実施するに必要な補強部材を補強部材提供業者から受取る手順(13´)と、受取った補強部材を前記建物の補強箇所に適用して建物補強工事を行なう手順(13)と、この補強工事終了を前記診断業者に完了報告する手順(14)とを実行し、
前記診断業者は、前記補強工事終了の報告を受けると、再度前記建物の前記動的耐震診断を行う手順(15)と、この再診断結果を前記契約業者に診断報告する手順(16)とを実行し、
前記診断結果の報告を受けた前記契約業者は、その報告を受けた診断結果より前記補強設計通りの補強結果が得られたかを判断し、得られていなければ、前記作成した建物補強設計を補正する手順(17)と、この補正した再補強設計に基づいて再度補強すべきことを補強業者に施工指示する手順(18)とを実行し、
前記指示を受けた前記補強業者は、前記再補強設計に基づく補強を実施するに必要な補強部材を補強部材提供業者から受取る手順(19´)と、受取った補強部材を前記建物の補強箇所に適用して再補強工事を行なう手順(19)と、この再補強工事終了を前記診断業者に完了報告する手順(20)とを実行し、
前記診断業者は、前記再補正工事終了の報告を受けると、再度前記建物の前記動的耐震診断を行う手順(21)と、この再診断結果を前記契約業者に報告する手順(22)とを実行し、
前記診断結果の報告を受けた前記契約業者は、その報告を受けた診断結果より前記再補強設計通りの補強結果が得られたかを判断し、得られておれば依頼主に対し補強完了を報告する手順(23)と、作成した補強設計のデーターを整理保管するデーターファイリングを行なう手順(24)と、補強技法・補強部材の改良設計を行なう手順(25)と、その改良設計に基づく補強部材改良要求を前記補強部材提供業者に対し行なう手順(26)とを実行するものである。

0014

この発明に係る起振診断に基づく耐震補強方法は、動的耐震診断は、起振機を建物の重心位置に配設し、建物を水平に起振させて該建物の起振診断を行うものである。

0015

この発明に係る起振診断に基づく耐震補強方法においては、動的耐震診断は、起振機を建物の重心位置に配設し、建物を水平に起振させて該建物の起振診断を行うとともに、前記建物が建っていいる地盤に起振機を配設し、前記地盤を鉛直に起振させて該地盤の地耐力診断を行なうものである。

課題を解決するための手段

0016

この発明に係る起振診断に基づく耐震補強方法は、耐震補強方法を行なう前に、建物の補強の可否を目視により診断し、診断結果が補強否の場合は前記耐震補強方法を実行しないものである。

0017

以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明による起振診断に基づく耐震補強方法の全体的な手順を説明する概要図である。耐震補強に関連する複数の関係者、例えば依頼主(建物オーナー)1、この依頼主1と契約を行なう契約業者(センター)2、建物および地盤を診断する診断業者(サイド診断グループ)3、建物補強および地盤改良を行なう補強業者(ローカルコントラクター)4、契約業者2からの指示により補強業者4に補強部材を提供する補強部材提供業者(メーカー)5が相互に緻密に関連して、以下の手順で作業を実行する。

0018

まず、契約業者2は、手順(1)において、契約業者2は依頼主1との間で建物の診断契約を行い、診断契約が成立すると、手順(2)において、診断業者3に対し前記建物を診断すべき診断依頼を指示する。

0019

前記指示を受けた診断業者3は、手順(3)において、前記依頼主1に対し前記建物の図面提供を依頼し、提供された建物図面を電子データ化して記憶手段に記憶する(記憶工程)。次いで、手順(5)において、前記建物に起振機を設置して該建物を起振させて動的耐震診断を行う(診断工程、起振工程)。この診断工程による診断状況を手順(6)において、依頼主1に報知(バーチャルプレゼンテーション)するとともに診断状態(振動)を体験させる(報告工程)。そして、手順(7)において、前記契約業者2にも診断結果を診断報告する。

0020

診断業者3から前記診断結果の報告を受けた前記契約業者2は、手順(8)において、前記診断結果を依頼主1に報告し該依頼主との間で建物補強契約を行う。建物補強契約が成立すると、手順(10)において、前記建物に対する補強設計(技法、補強部材の取付位置等)を行ない(補強設計工程)、手順(11)において、この補強設計に基づいて前記建物を補強すべきことを補強業者4に指示する(指示工程)。

0021

前記指示を受けた前記補強業者4は、手順(13´)において、前記補強設計に基づく補強を実施するに必要な補強部材を補強部材提供業者5から受取り、手順(13)において、受取った補強部材を前記建物の補強位置に適用して補強工事を行なう(補強工程)。そして、手順(14)において、この建物補強工事終了を前記診断業者3に完了報告する。

0022

前記診断業者2は、前記補強工事終了の報告を受けると、手順(15)において、再度前記建物の前記動的耐震診断を行う(再診断工程)。そして、手順(16)において、この再診断工程による再診断結果を前記契約業者2に診断報告する(報告工程)。

0023

前記診断結果の報告を受けた前記契約業者2は、手順(17)において、その報告を受けた診断結果より前記補強設計通りの補強結果が得られたかを判断し(確認工程、判定工程)、得られていなければ、前記作成した建物補強設計を補正する。そして、手順(18)において、この補正した建物補強設計で再度補強すべき内容を補強業者4に施工指示する。

0024

前記指示を受けた前記補強業者4は、手順(19´)において、前記再補強設計に基づく補強を実施するに必要な補強部材を補強部材提供業者5から受取り、手順(19)において、受取った補強部材を前記建物の補強位置に適用して再補強工事を行なう(再補強工程)。そして、手順(20)において、この再補強工事終了を前記診断業者3に完了報告する。

0025

前記診断業者2は、前記再補強工事終了の報告を受けると、手順(21)において、再度前記建物の前記動的耐震診断を行う。そして、手順(22)において、この再診断工程による再診断結果を前記契約業者に報告する。

0026

前記再診断結果の報告を受けた前記契約業者2は、手順(23)において、その報告を受けた再診断結果により前記再補強設計通りの補強結果が得られたかを判断し(確認工程、判定工程)、得られておれば、施主に対し補強完了を報告し、手順(24)において、作成した補強設計のデーターを保管するデーターファイリングを行なう。そして、手順(25)において、補強技法・補強部材の改良設計を行い、手順(26)においてその改良設計に基づく補強部材改良要求(性能改善偏差縮小原価セーブ納期短縮)を前記補強部材提供業者5に対し行なう。

0027

なお、上記は建物の診断、補強についてのみ説明しているが、診断業者3は手順(4)において、建物の立っている地盤も診断し、その診断結果を受けた契約業者2は手順(9)において必要な場合は地盤改良設計工程を行い、この地盤改良設計による改良施工を補強業者4へ指示する。補強業者4は手順(12)において指示に基づいて地盤の改良工事を行なう。

0028

また、この発明による起振診断に基づく耐震補強方法を実施するのに先立ち、建物11の基礎不等沈下布基礎クラック土台柱脚腐食虫害・ずれ等を目視により診断して補強の可否を判断し、OKであれば、次工程、つまり、この発明による起振診断に基づく耐震補強方法を実行するように進み、NOであれば、耐震補強方法を実施することなく、建物の大改修または建て替えの提言をする。

0029

次に上記診断業者3が行なう建物の動的耐震診断について説明する。図2は診断を行うべき建物11に対する起振機12の配置状況を示す図であり、起振機12は建物11の重心部の直上に当る2階部分に配置し、建物11を水平方向に振動させる。この場合、建物を起振する起振機12は振動が減衰してしまうじゅうたんや畳の上を避けて設置する必要がある。この起振はX方向・Y方向夫々行い、両方向共に起振機を挟んで適宜配置した図示しないセンサ震度計)で振部を検出し、その特性を記録する。図3はX方向の共振点における変位応答波形を示す波形図、図4はY方向の共振点における変位応答波形を示す波形図である。図3において、点線北側実線側の波形、図4において、実線は東側、点線は西側の波形をそれぞれ示す。
この振動は加速度で検出する。建物は、共振周波が低いほど、即ち起振機12の振動が1秒間に往復する数が少ないほど変位振幅)が大きくなる。このことから、共振周波数(家が一番揺れ易い周波数)が低い建物ほど、剛性が低く地震には大きく揺れる傾向がある。なお、通常の小規模建物では共振周波数は3Hz〜8Hzである。

0030

この場合の耐震診断における建物の揺れは2〜8gal(加速度値)であって、これを震度に変換すると震度1〜2に相当し、物が落ちたり家が損壊することのない安全な診断である。建物が均等に(平行に)揺れているか歪み(ねじれ)を持って揺れているかを判断する。

0031

現在一般的に実施されている耐震診断では、地盤13の強度が1ならば良いが、もしも0.8の強度であれば、1/8=1.25、即ち建物の補強は1.25倍、0.6ならば1/0.6≒1.67、即ち1.67倍の補強割増を要することとなり、地盤13の強度診断は、耐震診断の必須項目である。

0032

そこで、建物11の近傍の地盤13に該地盤を鉛直方向に振動させるように起振機14を配置し、起振機から所定距離の地盤13に設けた図示しないセンサ(震度計)で振動を検出して耐震診断アナライザ15に入力し特性を分析・把握する。

0033

なお、建物用の起振機12は建物を水平方向に振動させ、地盤用の起振機14は地盤を鉛直方向に振動させる。建物については起震は、X方向およびY方向にそれぞれ行いそれぞれの方向に置き換えられるセンサ(振度計)と組み合わせて測定が行われる。耐震診断アナライザ15は起振機12,14の制御やセンサからの地震波の取り込み分析を行い、建物11の固有振動数(Fr)を測定する。次に固有振動数を増幅起振し、建物の各部に取り付けた振動計で同時自動計測を行い、建物の剛性・偏心性を測定する(測定工程)。(起振強度は震度1〜2の地震と同程度)。

0034

次にこの診断結果と建物11の現状図を電子データ化してコンピュータに入力し、地震規模が大きくなるにつれ、建物11の揺れがどうなるか、どの程度の地震で倒壊に至るかをバーチャルシュミレーションプログラムによりプレゼンテーションする(表示工程)。この診断結果の全ては契約業者2に送信される。
契約業者2は、上記の診断結果に基づき、適正補強部材の選定耐震金具制震パネル、耐震ボード、ブレース等)と補強部材の取り付け位置を決定する(補強箇所表示工程)。この決定は、特有計算方式経験的データノウハウ)によって実施し、この決定結果は直ちに補強業者4へ送信される。
補強業者4は、送信された決定結果に基づいて建物11の補強工事を行ない該補強工事が終了後は、前記したように、建物の再診断を行い、建物の剛性・偏心性が許容限界内でないときは、上記の補強工事を繰り返し、建物の剛性・偏心性が許容限界内になったならば補強工事を完了する。

0035

次に上記の耐震診断および補強設計の手順を図5に基づいて具体的に説明する。
耐震診断の手順
建物11および該建物が立地している土地の地盤の両方に同時に起振機12,14を用いて震度1程度の微振動を起こす。なお、事前に地盤13の強度が判明している場合は建物のみ診断すればよい。建物13については図面20(設計図、現状図等)に基づいて、その重心を判定する。
診断業者3(現場)は、施主1から提供された診断すべき建物11の図面20を予じめスキャナーなどを介在させて電子データ化し、この電子データを契約業者2のPC(パーソナルコンピュータ)21に送信し(手順▲1▼)、PC21内の記憶手段(図示せず)に記憶する。

0036

そして、診断業者3は建物11の図面20に基いて建物11およびその建物が立地している土地の地盤13の起振場所を特定し、その起振場所に起振機12、14を配置して震度1程度の微振動を起こす(手順▲2▼)。なお、事前に地盤13の強度が判明している場合は建物11のみ診断すれば良い。建物11については地図(図面、現況図等)にもとずいて、その重心を判定する。起振機12、14には、建物11の耐震度、弱い箇所、強い箇所、地盤13の強度が数値および波形のグラフに表示される(手順▲3▼)。

0037

契約業者2は、上記起振機12,14による人工振動の各種データをそのままバーチャルで送信を受ける(手順▲4▼)。そして、送信されたデータを記憶手段から読み出した建物11の図面とともにPC画面に表示し、その図面を自在に震度数を1、2、3、4、5・・・と増大振動させ、バーチャルで強度のシュミレーションを行う。この場合、診断業者3と契約業者2とは、ボイス(声)によっても情報の交換を行うことで、より細部の調査が可能となる。そして、上記の動作を繰り返して、建物11がどの程度の震度に耐えられるかを総合的にプレゼンテーションする。

0038

補強設計の手順
次いで、契約業者2は、耐震診断書の作成に移行する(手順▲5▼)。上記のように診断点に基づいて図面20を、バーチャルで震度数を変えながら、補強箇所の特定、補強部材の選定をする(手順▲6▼)。そして、PC画面上で、上記の補強箇所を補強部材で補強し、補強強度のシュミレーションを行い、完成度を確める。補強箇所の増減、補強部材の変更を何度か繰返してシュミレーションし、完成度を高め(手順▲7▼)、耐震設計の完了報告をする(手順▲8▼)。

0039

以下、上記のように作成した耐震設計の施工プロセスを詳細に説明する。
まず、建物11の重心軸(X方向、例えば南北方向およびY方向、例えば東西方向)に対し、その両側の剛性が等しくなるように一時診断によって判明した偏心性に基づいて補強部材を施す(一次補強)。

0040

なお、この補強部材としては、偏心率(重心軸を挟む両外壁の震幅のうち、大きいもの/小さいもの)≦1.3で、かつ建物の固有振動数≧3.3Hz(起振機の振動が1秒間に往復する数)の場合、隅角補強金具だけを用いる。取り付け総数は、補強金具の反力から逆算して決定し、取付位置は経験則によって定める。他方、偏心率≧1.3もしくは建物の固有振動数≦3.3Hzの場合、隅角補強部材と制震パネル、耐震ボード、ブレース、筋違いなどの壁面補強部材を併用する。

0041

一次補強施工結果診断
一次補強施工が完了した段階で、その結果を再診断(起振機による起振診断)により評価する。この評価結果、偏心率<1.1かつ建物の固有振動数>3.8Hzとなった場合、評価結果のバーチャルプログラムを添えた完了報告書を施主に提出して工事を完了する。

0042

評価結果、建物の偏心率≧1.1もしくは建物の固有振動数≦3.8Hzである場合、補強設計の補正を行い、それに適した補強部材を施す。
その結果、再度、起振機による起振診断で再評価する。結果が許容範囲に納まれば、そこで完了報告書を施主に提出する。

0043

なお、上記の完了報告書は、建物の耐震性能(X方向の測定周波数・Y方向の測定周波数)、建物の分析(X方向の固有周波数、Y方向の固有周波数)、地盤の分析(固有周期伝達速度など)が適宜記載されている。

0044

次に、この発明の起振診断に基づく耐震補強方法を数式を用いて詳細に説明する。
まず、木造軸組の地震による変形について説明する。木造住宅の軸組みで重心と剛心が一致している例は極めてまれである。地震力はどの方向から及んでも、その全力が建物の重心に対して働く。従って任意の方向から及ぶ地震力に対して、建物が見せる運動は地震力の加力方向に沿った直線運動μ1と重心と剛心のずれによって発生する回転運動μ2の合成されたじれ運動(μ=μ1+μ2)となる。

0045

一方、従来における耐震診断は、平面図上個々の壁の剛度に対するモーメントを合算して建物の合成を評価する机上の方法が採用されていた。しかし、この方法では1枚の壁の剛度は大まかな分類(例えば筋違いの有無、土壁ボード壁かということ)により、みなし仮定で評価し行われることから、算定結果が実態と食い違っていることも少なくない。一面の壁は同じ仕様であっても軸組材質、寸法、加工技能、経年等のファクタによりかなり異なる剛度を示す。

0046

そこで、従来、上記の木造軸組の補強は、壁や筋違いをもって構面固化することが唯一の手段とされてきた。それは変形阻止式軸組み補強法であり、剛性補強であった。近年開発された隅角補強部材の中には、柱梁の隅角に取り付け、変形に追随しながら、変形を遅らせ、かつ起こった変形を復元するタイプのものがある。これは変形復元補強であり、いわゆる靭性補強である。

0047

そして、木造軸組み強化する手法としては、それを固くすること、即ち、剛性補強のみが有効と考えられオーソライズされていた。靭性補強などは、検討の余地もなく、最初から否定されてきた。しかしながら、多くの五重塔は、木造の靭性架構(柔構造)で、数百年〜一千年余りあらゆる地震と強風に耐えてきている。歴史に記録されている限り、五重塔の滅失は戦乱や落雷による焼失で、地震による倒壊は一例も見られない。日本の超高層ビル第1号の霞が関ビル発想原点は五重塔であった。即ち、木材で造る構築物は、地震の多い風土の中では剛構造より、柔構造の方が適応性が高い。また、強力な地震力によって起こる柱の引き抜きや土台の浮き上がりは、剛構造より柔構造の方がはるかに緩和される。

0048

次に、木造2階立て平面図である図6を用いて靭性補強設計の手法について述べる。図6(a)は1階の平面図、図6(b)は2階の平面図である。理論的には、先ず第1に図6中の剛心位置を極力近ずけることを考える。次いで建物のX方向の剛性とY方向の剛性をバランスさせる。これを数式で表すと、
X方向の各構面(X1 ,X2 ・・・X7 )の剛度をRX1,RX2,RX3,・・・RX7,
Y方向の各構面(Y1 ,Y2 ・・・Y9 )の剛度をRY1,RY2,RY3,・・・RY9,
とするとき、次式が成り立つことである。

しかし、個々の木造建物で、靭性補強金具などを用いてこの数式を成立させるための論理的手段は現時点までなかった。

0049

以上のように、実施の形態1によれば、依頼主1に耐震を体感させながら耐震診断状況を報知するので、依頼主1は補強工事の依頼を安心して行なうことができる。そして、機械的に補強前および補強後に建物の耐震診断を行い、この診断結果を依頼主1に報知するので、依頼主1はその報知内容から建物の補強状況を正確に知ることができる。

0050

耐震診断の状況は診断している建物の図面とともに該図面上に表示するので、どこを補強すればよいかを知ることができ、補強設計および補強作業を容易に行なうことができる。また、建物とともに地盤も耐力診断するので、建物の補強をより適正に行なうことができる。

0051

また、依頼主1と契約を行なう契約業者2が、耐震診断および補強工事を行なう複数の業者を統括管理するので、不正な手段を排除することができる。そして、目視による観察で建物の補強の可否を診断し、補強否の場合は耐震補強方法を実行しないようにすることから、無駄な補強工事を回避することができる。

0052

なお、1つの業者であっても、上記の各業者に相当する事業部を有しているときは、この1つの業者によって診断・補強の全てを行うことは勿論可能である。

0053

実施の形態2.
以下、この発明の実施の形態2を具体的数値を用いて説明する。
本例は、一般居住用木造2階建ての建物に起振診断に基づく耐震補強方法を適用するものである。即ち、この建物の建築方法真壁であり、屋根であり、外壁はトタンであり、内壁はじゅらし化粧板からなる。この建物の2階の重心位置に起振機を設置する。そして、まず、東西の方向にセンサを配置して、建物を起振機により水平に起振すると、共振周波数が3.25Hz、増幅度−16db、振動加速レベル(Lva)が、北側74.9db、南側79.0dbの数値が得られた。この場合、東西方向共振周波数3.25Hzによる変位応答波形は、図3に示すようになる。

0054

次に、南の方向にセンサを配置して、建物を起振機により水平に起振すると共振周波数が4.5Hz、増幅度−16db、振動加速レベル(Lva)が、北側72.4db、南側68.9dbの数値が得られた。この場合、南北方向共振周波数4.5Hzによる変位応答波形は、図4に示すようになる。

発明を実施するための最良の形態

0055

以上、この発明の実施の形態2は、もっぱら木造住宅について説明したが、この発明はこれに限るものではなく、鉄骨造および軽鉄骨造などの建物にも適用できるものである。また、建物は2階建てに限定されるものでもなく、新築住宅および中古住宅を問わない。

0056

以上のように、この発明によれば、依頼主に耐震を体感させながら耐震診断状況を報知するように構成したから、依頼主は建物の補強が必要であるか否かを正確にすることができ、補強工事の依頼を安心して行ないことができる。そして、施工主の経験のみに依存することなく、機械的に補強前および補強後に建物の耐震診断を行い、この診断結果を依頼主に報知するように構成したので、依頼主はその報知内容から建物の補強状況を正確に知ることができるという効果がある。

0057

この発明によれば、診断の状況は診断している建物の図面とともに該図面上に表示するように構成したので、どこを補強すればよいか、どのような技法で、どのような補正部材を用いたらよいか等を知ることができ、補強設計および補強作業を容易に行なうことができるという効果がある。

発明の効果

0058

この発明によれば、建物とともに地盤も診断し、その両者の診断結果に基づいて補強設計を行うように構成したことから、補強を適正に行なうことができる。また、建物とともに地盤も診断し、その両者の診断結果に基づいて補強設計を行うから、補強を適正に行なうことができる。しかも、この診断の状況は診断している建物の図面とともに該図面上に表示するものであるから、その表示を見ながら、補強部材を施すことにより、補強作業を容易に行なうことができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0059

また、施主と契約を行なう契約業者が、診断を行う診断業者、補強工事を行なう補強業者、補強部材を提供する補強部材提供業者を統括管理するので、不正な手段を排除することができるという効果がある。そして、目視により建物の補強の可否を診断し、補強否の場合は耐震補強方法を実行しないようにしたから、無駄な補強工事を回避することができるという効果がある。

図1
この発明の実施の形態1による起振診断に基づく耐震補強方法を説明するフローチャートである。
図2
診断を行うべき建物に対する起振機の配置状況を示す説明図である。
図3
東西方向共振起振による変位応答波形を示す波形図である。
図4
南北方向共振起振による変位応答波形を示す波形図である。
図5
耐震診断および補強設計の手順を示す説明図である。
図6
診断を行うべき木造2階建て建物の平面説明図である。
【符号の説明】
1依頼主(建物オーナー)
2 契約業者(センター)
3 診断業者(サイト診断グループ)
4 補強業者(ローカル・コントラクター)
5 補強部材提供業者(メーカー)
11 建物
12 水平起振機(建物用)
13地盤
14 鉛直起振機(地盤用)
15 耐震診断アナライザ
20 建物の図面
21 PC(パーソナルコンピュータ)

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 高倉可明の「 マルチ解体機」が 公開されました。( 2020/09/10)

    【課題】 従来では切断が難しいスクラップであっても容易に切断可能であり、様々な解体作業現場での解体作業を行うのに好適である新規なマルチ解体機を得る。【解決手段】 自走車両に搭載された油圧作動ブーム... 詳細

  • 大阪瓦斯株式会社の「 被覆材の張替方法及び床構造」が 公開されました。( 2020/09/10)

    【課題】緩衝層を備える被覆材の張替方法を提供することを目的とする。【解決手段】床暖房ユニット30に接着された被覆材の張替方法であって、被覆材は、少なくとも、床暖房ユニット30に面して接着される基材側層... 詳細

  • 日立建機株式会社の「 作業機械」が 公開されました。( 2020/09/10)

    【課題】対象物が破砕される過程で生じる粉塵の拡散を効率的に抑制可能な作業機械を提供する。【解決手段】作業機械は、メインポンプと、メインポンプから作動油の供給を受けて、把持した対象物を破砕する破砕機と、... 詳細

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ