JP2020153698A - 建物健全性検証システム、建物健全性検証方法、および建物健全性検証システムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、第1実施形態について説明する。本実施形態の建物健全性検証システム1は、例えば、地震発生後に建物の健全性を検証するシステムである。なお本願で言う「建物」とは、ビルや家屋に限らず、橋梁やその他の構造物でもよい。また本願で言う「建物の層」とは、建物の変形性状を考える上で一体として取り扱うことができる建物の一部分を意味する。「建物の層」は、例えば、建物の各階(各階の床、梁、柱、および壁などで構成される部分)を意味する。
図1は、本実施形態の建物健全性検証システム1の構成例を示す図である。建物健全性検証システム1は、例えば、第1センサ群10Aと、第2センサ群10Bと、第1検証部300Aを含む第1情報処理装置20Aと、第2検証部300Bを含む第2情報処理装置20Bとを備えている。本実施形態では、第1センサ群10Aと第1検証部300Aとにより、第1系統の建物健全性検証サブシステム1aが構成されている。また、第2センサ群10Bと第2検証部300Bとにより、第2系統の建物健全性検証サブシステム1bが構成されている。第1系統の建物健全性検証サブシステム1aと、第2系統の建物健全性検証サブシステム1bとは互いに独立して運用可能である。以下、これら構成について説明する。
図1に示す例では、建物1000は、例えば13階建てのビルであり、1階(1F)101、2階(2F)102、3階(3F)103、…、および屋上100Rを有する。ただし、建物1000は、12階建て以下のビルでもよく、14階建て以上のビルでもよい。1階101は、建物1000の「基準層(例えば地上部分における最下層)」の一例である。基準層は、建物1000に地震動が入力される場合に、地面と同じ揺れ(同じ震度)が生じる層である。基準層は、例えば建物1000の1階101であるが、建物1000の地下階や、建物1000の基礎部分でもよい。このため建物1000の変形例では、符号102の層が1階(1F)であり、符号101の層が地下階(または基礎部分)でもよい。
<3.1 第1センサ群および第2センサ群の配置>
次に、第1センサ群10Aおよび第2センサ群10Bについて説明する。第1センサ群10Aおよび第2センサ群10Bは、健全性の検証対象となる建物1000に設けられる。
ここで、ある観点によるセンサSA,SBの配置例について説明する。建物1000は、第1層(例えば3階103)と、第1層に隣り合う第2層(例えば4階104)とを含む。第1系統のセンサSAは、第1層および第2層を挟むように配置された第1振動検出センサ(例えば第2センサSA2)と第2振動検出センサ(例えば第3センサSA3)とを含む。第2系統のセンサSBは、少なくとも第1層を挟むように配置された第3振動検出センサ(例えば第2センサSB2)と第4振動検出センサ(例えば第3センサSB3)とを含む。この観点では、第2センサSB2は、第2階102の床部に設けられる場合に限定されず、第3階103の床部に設けられてもよい。
別の観点によるセンサSA,SBの配置例について説明する。建物1000は、第1層(例えば3階103)と、第1層に隣り合う第2層(例えば4階104)と、第1層に対して第2層とは反対側から隣り合う第3層(2階102)とを含む。第1系統のセンサSAは、第1層および第2層を挟むように配置された第1振動検出センサ(例えば第2センサSA2)と第2振動検出センサ(例えば第3センサSA3)とを含む。第2系統のセンサSBは、第1層および第3層を挟むように配置された第3振動検出センサ(例えば第2センサSB2)と第4振動検出センサ(例えば第3センサSB3)とを含む。
次に、第1情報処理装置20Aおよび第2情報処理装置20Bについて説明する。第1情報処理装置20Aおよび第2情報処理装置20Bの各々は、例えば、パーソナルコンピュータのような情報処理装置である。第1情報処理装置20Aおよび第2情報処理装置20Bの各々は、操作部100(図2参照)と、表示装置200(図2参照)とを備えている。操作部100は、例えば、キーボードやマウスなどでもよく、表示装置200と一体に設けられたタッチ入力式(タッチパネル式)の入力装置でもよい。表示装置200は、液晶ディスプレイや、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、プラズマディスプレイなどであり、画像や映像が表示される表示画面を有する。第1情報処理装置20Aおよび第2情報処理装置20Bは、センサSA1およびセンサSB1と同様に、例えば建物1000の1階101に設置される。なお、第1情報処理装置20Aおよび第2情報処理装置20Bは、建物1000の外部(例えば建物1000とは別に存在するデータ監視室)などに設けられてもよい。
図2は、建物健全性検証システム1の機能構成を示すブロック図である。本実施形態では、第1情報処理装置20Aと第2情報処理装置20Bとは、互いに接続されておらず、完全に独立している。また、第1情報処理装置20Aと第2情報処理装置20Bとでは、ソフトウェアの再起動やソフトウェアの更新のタイミングが互いにずれた時刻に設定されている。第1情報処理装置20Aは、第1検証部300Aを含む。一方で、第2情報処理装置20Bは、第2検証部300Bを含む。
まず第1検証部300Aについて説明する。第1検証部300Aは、例えば、第1情報処理部302Aと、第1入力部304Aと、第1出力部306Aと、第1記憶部308Aとを有する。第1検証部300Aの各機能部(例えば、第1情報処理部302A、第1入力部304A、および第1出力部306A)の一部または全部は、例えば、第1情報処理装置20Aに搭載されたCPU(Central Processing Unit)などのプロセッサが第1記憶部308Aに格納されたプログラム(ソフトウェア)を実行することで実現される。なおこれらの機能部のうち一部または全部は、LSI(Large Scale Integration)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。第1記憶部308Aは、例えば、HDD(Hard Disk Drive)またはフラッシュメモリのような半導体記憶装置により実現される。
次に、第2検証部300Bについて説明する。第2検証部300Bは、例えば、第2情報処理部302Bと、第2入力部304Bと、第2出力部306Bと、第2記憶部308Bとを有する。第2検証部300Bの各機能部(例えば、第2情報処理部302B、第2入力部304B、および第2出力部306B)の一部または全部は、第2情報処理装置20Bに搭載されたCPUなどのプロセッサが第2記憶部308Bに格納されたプログラム(ソフトウェア)を実行することで実現される。なおこれらの機能部のうち一部または全部は、LSIやASIC、FPGAなどのハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。第2記憶部308Bは、例えば、HDDまたはフラッシュメモリのような半導体記憶装置により実現される。
次に、建物健全性検証システム1の製造方法について説明する。ここでは、複数のセンサS(センサS1〜S14)が建物1000に既設されている状態から、建物健全性検証システム1が設けられた状態に改修する方法について説明する。
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態は、第1情報処理装置20Aと第2情報処理装置20Bとうち少なくとも一方に、第1情報処理部302Aによる健全性の検証結果と、第2情報処理部302Bによる健全性の検証結果との比較に基づき、建物1000の健全性のより詳細な検証を行う総合検証部3022が設けられた点で、第1実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第1実施形態と同様である。
次に、第3実施形態について説明する。第3実施形態は、第1情報処理装置20Aおよび第2情報処理装置20Bに加えて、第3情報処理装置40が設けられた点で、第2実施形態とは異なる。なお以下に説明する以外の構成は、第2実施形態と同様である。
次に、図11から図14を参照し、第1から第3実施形態の変形例について説明する。
図11に示すように、センサSA(またはセンサSB)は、建物1000に対して1階おきに設けられる必要はなく、2階おき、3階おき、またはそれ以上の間隔で配置されてもよい。図11に示す例では、センサSAが設けられていない階(層)には、センサSBが設けられている。ただし、建物1000は、センサSA,SBの両方を有しない階(層)が存在してもよい。
図12に示すように、センサSA(またはセンサSB)は、複数の階(層)に対して不等間隔で設けられてもよい。例えば、センサSA(またはセンサSB)は、一部の階(層)に対して1階おきまたは2階おきに設けられ、別の階(層)に対して3階おきまたはそれ以上の間隔で配置されてもよい。
図13に示すように、センサSB(またはセンサSA)は、建物1000の全高に亘って設けられる必要はなく、建物1000のなかで損傷が生じやすそうな部分に集中的に設けられてもよい。例えば、図13に示す例では、第1系統のセンサSAによって、建物1000の全体に対する大まかな検証を行うことができる。一方で、第2系統のセンサSBによって、建物1000の損傷が生じやすそうな部分について集中的に検証を行うことができる。
図14に示すように、センサSAおよびセンサSBは、建物1000の全ての階(全ての層)にそれぞれ設けられてもよい。
Claims (13)
- 建物の複数の階にそれぞれ設けられた第1系統の振動検出センサの計測データに基づいて前記建物の健全性を検証する第1検証部と、
前記第1系統の振動検出センサと同じまたは少なくとも一部が異なる前記建物の複数の階にそれぞれ設けられた第2系統の振動検出センサの計測データに基づいて前記建物の健全性を検証する第2検証部と、
を備える建物健全性検証システム。 - 前記建物は、第1層と、前記第1層に隣り合う第2層とを含み、
前記第1系統の振動検出センサは、前記第1層および前記第2層を挟むように配置された第1振動検出センサと第2振動検出センサとを含み、
前記第2系統の振動検出センサは、少なくとも前記第1層を挟むように配置された第3振動検出センサと第4振動検出センサとを含む、
請求項1に記載の建物健全性検証システム。 - 前記第1検証部は、前記第1層および前記第2層の損傷を纏めて検証し、
前記第2検証部は、少なくとも前記第1層の損傷を検証する、
請求項2に記載の建物健全性検証システム。 - 前記建物は、第1層と、前記第1層に隣り合う第2層と、前記第1層に対して前記第2層とは反対側から隣り合う第3層とを含み、
前記第1系統の振動検出センサは、前記第1層および前記第2層を挟むように配置された第1振動検出センサと第2振動検出センサとを含み、
前記第2系統の振動検出センサは、前記第1層および前記第3層を挟むように配置された第3振動検出センサと第4振動検出センサとを含む、
請求項1に記載の建物健全性検証システム。 - 前記第1検証部は、前記第1層および前記第2層の損傷を纏めて検証し、
前記第2検証部は、前記第1層および前記第3層の損傷を纏めて検証する、
請求項4に記載の建物健全性検証システム。 - 前記第1系統の振動検出センサと前記第2系統の振動検出センサとは、
前記建物の高さ方向に交互に設けられている、
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の建物健全性検証システム。 - 前記第1検証部は、前記第1系統の振動検出センサが設置された前記建物の複数の階を示す情報を第1記憶部に書き込むための第1入力部を有し、
前記第2検証部は、前記第2系統の振動検出センサが設置された前記建物の複数の階を示す情報を第2記憶部に書き込むための第2入力部を有した、
請求項1から請求項6の何れか1項に記載の建物健全性検証システム。 - 前記第1検証部は、前記第1系統の振動検出センサに基づいた第1検証結果を出力する第1出力部を有し、
前記第2検証部は、前記第2系統の振動検出センサに基づいた第2検証結果を出力する第2出力部を有した、
請求項1から請求項7の何れか1項に記載の建物健全性検証システム。 - 前記第1検証部による前記第1系統の振動検出センサの計測データを用いた検証結果と、前記第2検証部による前記第2系統の振動検出センサの計測データを用いた検証結果とに基づいた前記建物の健全性検証結果を出力する検証結果出力部を備える、
請求項1から請求項8の何れか1項に記載の建物健全性検証システム。 - 前記第1検証部および前記第2検証部は、
前記第1検証部の検証結果と、前記第2検証部の検証結果とに基づいて前記第1検証部と前記第2検証部の各検証部の良否を診断するための診断基準が予め定められている、
請求項1から請求項9の何れか1項に記載の建物健全性検証システム。 - 前記建物には、前記第1系統の振動検出センサと前記第2系統の振動検出センサとのうちいずれか一方のみが配置された階が複数存在する、
請求項1から請求項10の何れか1項に記載の建物健全性検証システム。 - 建物の複数の階にそれぞれ設けられた第1系統の振動検出センサの計測データに基づいて前記建物の健全性を評価し、
前記第1系統の振動検出センサと同じまたは少なくとも一部が異なる前記建物の複数の階にそれぞれ設けられた第2系統の振動検出センサの計測データに基づいて前記建物の健全性を検証する、
建物健全性検証方法。 - 建物の健全性を検証する第1検証部を含む建物健全性検証システムに、前記建物の健全性を検証する第2検証部を追加する過程と、
前記建物に設けられた複数のセンサを、第1群の層に係る前記第1検証部と第2群の層に係る前記第2検証部の何れかに振り分ける過程と、
を含む建物健全性検証システムの製造方法。
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