長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査

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1 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
２０１０年３月５日　長周期地震動対策に関する公開研究集会 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 （その２）実際の適用に当たっての 留意事項の整理 勝俣　英雄　（大林組）

2 全体の構成 ・2章 超高層建築物の被害把握において特に考慮 すべき課題の整理
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 全体の構成 ・2章　超高層建築物の被害把握において特に考慮 　　　　すべき課題の整理 ・3章　長周期地震動による構造体の損傷を把握 　　　　するために必要な応答量の取得方法の整理 ・4章　建築物の応答量を基に構造体の損傷を推定 　　　　する方法の整理 ・5章　発災後の経過時間を基軸とした構造体損傷 　　　　の総合的な評価方法の整理 ・付録 実地震における被害調査および損傷評価の 　　　　実施例

3 付録 実地震における被害調査 および損傷評価の実施例
付録　実地震における被害調査　 　　　　および損傷評価の実施例 背景 どんな被害調査をすればよいか、未経験者に伝達できるほどには体系化されていない 　　→実施例に学ぼう 実施例 被害調査 微動測定（と強震観測） 強震観測と地震応答解析 修復限界の検討

4 付録1：超高層建築物の被害調査 事例（１）調査項目 ■問題点 ・公開資料は少なく，資料の逸散が懸念
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 付録1：超高層建築物の被害調査 事例（１）調査項目 ■問題点 　・公開資料は少なく，資料の逸散が懸念 　・特に，大地震を受けた超高層建物の被害調査 　　事例は極めて乏しい ■幸運にも１事例を収集（文献1) + 日建設計・竹中工務店より情報提供） 　・1995年兵庫県南部地震　 　・30階建て（３階以上鉄骨造） 　・官公庁建物 　・１次周期３秒前後 　・上階の一部構造部材が塑性化し，若干の残留 　　変形が生じたが，総合的に損傷は軽微

5 付録1：超高層建築物の被害調査 事例（２）調査に要したマンパワー ■応急調査 ・発災翌日 ／３名・計３人ｈ ・外観，内部（２次部材，設備等）
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 付録1：超高層建築物の被害調査 事例（２）調査に要したマンパワー ■応急調査 　・発災翌日　　／３名・計３人ｈ 　・外観，内部（２次部材，設備等） ■１次調査 　・発災１ヶ月後／３名・計１５人日 　・目視，頂部変位，内装壁傾斜，耐震壁変形 ■２次調査 　・発災７ヶ月後／３名・計２０人日 　・外壁，床傾斜，鉄骨仕口・継手，内装ボード，他 ■地震応答解析 　・発災８ヶ月後／３名・計３０人日

6 付録2：微動測定による建築物の 損傷評価の事例（１） ■微動測定に基づく層レベルの損傷評価文献2)
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 付録2：微動測定による建築物の 損傷評価の事例（１） ■微動測定に基づく層レベルの損傷評価文献2) ・兵庫県南部地震で被災した中高層Ｓ造建物に対して， 　補修前および補修後（≒被災前）の微動測定を行い， 　層レベルの損傷を評価

7 付録2：微動測定による建築物の 損傷評価の事例（２） ■微動測定および強震観測に基づく損傷評価文献3)4)
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 付録2：微動測定による建築物の 損傷評価の事例（２） ■微動測定および強震観測に基づく損傷評価文献3)4) ・兵庫県南部地震で被災した中層Ｓ造建物（地震計設置） 　に対し，補修前・補修後の微動測定，および得られた 　強震記録（本震・余震）により振動特性を分析

8 付録3：地震観測記録とｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ 解析に基づく建物の損傷評価事例 ■強震観測記録に基づく地震応答解析文献5)6)
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 付録3：地震観測記録とｼﾐｭﾚｰｼｮﾝ 解析に基づく建物の損傷評価事例 ■強震観測記録に基づく地震応答解析文献5)6) ・兵庫県南部地震で被災したSRC超高層建物（地震計設置） 　に対し，小梁や雑壁を考慮した詳細モデルの解析を行い， 　観測記録と比較検証

9 付録４：鋼構造建築物の修復実績 コストを基にした修復限界の評価事例 ■修復実績コストを基にした修復限界文献7)～9)
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 付録４：鋼構造建築物の修復実績 コストを基にした修復限界の評価事例 ■修復実績コストを基にした修復限界文献7)～9) ・兵庫県南部地震で被災した12棟の鉄骨造建物における 　損傷と修復の実態を調査し，修復および解体の標準的な 　コスト，変形角の限界，残留変形と修復コスト等を分析

10 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
2章：被害把握で考慮すべき課題の整理 神戸の記憶を思い出しながら

11 用語 建物トリアージ 構造ヘルスモニタリング 災害医療の言葉を借りる
「救う人」より「救いが必要な人」が圧倒的に多い場合は、 「救いが必要な人」を仕分けざるを得ない。 構造ヘルスモニタリング 地震観測：地震時の挙動を観測 連続量として知りたい ＳＨＭ：損傷の有無を観測により把握 ２値に収斂

12 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
①母数　超高層の建物棟数把握 　超高層建築物の被害の全体像を予測し，被害調査や復旧活動によって低下した都市機能を回復するために必要な時間などを推定するために，都道府県別あるいは地方別の超高層建築物の全体像（棟数，規模，固有周期，構造種別など）を予め把握する． 棟数調査に利用したデータ 資料1：(財)日本建築センター発行のビルディングレター掲載の評定シート 　　　　　　　　　　（～平成13年8月号，基準法改正前の旧38条評定分，ほぼ全数） 　　　　　内容：建築場所，用途，延べ床面積，骨組形式，固有周期など 資料２：(財)日本建築センター発行のビルディングレター掲載の評価シート 　　　　　　　　　　（平成13年9月号～平成21年8月号，基準法改正後評価分，公表分）　　 　　　　　　(財)日本建築センター以外の評価機関分の情報を含まないデータ 資料３：国土交通省ホームページに掲載の構造方法等の認定に係る帳簿 　　　　　　　　　　（最終更新日　平成20年12月26日） 　　　　　内容：基準法改正後の超高層建築物大臣認定の総数1007棟のリスト 　　　　　　　　　うち約98％の建築場所（都道府県名）を名称から推定

13 全体像把握のための棟数推定手法 ～２０００年：ほぼ全数把握（ビルディングレター） ほぼ正確 基準法改正→建築センター以外でも審査
超高層建築物の全体像把握のための棟数調査 全体像把握のための棟数推定手法 ～２０００年：ほぼ全数把握（ビルディングレター） ほぼ正確 基準法改正→建築センター以外でも審査 2000年～：全数：所在地把握（大臣認定帳簿） 約1/4：構造概要把握（ビルディングレター） 推定方法 推定値＝約４×ビルディングレターの値

14 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
都道府県別　超高層建築物棟数 全国 2573棟

15 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
地方別　超高層建築物棟数 全国 2573棟

16 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
都道府県別　超高層建築物棟数 　　　　　　　　　　（固有周期２秒以上） 方向別に見て最短の周期 全国 1124棟

17 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
地方別　超高層建築物棟数 　　　　　　　　　　（固有周期２秒以上） 全国 1124棟

18 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
都道府県別　超高層建築物棟数 　　　　　　　　　　（固有周期３秒以上） 全国 483棟

19 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
地方別　超高層建築物棟数 　　　　　　　　　　（固有周期３秒以上） 全国 483棟

20 超高層建築物の全体像把握のための棟数調査
骨組形式別　超高層建築物棟数 （固有周期２秒以上　改正前） 全国 581棟 制振・免震なし 制振

21 骨組形式別 超高層建築物棟数 （固有周期２秒以上 改正後） 制振 制振・免震なし 免震 全国 543棟
超高層建築物の全体像把握のための棟数調査 骨組形式別　超高層建築物棟数 （固有周期２秒以上　改正後） 全国 543棟 制振 制振・免震なし 免震

22 骨組形式別 超高層建築物棟数 （固有周期２秒以上 改正前+改正後） 制振・免震なし 制振 全国 1124棟
超高層建築物の全体像把握のための棟数調査 骨組形式別　超高層建築物棟数 （固有周期２秒以上　改正前+改正後） 全国 1124棟 制振・免震なし 制振

23 都道府県別 延べ床面積 （固有周期２秒以上 改正前+改正後） 霞ヶ関三井ビル510棟分 霞ヶ関三井ビル320棟分 全国 7658万㎡
超高層建築物の全体像把握のための棟数調査 都道府県別　延べ床面積 （固有周期２秒以上　改正前+改正後） 霞ヶ関三井ビル510棟分 霞ヶ関三井ビル320棟分 全国 7658万㎡

24 地方別 延べ床面積 （固有周期２秒以上 改正前+改正後） 霞ヶ関三井ビル510棟分 全国 7658万㎡ 霞ヶ関三井ビル390棟分
超高層建築物の全体像把握のための棟数調査 地方別　延べ床面積 （固有周期２秒以上　改正前+改正後） 霞ヶ関三井ビル510棟分 全国 7658万㎡ 霞ヶ関三井ビル390棟分

25 １棟平均延べ床面積 推定在館者数 １棟平均延べ床面積は長周期建築物ほど大きく，被害調査には多くの時間が必要となる．
超高層建築物の全体像把握のための棟数調査 １棟平均延べ床面積 推定在館者数 １棟平均延べ床面積は長周期建築物ほど大きく，被害調査には多くの時間が必要となる． 　　固有周期2.0秒以上・・・・・約7万㎡ 　　　　　　 　　3.0秒以上・・・・・約9万5千㎡ 　　　　　　 　　4.0秒以上・・・・・約11万6千㎡ 長周期地震動で固有周期3.0秒以上の超高層建築物が被害を受け，25㎡に１人の割合で勤務者あるいは居住者が居ると仮定すると，各地方で多くの人が影響を受ける． 　　　　　　　　　　　　　　　関東地方・・・・・約140万人 　　　　　　　　　　　　　　　近畿地方・・・・・約23万人 　　　　　　　　　　　　　　　東海地方・・・・・約5万人

26 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
②資源

27 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
被害把握に必要な技術者 主体（調査、判断）

28 構造技術者の人数と必要人数 ■調査するべき人材の人数 民間有力企業の構造設計者・研究者、大学教員 1,000～2,000人 程度と推定
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 構造技術者の人数と必要人数 ■調査するべき人材の人数 民間有力企業の構造設計者・研究者、大学教員 1,000～2,000人 程度と推定 ・JSCA建築構造士　－全国で2,688人、首都圏に1,214人 ・ゼネコン（上位５社の構造設計部、技術研究所） 　　　　　　　　　　　　　　－700人程度、過半が首都圏に在住 ■必要人数 関東地域の超高層建築物の応急危険度判定 3,000人・日 程度と推定 ・関東地域の超高層建築物は約１，５００棟 ・2名一組で、１日１棟を調査

29 構造技術者の人数と必要人数 ■調査に要する日数 関東地域の超高層建築物の応急危険度判定 １３日 程度と推定 ⇒事業継続性の観点から長すぎる
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 構造技術者の人数と必要人数 ■調査に要する日数 関東地域の超高層建築物の応急危険度判定 １３日 程度と推定 ・関東以外への対応、超高層建築物以外への対応、 　通常業務の継続 　→民間の構造技術者で調査に 　　　従事可能な人員は２０％程度 南海トラフ地震なら　　　　　神奈川、静岡、愛知、三重、和歌山、奈良、大阪、兵庫、四国４県 　　 ⇒事業継続性の観点から長すぎる 　　 ⇒構造技術者の不足

30 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
③トリアージ

31 トリアージと応急危険度判定 ■トリアージの必要性 ・応急危険度判定の効率確保 ２次災害の防止 社会全体の損失の最小化
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 トリアージと応急危険度判定 ■トリアージの必要性 　・応急危険度判定の効率確保 　　　２次災害の防止 　　　社会全体の損失の最小化 　　⇒応急危険度判定の 　　　　　　　　　　優先付け＝トリアージが必要 ●制度上の課題 ●技術的な課題

32 制度上の課題 ■不十分な制度整備とコンセンサス形成 ・トリアージは誰がどのような立場で行うか？ 神戸では行政が応急危険度判定の実施主体
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 制度上の課題 ■不十分な制度整備とコンセンサス形成 　・トリアージは誰がどのような立場で行うか？ 神戸では行政が応急危険度判定の実施主体 　・応急危険度判定は誰が行う／行える／立場は　 　　　建物所有者に調査は委ねる？ 　　　長周期地震動・超高層建築 　　　　→一般建築と同列の人材では不可 　・判定結果の過誤に対するリスク 　　　誰が負担・分担？ 　　　「危険」を指摘できなかった場合の責任は？ 　　⇒過度な建物使用制限→事業継続の障害、に繋がる 神戸でも黄紙が多くなり、余震での被災は防げたが、避難民を増やした

33 技術的な課題 ・技術的未成熟な事項 ■応急危険度判定のガイドラインの未整備 超高層建物に適した指針が必要
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 技術的な課題 ■応急危険度判定のガイドラインの未整備 ・技術的未成熟な事項 　　 ・残存耐力、余震に対する耐震性 　　・余震の繰返しによる損傷進行、危険度上昇 ・規模が大→全数確認不可 ・判定員によるばらつき ・厳しい判定への偏り ・鉄骨部材の直接目視が不可 ・判定結果への責任 ・超高層建築物の「継続使用」判断に 　従来の応急危険度判定で十分？ 超高層建物に適した指針が必要

34 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
被害把握の阻害要因

35 阻害要因 ■図面の保管状況 ■建物へのアクセス性 ■建物内のアクセス性 ■建物内部の危険性 ■応答痕跡の保全性 ■情報通信網の稼働状況
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 阻害要因 ■図面の保管状況 　　・調査立案、建物内部の危険予知に不可欠 ■建物へのアクセス性 　　・公共交通機関、道路の復旧状況 ■建物内のアクセス性 　　・転倒物、エレベータ停止、仕上げ材、施錠の有無 ■建物内部の危険性 　　・さまざまな危険性、特にアスベスト ■応答痕跡の保全性 　　・非構造部、什器の変状・損傷は鉄骨部材の損傷推定の手掛かり ■情報通信網の稼働状況 　　・調査員間の通信、本部との通信　

36 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
阻害要因 ■建物内のアクセス性

37 長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査
阻害要因 ■建物内部の危険性

38 阻害要因 ■応答痕跡の保全性 痕跡は鉄骨部材の損傷推定の重要な手掛かり ・非構造部材 ・什器 ・設備
長周期地震動による建築物への被害把握のために確認すべき項目の調査 阻害要因 ■応答痕跡の保全性 痕跡は鉄骨部材の損傷推定の重要な手掛かり 　・非構造部材 　・什器 　・設備 事業継続のため復旧を急ぐ→ 痕跡を片付けたい → 発災時の痕跡が保全され 　　ない 被害把握に支障 建物機能の回復時期の遅れ

39 5章 発災後の経過時間を基軸とした構造 体損傷の総合的な評価方法の整理
5章　発災後の経過時間を基軸とした構造 　　　体損傷の総合的な評価方法の整理 シナリオ 事前準備 応急危険度判定 被災度区分判定 復旧工事 ・用語 構造ヘルスモニタリングと地震観測 建物トリアージ　

40 シナリオ 段階 時期 目的 備考 事前準備 数十年前から 損傷把握作業の軽減 耐震補強も トリアージ 当日～数日後 人命確保・（人的）資源
適正使用 実際は 同時 応急危険 度判定 当日～１週間 （～数週間？） 人命確保 被 災 度 判 定 初 期 １週間～1ヶ月 　　　　　　　　後 解体決定（被害が重大） 補修開始（被害が軽微） 暫定評価 中 1ヶ月～数ヶ月 補修可否評価 後 数ヵ月～半年 補修等，もしくは無補 修での継続使用決定 確定評価

41 事前準備 手法 コスト 実現容易さ 効果 備考 耐震補強 × ◎◎ 建物の改修工事 地震観測 △ ○○ 種々のセンサ，計測対象 常時微動 ○
○要継続 スクリーニングに有効 解析 種々の手法 目的に応じて選択 点検孔 設計図書保存 ◎ ◎要継続 最低限の準備 これすらしないのは論外 超高層建築物では地震観測によって無点検で得られる定量データが早期の損傷把握に特に有効 事業継続に活用

42 事前準備における留意点 継続的努力が必要→建物維持管理計画に組み込むのがよい 体制・制度の準備 地震観測装置の保守
設計図書の保管（＠建物、＠調査主体） 常時微動計測（竣工時から定期的に） 体制・制度の準備 自助：建物オーナー・管理会社・テナントの取り組み 公助：政府・自治体の取り組み 地震対策への継続的な支援

43 応急危険度判定： 目的・条件・手法 目的：人命の確保 条件：事業継続の過度な支障にならない 手法：時間が短い（時間短縮に寄与）
応急危険度判定： 　　目的・条件・手法 目的：人命の確保 条件：事業継続の過度な支障にならない 応急危険度判定でもできるだけ判定精度を上げたい。 手法：時間が短い（時間短縮に寄与） 設計図書調査、外観調査、内装調査、聴き取り 調査箇所の限定ができれば、時間短縮可能 地震観測、解析（スペクトル程度）

44 応急危険度判定への地震観測・解析の応用例
建物情報は既知 設計外力スペクトル、固有周期 建物基部・頂部等で地震観測 基部のデータから入力スペクトルを計算 頂部のデータから応答の概略を把握 判定 設計外力と入力を比較：塑性化の有無や程度 エネルギースペクトルも比較 頂部等の応答との整合性：判定根拠の補強？ 課題：上部構造のデータをどう使うか？

45 被災度区分判定： 目的、手順 目的：被災建物の処置方法の決定に資する 手順： 処置の目的：危険除去と事業継続
処置の方法：解体、補修と補強、軽微な補修 手順： 解体決定用の調査・判定 　　→軽微な補修用の調査・判定 　　→補修補強用の調査・判定 調査・判定と復旧がほぼ同時並行 一般に段階的復旧となる 　　　　（全貌がわかると、復旧をやり直す可能性がある） 仮復旧が調査・判定に先行する場合もある

46 被災度区分判定における課題の整理 超高層建物の被災度判定指針が欲しい 構造体の損傷を見逃す／過大評価する
残余耐震性能の評価 地震観測・解析の結果の取り込み方 構造体の損傷を見逃す／過大評価する 仕上げに隠れているため 調査頻度を落として性能を把握する手法 常時微動・地震観測・解析 これらの組みあせ方・必要精度

47 まとめ（その１とその２を通じて） 震災調査の記録の収集：１例のみ 超高層建物の棟数：1100棟ぐらい 調査員の数：建物棟数に比べて少ない
試算：応急危険度判定に2週間かかる？ 調査の阻害要因 超高層は規模が大きい 調査指針がない アスベスト エレベータの停止 事業継続と危険除去のトレードオフ 超高層建物では調査の事前準備が必須 図面保管は必須。地震観測・解析が有望

48 まとめ（その１とその２を通じて） 2段階：応答量取得→（変換）→損傷把握 応答量とは？その取得方法とは？ 損傷評価の対象？、評価基準？
例：目視で外観・亀裂、センサで加速度・変位、・・・ 各手法を以下の観点で整理 精度・コスト・前提条件・適用シーン 損傷評価の対象？、評価基準？ 対象：建物、層、部材、ダンパー 評価指標：累積塑性変形倍率が有望 累積塑性変形倍率の評価は解析がベースで、外観調査では算出できない。応急危険度判定に使えない？。 解析の前提としての入力地震動設定の整理

49 今後の課題 震災調査活動そのものに関する資料の収集 超高層建物の一覧調査の充実
超高層建物に適した応急危険度判定指針や被災度区分判定指針の整備 調査した応答量を損傷評価に結びつける方法の研究（特に、超高層建物の地震観測結果を建物全体の損傷評価に結びつける方法の研究） 超高層建物の地震観測手段の低コスト化 超高層鉄骨造建物における累積塑性変形倍率と損傷評価の各種因子の影響の取り込み 各種制振ダンパーの損傷評価の研究 損傷評価を念頭においた地震応答解析手法の検討