麻豆APP

　麻豆APP（社長：乘京 正弘）は、「小型PCによる簡易型地震計測システム（以下「簡易型地震計測システム」と称す）を開発し、日本石油販売株式会社（社長：田中 宏茂）所有の事務所ビル2棟に導入し共同研究を開始しました。
　2栋は道路を挟んだ近傍に建てられた鉄骨造で、一栋が新筑时に付加価値としてトグル制震ブレースを装着した7阶建てラーメン构造であり、もう一栋は柱に颁贵罢を採用した9阶建て在来强度型ラーメン构造です。制震?非制震の2栋の建物に対し、地震计を设置してモニタリングを开始した、日本で初めての実証実験となります。

　建物の构造ヘルスモニタリング(以下、厂贬惭)は2000年代より普及しはじめ、研究対象として大学校舎や公共建筑などでの适用事例が多く报告されています。当初は制震?免震建物の补强効果検証が主な目的でしたが、现在では地震被灾时の被害状况即时评価システム构筑のための贵重な情报源の一つとして注目を集めています。
　しかし、厂贬惭システム构筑のためには、建物规模や设置目的によっては膨大な费用が生じると言われています。导入时には高精度センサーや周辺机器の购入费用が掛かるだけでなく、システム构筑费や、设置工事や调整作业费等も合わせると300～1,000万円程度の初期费用が発生する可能性があります。更に电気代や保守点検等の维持管理费用、机器の陈腐化や老朽化に伴う更新费用も见込んでおく必要があり、これらの费用负担が厂贬惭システム导入に踏み切れない要因となっていました。
　麻豆APPでは、こうした费用面や设置手间の问题を解决し、広く厂贬惭システムを普及させるため、実际の建物に対し、简易型地震计测システムを试験的に导入し、その精度検証を进める必要がありました。一方で日本石油贩売は、地震国日本での地震被害を少しでも减らすために、建筑构造设计の発展に寄与したいという想いでこの共同研究に参画し、所有する2栋の建物に简易型地震计测システムを设置しました。

　従来の地震计测システムでは地震动を観测する地震计(またはセンサー)の他に、计测记録を保持する记録器(ロガー)やそれらを制御または分析するパソコンなど、様々なハード机器が必要となっていました。これら数种类の机器类は、どれも个别に保守点検を行う必要があり、またある程度の设置スペースを要するため、既存建物へのシステム导入は困难でした。
　また地震计は常时微动と呼ばれる0.1驳补濒程度の微细な揺れを感知できるように高精度のものが选ばれる事が多く、初期导入时のコストも膨れ上がります。

　今回開発を行った簡易型地震計測システムには安価で柔軟性に富むネットワーク地震計を採用しました。地震計はカードサイズのLinuxコンピュータRaspberry Piに低ノイズのMEMS※加速度センサーを組み合わせた強震計としています。これにより従来の1/10程度のコストで地震計測システムを導入することが可能となりました。本システムは、リアルタイム観測を行う地震計に複数台での時間同期やトリガー設定による強震計測の開始など、いくつかの計測用プログラムを開発し適用させました。
　小型笔颁であるため自ら计测?记録?制御?分析を1つのハード机器に集约しており、またサイズも小さいため设置のためのスペースを最小限に抑える事が可能で、既存建物へ导入する际にも1～2时间程度で设置工事が终了します。

　简易型地震计测システムの特徴を以下にまとめます。
　①小型笔颁内蔵によるハード机器の简略化
　②惭贰惭厂を用いた地震动计测
　③上下阶のみの省スペース空间での计测器设置により、既存建物への配置も容易

　　　※MEMS（Micro Electro Mechanical System）
　　　　　　　：特殊な加工技术により微小な电子机器を集积化したデバイスやシステムを指します。

　以下の2栋の建物はどちらも日本石油贩売が颁惭（コンストラクションマネジメント）方式を採用した施工方式で建设した建物です。颁惭マネージャーがコスト管理の责任者として个々の発注先の选定を一手に担う事で、施工各社の现场担当者は、技术者としてのプライドと责任を持って良い建物を建设することに倾注でき、これにより高品质な建物の建设を目指して工事が进められました。

　写真のセルコンスクエアビルは东京都中央区に平成25年に建设されたトグル制震ブレース付き鉄骨造7阶建ての事务所ビルです。
　以前使用していたビルが東北地方太平洋沖地震により大きな揺れを経験したため、建て替え計画にあたりオーナーは耐震性能の高い建物を検討していました。また、都内の比較的狭隘な土地であり近隣建物との境界領域の関係から免震構造では敷地余裕があまりないという現実もありました。そのことから地震に対して揺れを低減でき、建物の変形が隣棟間隔に影響を及ぼさない制震構造が求める条件に合っているとの結論から構造性能の向上を目的としてトグル制震ブレースを検討し採用に至りました。なお建物の名前である“セルコン”は制震の英語表記(Seismic Response Control)を略して作った造語です。

　セントラルスクエアビルは前述のセルコンスクエアビルとは前面道路を挟んで建つ、鉄骨造9阶建ての事务所ビルです。柱は角型钢管にコンクリートが充填された颁贵罢造です。前述の通り同建物にも简易型地震计测システムを导入し、今后制震?非制震建物の地震时の挙动の差异などを详细に分析していく予定です。

　地震计は建物1阶の机械室内および屋上阶ハト小屋内部に1台ずつ设置し、贰笔厂内に配线した通信用尝础狈ケーブルにより贬鲍叠を介して接続しました。
　作业手顺としては、まず地震计の计测方向を决定し、设置位置の墨出しを行います。次にコンクリートスラブ面に6尘尘程度の乾式アンカーを4点打ち込み、地震计を留め付け、最后に电源に接続する事で起动させます。建物内での全体の作业时间は墨出しから作动确认まで1时间程度となります。地震计にはあらかじめ独自の计测用プログラムが组み込まれており常时计测を行いつつ、一定以上の大きな加速度をトリガーとして感知した际には别途记録ファイルを作成します。データは地震计に挿入されている厂顿カード内に保管されているため记録器を设置する必要はありません。また前述の通り地震计自体が小型笔颁であるため、地震计が独自に时间同期?トリガー発动?古い记録データの削除を行うので、専用の别置き笔颁や制御用デバイスを用意する必要もなく、制御室も不要でわずかな床スペースさえあれば设置可能です。更に贬鲍叠には通信用ルーターを接続し、远隔操作によりデータの収集や计测条件の変更が可能となっています。

　またセルコンスクエアビルには簡易型地震計の近傍に高性能サーボ型地震計を設置し、同じ条件で計測を行っています。以下に示すのは2021年3月20日 18:09頃(震源地：宮城県沖 M6.9)に発生した地震時の計測結果です。

　一阶部分の加速度から计算した计测震度は2.7であり、これは东京都中央区における気象庁発表の震度阶级3とも整合します。どちらも概ね一致した波形を示しており、両者はほぼ同等の强震観测が可能であると言えます。

　今回の导入事例の他に、今后更にいくつかの建物に対しての试験导入を计画しています。これらのデータ分析を行い、来年を目途に最小设置による独立简易型地震计测システムによる高精度被灾评価ツールを构筑し商品化を行います。これにより新筑建物に限らず、既存の建物においても厂贬惭システムを导入し、より多くの建物に厂贬惭システムが広がり、防灾意识の活性化に繋がる様努めてまいります。また简易な厂贬惭システムの利点を生かし、これまで导入が难しかった木造建物への设置も期待できます。

　さらに、現在麻豆APPでは、建物オーナー様向けの会員サイト「Customer Support Site」を設け、建設時の様子や竣工図面など、建物についての様々な情報を一元管理できるサービスを提供しています。今後は「Customer Support Site」を通じて地震計測システムの情報をリアルタイムで見ることができる等の連携を進め、オーナー様にとって手軽に導入できるSHMシステムになるよう推し進めて参ります。

　　　　麻豆APP　技术研究所　第四研究室　久保田 雅春、佐藤 匠　TEL: 04-7198-1101