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「構造物の地震リスクを考える：FrameRiskの機能と活用法」 武蔵工業大学 都市工学科 吉川 弘道 氏
●はじめに'リスク'って何だろう
'リスク（Risk）'とは、'将来における不確かな損失あるいは不利益'と定義でき、様々な意思決定に利用される工学的指標となる。日常的に用いられるリスクを、'広義のリスク'と考え、工学的に定義される'狭義のリスク'が重要となり、ここに紹介したい。
地震リスクは、地震の発生確率と地震発生による損傷または被害をセットで示すことである。
例えば、以下に記述する
'***地域における、今後30年間において2500戸が半壊する確率は2.5％'
'***橋梁は、単年度で120万円の損傷が見込まれる'
これを数学的に表現すると、以下のように定義できる。
『地震リスクR=損失の発生する確率p×損失の規模D』
●地震リスク解析の成果
次に、地震リスク解析のコア技術となる地震損傷度曲線（通例、フラジリティ曲線と呼ぶ）と地震損傷関数を紹介しよう。
地震損傷度曲線SFC：Seismic Fragility Curve
特定した被災規模（大破、小破etc.）に対する条件付き発生確率として定義される。地震規模（通例、最大加速度または最大速度）を横軸とする確率分布関数として表される。
地震損傷関数DF：Seismic Damage Function
地震規模に対する地震損失の発生確率で、単調増加関数となる。地震による損失として損失率（0-1指標）、損失金額（復旧費用）、不通日数（機能停止日数）などが用いられる。
左図は、フラジィティ曲線SFCを例示したもので、ここでは、大破、中破、軽微、損傷なし、のような4段階に分類している。右図は、構造物の地震損傷関数を模式的に示すものであり、地震動規模に対する構造物の損傷程度を対応させたものである（NEL：損失の期待値、PML：予想最大損失（NEL＜PML））。すなわち、地震ロス関数によって、「どのくらいの加速度が入力したら、どれくらいの損害/損失を被るか」を端的に説明してくれる。
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▲フラジリティ曲線
（Seismic Fragility Curve）
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▲地震損傷関数
（Seismic Damage Function） |
従来の耐震設計（性能設計であっても）は、'これだけの地震に耐えられる'ことを照査するものであり、地震リスクは、'これだけ、壊れるかもしれない'ことを示すものと説明できる。この2関数は、信頼性理論に基づくやや面倒な数学的処理が必要とするが、FrameRiskにより簡単に算出できる。
●'FrameRisk'による計算例：単柱式橋脚
ここで、道路橋脚を対象とした、'FrameRisk'による計算例を示そう。
▲解析事例
●地震リスクの活用法
FrameRiskによる地震リスク解析の有用な活用法として、いくつか列挙したい。
- 旧来の仕様書によるもの、最新の耐震基準によるもの、などが混在する場合、その耐震性能の良否を統一的な指標にて評価できる。
- 既設の耐震化優先順位付け、耐震補強戦略などの、定量的評価法。
- 建物･土木系施設の被害額を予測する際、ばらつきを見込んだ最悪の損害額。
- 不動産証券化においてPML（Probable Maximum Loss）と呼ばれる耐震性能指標がよく知られているが、これを土木系社会基盤施設へ適用する。
■システムの流れ
参考WEB：
・ 『もっと知りたいコンクリート講座』 http://c-pc8.civil.tcu.ac.jp/RC/
・ 『鉄筋コンクリート構造物の耐震設計講座』 http://www.engineering-eye.com/rpt/w012_yoshikawa/ |
