Kapitel１
Grundlegende Kenntnisse über Erdbeben
１.Einheit zur Angabe der Größe eines Erdbebens
Schwingungsfrequenz
Die Schwingungsfrequenz ist das Maß für die Anzahl der Zyklen, die pro Sekunde auftreten. Die Hauptfrequenzkomponente des Erdbebens beträgt weniger als 10 Hz und die vertikale Welle hat eine höhere Frequenz als die horizontale Welle.
Beschleunigung
Die Einheit für die Beschleunigung eines Erdbebens ist *Gal. 980Gal=980cm/s2≒1G Das so genannte “Mega-Erdbeben” ereignete sich einmal in Japan; Hanshin, Chuetsu und Tohoku verzeichneten die Wellenform von mehr als 1000Gal auf und es war klar, dass die Beschleunigung größer war als eine Gravitations Beschleunigung (1G), die bei diesen Beben erzeugt wird.980Gal＝980cm/s2 ≒ １Ｇ
Gal
Einheit der Beschleunigung, 1Gal=1cm/s2, und weit verbreitet im Bereich der Seismologie. “Gal” wird als nicht SI (internationale Einheit) mit Einschränkungen eingestuft. Es ist jedoch erlaubt Gravitationsbeschleunigung oder in Bezug auf Erdbeben frei verwendet werden.
Größenordnung
Die Magnitude ist das Maß für die Größe eines Erdbebens vom Brennpunkt aus. Im Allgemeinen gilt: Je tiefer und größer die Magnitude ist, desto mehr breitet sich die Erschütterung aus.
- Je tiefer das Epizentrum liegt, desto größer ist die Ausbreitung.
- Unterschiedliche Epizentrumstiefen haben unterschiedliche Oberflächenintensitäten, auch wenn die Stärke gleich ist.
Skala der seismischen Intensität in Japan
Gegenwärtig verwendet die Japanische Meteorologische Agentur Shindo zur Messung der Intensität eines Erdbebens. Die seismische Intensitätsskala wird auf der Grundlage der Wellenform der Bodenbeschleunigung berechnet. Die seismische Intensitätsskala kann sich nach der Berechnung je nach Erdbebendauer und Erschütterung.
Siehe Tabelle
Der von der JMA festgelegte Wert wurde nach dem Großen Hanshin/Awaji Erdbeben neu bewertet. Er ist in 10 Skalen eingeteilt: 0-4・5-niedriger・5-höher・6-niedriger・6 höher・7. Jedes Land verwendet eine andere seismische Skala .
| JMA Seismische Intensität |
gemessene Intensität | Menschliche Wahrnehmung und Reaktion | Versorgungsunternehmen und Infrastruktur |
|---|---|---|---|
| 0 | Less than0.5 | Nicht alle oder die meisten Menschen spüren das. | – |
| 1 | 0.5～1.5 | Wird nur von einigen Personen in Innenräumen wahrgenommen. | – |
| 2 | 1.5～2.5 | Von vielen Menschen in Innenräumen gefühlt. Manche Menschen wachen auf. |
– |
| 3 | 2.5～3.5 | Das spüren viele Menschen in den Häusern. Manche Menschen sind verängstigt. |
– |
| 4 | 3.5～4.5 | Viele Menschen sind verängstigt. Manche Menschen versuchen, der Gefahr zu entkommen. | – |
| 5-unter | 4.5～5.0 | Die meisten Menschen versuchen, einer Gefahr zu entkommen, indem sie nach draußen rennen. Für manche Menschen ist es schwierig, sich zu bewegen.. |
Gaszähler mit Sicherheitseinrichtungen werden ausgelöst, wodurch die Gasversorgung im selben Haushalt unterbrochen wird. kann es in seltenen Fällen zu einer Unterbrechung der Wasserversorgung kommen. |
| 5-oben | 5.0～5.5 | Viele Menschen sind sehr verängstigt und finden es schwierig, sich zu bewegen. | Die Gasversorgungsleitungen zu den Haushalten und die wichtigsten Wasserleitungen sind beschädigt. |
| 6-unter | 5.5～6.0 | Difficult to keep standing. | Die Gasversorgungsleitungen zu den Haushalten und die wichtigsten Wasserleitungen sind beschädigt. |
| 6-oben | 6.0～6.5 | Es ist unmöglich, stehen zu bleiben und sich überhaupt zu bewegen. | Die Gasleitung zum örtlichen Bezirk und die Wasserversorgungsanlage sind beschädigt. |
| 7 | 6.5～ | Sie werden durch die Erschütterungen durchgeschüttelt und können sich nicht beliebig bewegen. | Die Wasser- und Stromversorgung kann in weiten Gebieten unterbrochen werden. |
２.SI-Wert
SI-Wert
Das “Geschwindigkeitsreaktionsspektrum” ist einer der Standards, um die zerstörerische Kraft eines Erdbebens die auf Bauwerke einwirkt. Wenn das Bauwerk eine hohe Steifigkeit aufweist, liegt die normale Geschwindigkeitsperiode zwischen 1,5-2,5 Sekunden. Der integrierte Wert (Fläche der Spektralverteilung) kann einer der Faktoren sein Faktoren zur Darstellung der Zerstörungskraft von Erdbeben sein. Daher wird er als “spektrale Stärke : SI-Wert” bezeichnet.
SI-Wert ist der Standard zur Beurteilung des Erdbebens
destruktiv
macht über Strukturen.
Warum SI-Wert notwendig ist?
-
Selbst bei gleicher Beschleunigung oder Stärke können sich die Schäden an Gebäuden aufgrund des Frequenzbereichs oder der Zeit unterscheiden. Die tatsächlichen Schäden an Bauwerken können mit dem herkömmlichen seismischen Überwachungssystem, das nur auf der Beschleunigung (Gal) basiert, nicht abgeschätzt werden.
Daher sollte ein Wert verwendet werden, um die tatsächlichen Schäden an Bauwerken zu verstehen. -
Vergleich mit dem Städtischen Wasserwerk Nagaoka und dem Städtischen Gas- und Wasserwerk Ojiya
Büro.
Als das Gas- und Wasseramt in Ojiya City von dem Erdbeben betroffen war, dort Trotz der hohen Beschleunigung gab es keine Schäden.
In Nagaoka City, wo die Beschleunigung stattfand
niedrig und der SI-Wert hoch war, wurden große Schäden beobachtet.
“Zusammenfassung der Schäden an Gasversorgungsunternehmen in Niigata Erdbeben in der Präfektur Chuetsu – Bericht des Unterausschusses für Gassicherheit – Mai 2009”
Zwölf Gasversorger verzeichneten mehr als Stufe 5 auf der seismischen
Skala. Nach dem Erdbeben hatte nur Kashiwazaki Gas and Water Dept. die Gasversorgung eingestellt
die Gasversorgung eingestellt, da ihre Einrichtungen schwer beschädigt waren.
Die SI- und Beschleunigungswerte werden in dieser Tabelle so dargestellt, wie sie vom Seismometer an jedem Ort überwacht und aufgezeichnet wurden.
Schaubild 1 Schadenslage in den einzelnen Gasabteilungen.
| Seismische Intensität |
Unternehmen | SI-Wert (Kine) |
Schadenslage (Gal) |
Schadenslage |
| 6 oben |
Kashiwazaki Gas & Water Dept. |
99* | Kagami cho 999* Fujii 746 Kariwa1,000* |
Etwa 34.000 ausgefallene Häuser (Wiederherstellungsziel: 30.978**) |
| 6 unter |
Nagaoka Water Dept. (Mishima) | 50 | 293 | 120 Häuser für Störfälle im Angebot (Wiederherstellung am 16. Juli) |
| Ojiya Gas & Water Dept. | 23 | 323 | Kein Schaden | |
| Jyoetsu Gas & Water Dept. (Kashiwazaki) | 73 | 444 | 81 houses for trouble occurrence in supply (Recovery on 18th, July) |
|
| 5 oben |
Hokuriku Gas Dept. (Nagaoka branch) | 46 | 527 | Kein Schaden |
| Kanbara Gas Dept. | 36 | 210 | Kein Schaden | |
| Nagaoka Water Dept. (Koshiji) | 38 | 258 | Kein Schaden | |
| Shirane Gas Dept. | 26 | 165 | Kein Schaden | |
| Sakae Gas Dept. | 24 | 174 | Kein Schaden | |
| 5 unter |
Mitsuke Gas & Water and Sewage Facility | 34 | 254 | Kein Schaden |
| Kawaguchi Construction Dept. | 18 | 217 | Kein Schaden | |
| Uonuma Gas & Water Dept. | 9 | 145 | Kein Schaden |
(Der SI-Wert ist der Höchstwert, den jedes Gasinstitut gemessen hat).
*Messbereichsüberschreitung
**Das Zielhaus für die Wiederherstellung ist der Berechnungsbetrag nach Abzug der Summe der Anzahl der Häuser
die kein Gas verbrauchen, und der Zahl der durch das Erdbeben eingestürzten Häuser von der Zahl der Häuser mit Gasversorgung Häuser.
３.Konfiguration
- In der Überwachungseinheit sind ein dreidimensionaler (XYZ) Servo-Aufnehmer und eine Rechenschaltung eingebaut.
- Die Überwachungseinheit übernimmt grundlegende Funktionen von der digitalen Verarbeitung bis zur Alarmanzeige.
- Die Funktionen können über die Grundalarmierung hinaus erweitert werden, indem eine externe Anzeige hinzugefügt wird.
４.Prinzip des Sensors
Sensoren werden im Allgemeinen in zwei Kategorien eingeteilt: elektrische und mechanische Typn
Alle seismischen Überwachungssysteme des IMV verwenden elektrische Sensoren.
Electric Typ
Servo Typ
Typical principle of electrical systems.
Aus der Beschleunigung eines linearen Signals kann ein stabiles Ergebnis erzielt werden.
In Seismographen ist dieses Element in drei Achsen eingebaut.
Mechanical Typ
-
Drop ball Typ
Die Reaktionsbeschleunigungswerte werden durch das Größenverhältnis von Stahlkugel und Empfänger bestimmt.
Nachteile: noch nicht kompatibel mit direkten Erdbeben, Höchstwert nicht bekannt.
-
Pendulum Typ
Die Reaktionsbeschleunigungswerte werden durch das Größenverhältnis zwischen dem Kontakt und dem Mikrometer festgelegt.
Nachteile: nicht konform mit direkten Erdbeben, Höchstwert nicht bekannt.
５.Bewertung der Schäden
Bewertung der Schäden
Nur Fachleute können beurteilen, ob ein durch ein Erdbeben beschädigtes Bauwerk ob ein durch ein Erdbeben beschädigtes Bauwerk weiter genutzt werden kann (eingegeben). Aus diesem Grund wird versucht Daher wird versucht, dies anhand der Ergebnisse seismischer Beobachtungen quantitativ zu bestimmen, wobei die folgenden folgende Parameter als Bewertungskriterien herangezogen werden.
Verformungswinkel des Zwischengitters
Sie ergibt sich aus dem Verhältnis zwischen der durch ein Erdbeben verursachten Verschiebung jedes Stockwerks und der Höhe jedes Stockwerks.
Bei der Verwendung von seismischen Beobachtungsergebnissen wird der Betrag der Verschiebung auf der Grundlage der von den installierten Sensoren erfassten Daten berechnet und dann mit der Höhe des Gebäudegeschosses verglichen, um die Verschiebung zu bestimmen. Es ist zu beachten, dass aus den Werten der Beschleunigungssensoren nur die Verschiebungen berechnet werden können, die aus der elastischen Verformung resultieren, während für die Bestimmung der plastischen Verformung Verletzungsnadeln, Dämpferverschiebungen usw.
benötigt werden. Die Größe des Verformungswinkels zwischen den Geschossen wird in Bauvorschriften als Bemessungsschwelle verwendet.
