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918合肥4.7级地震中,为什么合肥、南京等地居民感受如此强烈?

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昨天(9月18日)合肥市肥东县发生了4.7级地震。这次地震的震级和破坏性都不大,但是引起的网络声浪却很大。尤其作为一个安徽人,我的朋友圈里面更是非常的热闹。

从新闻报道看,合肥市大量居民在震后都紧急疏散到室外,甚至距离合肥150多公里外南京的居民,都反映感受强烈甚至进行了紧急避险。到底是当地居民太敏感了,还是这次地震确实震感比较强烈?
我们课题组对地震引起的加速度感受问题也做过系列分析.
这里结合本次合肥4.7级地震再和大家汇报一下。
具体而言,人对地震一个很重要的感受就是地震引起的加速度。地面运动加速度作用到建筑后,还会被建筑放大,因此一般来说,楼层越高,感觉到的晃动也就越大。加速度达到一定程度,人就会感到难受甚至恐慌(海盗船、过山车、跳楼机,游乐园里面的各种设备就是通过制造加速度来制造刺 激)。
我们此前多次提到,我们开展区域震害分析的“城市抗震弹塑性分析”方法,一个突出的特点就是可以提供完整的工程需求参数(EDP)信息,不仅包括结构损伤判断必不可少的层间位移角信息,还包括了结构的残余位移信息,当然,也包括了不同建筑的楼面加速度信息。
例如,图1给出了一栋3层钢筋混凝土框架结构在地震作用下的楼层加速度响应结果。在2016年山西清徐地震时,我们就用城市抗震弹塑性分析方法探讨了太原市区的人员感受.

 

图1 三层框架结构加速度响应

因此,我们就可以进一步利用各个台站的记录,以及城市抗震弹塑性分析给出结果,得到不同地区人员感受到的加速度(这里已经考虑了建筑引起的加速度放大效应),进而给出人群的感受比率,如图2所示。其中,人员感受与加速度的对应关系如表1所示(董安正, 赵国藩. 高层建筑结构舒适度可靠性分析[J]. 大连理工大学学报, 2002, 42(4):472-476)。

表1 加速度与人员感受对应关系 

图2-5给出了RED-ACT分析得到的合肥、南京以及我的家乡芜湖等地区的人员加速度感受分布。不同饼图位置代表了不同的地震动记录位置。不同扇区面积大小代表不同感受的人群比例。之所以同一地点不同人群感受不同,主要是因为不同建筑类型、高度,以及同一建筑的不同楼层的加速度响应都会不同,因此人员感受也就各不相同。


图2 合肥周边地区人员加速度感受分布 


图3 南京周边地区人员加速度感受分布,虽然距离震中超过100km,但是仍然可以达到“有感”甚至“不适”的水平


图4 芜湖周边地区人员加速度感受分布,芜湖市区的震感比南京还要更强烈一些 


图5 蚌埠-淮南周边地区人员加速度感受分

从图中不难看出,合肥地区明显东侧感觉更加强烈,甚至达到了“难以忍受”的程度。城区普遍达到了“不适”或“非常不适”的级别。
这其实也是我们课题组一直非常担心的问题:一个不需要太大的地震(例如这次只有4.7级),就可以引起城市大量居民的强烈恐慌。如果城市密集高层建筑群中大量人员在地震后集中下楼避险,密集的人群、紧张的情绪、叠加上有限的地面空间,万一出现拥挤踩 踏事故,那可能就造成非常严重的后果。对于这个风险,目前的研究积累相对还是很缺乏的。


图6 如何能够避免这样的灾难情景发生?

小结

城市抗震弹塑性分析基于结构动力学和地震工程的基本原理,不仅可以给出常规的震损评价结果,还可以进一步给出残余位移(修复难度),楼面加速度(人员感受)等多种多样的信息,其潜力还有很大的发掘空间。因此,欢迎大家一起来研究、推广城市抗震弹塑性分析方法。
另外,在中国地震学会标准《基于强震动记录的地震破坏力评估T/SSC 1—2021》中已经给出了具体的地震加速度感受分析方法,欢迎大家一起交流,进一步完善、发展这一技术。




来源:陆新征课题组
ACT振动非线性化学建筑消防BIMOpensees材料科普数字孪生控制试验人工智能
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-14
最近编辑:1天前
地震那些事
博士 抗震防灾数值模拟仿真
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AIstructure-Copilot-V0.2.9 梁布置设计算法改进

1引言 今年5月发布了AIstructure-Copilot-v0.2.6版本,AIstructure整体的设计效果有比较明显的提升(详见:AIstructure-Copilot-v0.2.6:给马儿换上精饲料,AIstructure设计效果持续改善),但涉及到梁布置的一些细节还不是很让我们满意,因此,AIstructure-Copilot-v0.2.9版本给大家带来了新算法:“墙-梁联合布置算法”,使得AI在一些细节的处理上更接近有经验的工程师,欢迎大家试用。典型问题1过长梁的优化处理 此前版本的设计:AI布置的梁可能会出现一些跨度较大梁,其对应的梁高较高,影响建筑内部使用空间,设计合理性有待提升。 (a)此前版本的设计AIstructure-Copilot-v0.2.9版本:算法结合梁布置与跨度情况,自动找寻中间合理的位置优化剪力墙布置,从而让梁能有更好更合理的支座,提升受力整体性、降低梁高需求。 (b)v0.2.9版本的设计(注:红色为剪力墙,蓝色为梁)典型问题2冗余次梁的优化处理 此前版本的设计:AI生成的方案,可能会在一个较小的范围内存在多个次梁,从而不利于施工以及建筑美观需求。 (a)此前版本的设计AIstructure-Copilot-v0.2.9版本:算法 会结合空间布置情况,自动优化一些不必要的次梁,从而使整个结构布置更加合理。 (b)v0.2.9版本的设计典型问题3不共线梁的优化处理 在建筑方案中,有部分建筑空间的轮廓存在微小的错位,即两个空间的分割并非完全在一条直线上,使得梁构件的受力不连续。此前版本的设计:AI生成的方案会出现梁不共线,在比较近的距离里会有两个次梁搭接在主梁上,这种结构布置方案在受力上不是很合理。 (a)此前版本的设计AIstructure-Copilot-v0.2.9版本:针对这种情况进行了优化处理,算法 会针对受力不连续的梁布置,增加部分剪力墙的布置,从而让梁的搭接更为合理。 (b)v0.2.9版本的设计3前述系列优化的综合设计效果提升 采用新算法后,整个方案的设计效果会有较为明显的提升,如下图所示,此前版本的设计,箭头位置的梁非常长,且存在部分在很小范围内长轴梁搭接到短轴梁的情况,v0.2.9版本,通过在部分位置增设剪力墙的方式,极大的改善了梁的受力模式,也去掉了部分冗余的次梁,使得整体结构更为合理。 (a)此前版本的设计 (b)v0.2.9版本的设计4结语AIstructure-Copilot V0.2.9版本改进了梁布置算法,给出了更合理的结构布置方案,设计结果更加贴近结构工程师,欢迎大家试用。后续,我们还将不断完善相关产品功能。欢迎大家持续关注我们的工作,多多支持!温馨提示:为更好使用AI设计工具,请仔细阅读使用说明书(https://ai-structure.com)。--End-- ai-structure.com联系方式 商务问题请联系:黄盛楠(huangshengnan@mail.tsinghua.edu.cn)技术问题请联系:廖文杰(liaowj17@tsinghua.org.cn)相关论文Liao WJ, Lu XZ, Huang YL, Zheng Z, Lin YQ, Automated structural design of shear wall residential buildings using generative adversarial networks, Automation in Construction, 2021, 132, 103931. 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DOI: 10.1016/j.engstruct.2024.118500Qin SZ, Guan H, Liao WJ, Gu Y, Zheng Z, Xue HJ, Lu XZ*, Intelligent design and optimization system for shear wall structures based on large language models and generative artificial intelligence, Journal of Building Engineering, 2024, 95: 109996. DOI: 10.1016/j.jobe.2024.109996来源:陆新征课题组

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