首页/文章/ 详情

RED-ACT | 4月3日台湾7.3级地震分析报告v2.0

6月前浏览5883

摘要

4月3日台湾花莲县海域发生7.3级地震,震源深度12公里。通过典型地震记录分析,发现此次地震对多高层建筑破坏力显著,且其反应谱在特定频段高于中国抗震设防标准。大陆沿海居民普遍感受到强烈晃动,特别是高层建筑居民。台湾本岛内预计将有广泛破坏,特别是花莲附近,存在滑坡风险。此次分析基于RED-ACT程序和地震台网中心提供的数据,对地震破坏力及居民感受进行了详细分析。


正文

Real-time Earthquake Damage Assessment using City-scale Time history analysis (RED-ACT)

中国地震台网正式测定4月3日在台湾花莲县海域发生7.3级地震,震源深度12公里。地震后,我们迅速对本次地震的典型地震记录——EHP台站记录——的破坏力进行了分析。详见:

RED-ACT | 4月3日台湾花莲7.3级地震破坏力分析

随着近日更多数据被发布(数据来源https://doi.org/10.7914/SN/T5),我们也可以对本次地震进行更加深入的分析和讨论。

一、典型强震记录分析结果

选取本次地震记录到的4个典型地震记录(包括台方认为本次地震震度最大的EHP和HWA两个记录),其反应谱及对典型工程的破坏力分析如图1-5所示。

图1 F019(HWA)台站反应谱

图2 F048台站反应谱

图3 F068台站反应谱

图4 F076(EHP)台站反应谱

图5 不同台站记录对典型建筑破坏力对比

如果将以上分析中破坏力最强的F068台站记录的反应谱,和近年来几次引起重大灾害的地震反应谱对比,其结果如图6所示。

图6 典型地震记录反应谱对比

显然,由于本次地震震中在海里,因此在地面上记录到的地震记录距离震中已有一定的距离,故其反应谱形状和其他地震记录有显著差异。有两个点值得关注:
(1) 本次地震动的中长周期(T>1.5s)的反应谱显著强于以往地震动,因此其对多高层建筑破坏力显然要更强一些。
(2)虽然本次地震记录的地震动距离震中已有一定距离,但是其反应谱在T>0.6s频段,仍然显著高于中国抗震设防的最高标准(9度罕遇)。
另外,台方也给出了本次地震中,实际地震记录和当地设计反应谱的对比,如图7所示。对比图6和图7,可见当地的MCE反应谱比中国建筑抗震9度罕遇的还要高一些。

图7 F019(HWA)台站记录反应谱和当地设计反应谱对比(注MCE,Maximal considered earthquake; DBE Design base earthquake)
图片来源:https://go.ncree.org/eq240403/

二、大陆沿海居民震感分析

本次地震发生后,大陆沿海众多居民反映地震晃动感受强烈。城市抗震弹塑性分析的一个很有意思的优势就是可以给出更加多样化的震害结果,包括地震下人群感受分析结果,此前我们对多次地震进行了加速度感受分析,例如:
  • 1218甘肃6.2级地震中,兰州、西宁仓皇下楼的居民们到底经历了什么?  
  • 20181126台湾海峡6.2级地震加速度人员感受分析  
  • 20220918台湾花莲6.9级地震加速度人员感受分析


本次地震我们也分析了大陆沿海居民的地震加速度感受情况(图8),这里要特别感谢中国地震台网中心为我们提供的地震记录资料。

图8 大陆沿海居民的地震加速度感受

从图8不难看出,本次地震福建沿海地区,基本上都可以出现“不适”以上的加速度感受,如果身处高层建筑内,感受还会更加强烈一些,甚至可能达到“非常不适”或者难以忍受”的水平。
三、台湾本岛地震破坏力分析

由于我们对台湾本岛的数据掌握的非常有限,所以我们采用RED-ACT程序对当地的建筑破坏情况,以及滑坡灾害进行了非常粗略的分析,其精准性肯定有很多不足之处,仅供大家参考。

图9为根据本次地震震中附近范围内台站记录分析得到的建筑震害分布示意图。图10为根据本次地震震中附近范围内台站记录分析得到的人员加速度感受分布示意图。


图9 不同台站地震记录破坏力分布图


图10 不同台站地震记录人员加速度感受分布图


根据当地地形数据、岩性数据和实测地面运动记录,可以计算得到不同滑坡体饱和比例下的滑坡分布,如图11所示。其中,底图为当地坡度分布图,每个圆圈代表每个台站的计算结果,圆圈中的数字代表发生滑坡的临界坡度,台站附近坡度大于该数值的地方滑坡发生概率高。

(a)滑坡体饱和比例为 0%

(b)滑坡体饱和比例为50%

(c)滑坡体饱和比例为 90%

图11 不同台站附近地震滑坡分布


根据以上分析,本次地震估计会在台湾岛内引起广泛的破坏,从南到北都可能出现建筑达到中度破坏的情况。花莲附近震害程度最重,其临近山区会有较大的滑坡风险。我们将继续关注本次地震的后续情况。

RED-ACT震害应急评估结果讨论

1. 日本7.3级地震RED-ACT评估结果与实际震害及日美评估结果对比

2. 7月12日唐山古冶5.1级地震RED-ACT分析结果与实际震害对比

3. 5月18日云南巧家5.0级地震RED-ACT分析结果与实际震害对比

4. 1月19日新疆伽师6.4级地震美国PAGER系统和清华RED-ACT系统评估结果对比

5. 美国加州7.1级地震破坏力分析小结:分析结果、与实际震害对比及思考

6. 0518松原地震RED-ACT评估结果与实际震害对比

7. 透过"热闹"看"门道" | 0516昭通4.7级地震分析与讨论

8. 5月2日美国波多黎各5.4级地震RED-ACT系统评估结果与实际震害情况对比


RED-ACT的科学原理

1. 连续反转三次!我该怎么办?| 从617宜宾6.0级地震和618日本6.8级地震谈起

2. 为什么需要发展城市抗震弹塑性分析 | 从8.8九寨沟地震和8.21意大利地震谈起



---End---

智能设计平台网站

AIstructure2023:从智能设计云平台到AIstructure-Copilot



相关研究

学术会议通知

  • 第六届OpenSees Days学术会议二号通知


学术报告视频

  1. 《从基于模拟的结构设计到基于人工智能的结构设计》学术报告视频

  2. 混凝土结构的智能设计和对专业教学的思考》学术报告视频

  3. 《基于数字孪生的城市防灾减灾研究》学术报告视频

  4. 《地震巨灾情景构建》科普报告视频

  5. 《城市抗震弹塑性分析及其在情景构建与地震应急中的应用》学术报告视频


专著

  1. 英文版《工程地震灾变模拟:从高层建筑到城市区域(第2版)》出版

  2. 专著《城市抗震弹塑性分析》出版


人工智能与机器学习

---结构智能设计

  1. 新论文:AIstructure-Copilot的技术实现细节

  2. ai-structure.com 剪力墙结构生成式智能设计系统内测邀请

  3. 拓扑-模式-尺寸三层次的优化改进AI结构设计 | 新论文:基于规则学习与编码的剪力墙智能设计优化

  4. 新论文:剪力墙结构的GNN梁布置智能设计

  5. 新综述论文:建筑结构的生成式智能设计方法研究进展

  6. 如何更好的融合基于模拟的设计和基于人工智能的设计

  7. 左右互搏大 法 | 新论文及发明专利:基于结构优化和半监督学习方法提升AI设计效果

  8. 揭秘:图神经网络如何精细考虑抗震设计条件影响?| 新论文:设计条件嵌入GNN的剪力墙布置智能设计方法

  9. 揭秘:AI如何做到1秒内算出用钢量?| 新论文:基于知识增强图神经网络的建筑结构材料用量评估方法

  10. 新论文:基于图神经网络的剪力墙布置人工智能设计方法

  11. 视频:建筑结构生成式智能设计在实际投标项目中的应用

  12. 除了剪力墙结构,AI能不能设计框架结构?| 论文和发明专利:基于图神经网络的框架梁智能化布置

  13. 老师划重点啦,AI工程师学会了么?| 新论文:注意力增强的剪力墙结构人工智能设计方法

  14. 新论文和发明专利 | 规则增强的框架-核心筒结构人工智能设计方法

  15. 新论文 | 剪力墙结构智能化生成式设计方法:从数据驱动到物理增强

  16. 简便高效的建筑结构AI设计系统 | 新论文:集成式智能生成设计系统及其在剪力墙结构上的应用

  17. 利用设计文本指导AI建筑结构设计 | 新论文及发明专利:融合文本和图像数据的建筑结构AI设计方法

  18. 新论文:面向自动合规审查的知识增强语义对齐和自动规则解译方法

  19. 新论文:融合自然语言处理与上下文无关文法的审图规则自动解译方法

  20. 新论文及发明专利 | 基于深度学习的楼盖结构智能化设计方法

  21. 新论文:面向建筑领域自然语言处理的领域语料库及预训练模型

  22. 用“图”和“图”来生成“图”?中文快不够用了 | 发明专利:多模态输入深度神经网络、框架结构梁柱设计方法及装置

  23. AI想做结构设计?它得先学结构力学!| 新论文及发明专利:物理增强的剪力墙结构智能化设计方法

  24. AI+PKPM | 给个建筑户型图,结构设计全自动

  25. 糟糕!结构高度从50m改为100m了。AI:5秒完成新结构方案 | 发明专利:融合文本和图像数据的建筑结构AI设计方法

  26. 揭秘人工智能设计剪力墙结构的科学原理 | 新论文:基于生成对抗网络的剪力墙结构设计方法

  27. 用人工智能进行结构方案设计| 发明专利:基于对抗生成网络的剪力墙结构布置方法

  28. 5分钟!从设计结构方案到完成计算书 | 人工智能设计剪力墙结构案例演示

  29. 新发明专利:一种将规范文本自动转为可计算逻辑规则的方法及系统


---其他土木工程领域人工智能研究

  1. 三个臭皮匠,顶个诸葛亮 | 新论文:用深度集成学习来智能构建滞回模型

  2. 新论文:结构响应行为预测的深度学习模型有N种,该怎么选?

  3. 新论文:智能建造研究进展综述—中国与发达国家的对比

  4. 新论文:基于单目视觉和深度学习位姿估计的结构三维位移测量

  5. 提升小样本下预测性能近一个数量级 新论文 |  神经网络响应时程预测中的迭代自迁移方法 (附数据集和程序)

  6. 新论文:使用深度学习超分辨率技术提升基于计算机视觉的位移测量精度    
  7. 新论文 | 基于深度学习的滞回模型如何拥有“误差自纠偏”能力?(附数据集和程序)

  8. 新论文 | 倾斜摄影点云+深度学习=城市风环境自动化模拟

  9. 新论文 | 卷积神经网络 + 小波时频图:基于地震动时频域特征的震害评估新方法

  10. 他山之石可以攻玉 | 新论文:基于深度迁移学习的结构地震响应识别

  11. 新论文:为提升AI振动识别效果,小波、HHT、MFCC、CNN、LSTM我们都试一试

  12. 如何将地震破坏力评估加速1500倍?| 新论文:基于LSTM的地震破坏力实时评估

  13. 新论文:基于机器学习方法的多元地震动强度指标比选与实时震害预测

  14. 新论文:给振动信号拍个照,可以提升振动控制效果!

  15. 这栋楼是什么结构的,元芳,你怎么看?——大人,时代变了!|新论文:使用机器学习方法预测城市建筑结构类型

  16. 新论文:基于无人机与深度学习的建筑震害评估方法

    新论文:无人机+机器学习+城市弹塑性分析=震后近实时损失预测


城市灾害模拟与韧性城市

  1. 综述论文:城市密集建筑区新型地震次生灾害研究进展

  2. 灾后如何最优化恢复?新论文:基于多智能体强化学习的韧性社区灾后恢复决策支持模型

  3. 新论文:通过网格多路径建模优化的基于机器视觉建筑结构振动识别方法

  4. 上班的电梯好挤啊,这时候地震了怎么办?| 新论文:地震下电梯被困人员评估

  5. 新论文:台风导致的港口运营中断对中国沿海地区造成的经济影响评估

  6. 新论文 | 基于相位的结构运动识别

  7. 新论文 | 复杂地形下场地-城市效应的振动台试验和数值模拟

  8. 新论文 | 传感器质量和密度对震后快速评估影响的成本效益分析

  9. 提升震害分析精度,更多数量 or 更高质量的加速度计? | 新论文:加速度计类型对地震动记录和震损评估的影响

  10. 新论文 | 基于倾斜摄影、深度学习和CFD的城市尺度窗户风损评估

  11. 新论文 | 强震台网密度对震害评估的影响

  12. 新论文:城市尺度树木风灾破坏近实时评估:方法框架及清华园案例应用

  13. 新论文:基于实测地震动的近实时地震滑坡预测方法(并附源程序)

  14. 新论文:基于实测地震记录的区域地震动场模拟方法

  15. 新论文:“场地-城市”效应对区域震害评估的定量影响分析

  16. 新论文:基于城市信息模型、并同时适用于城市建筑群和单体重要建筑的多灾害模拟框架

  17. 新论文:台风风灾对港口运营的经济影响:以中国港口为例

  18. 新论文:基于BIM与虚拟现实的建筑震后火灾救援场景模拟

  19. 新论文:社区地震安全韧性评估系统及社区应用示范

  20. 新论文:武汉火神山医院病房有害气体的高空排放设计和分析

  21. 新论文:主余震作用下区域建筑震害预测方法

  22. 新论文:城市抗震弹塑性分析的开源框架

  23. 新论文:考虑劳动力资源约束的城市尺度建筑抗震韧性模拟和震后维修规划

  24. 新论文:结合BIM和FEMA P-58的建筑地震损失预测方法

  25. 新论文:扔砖头、跳盒子,这也是做科学试验哦!| 地震次生坠物情境中的人员疏散模拟

  26. 综述:城市抗震弹塑性分析及其工程应用

  27. 新论文:适用于多LOD BIM的建筑地震损失评估

  28. 新论文:城市建筑群多LOD震害模拟及北京CBD算例

  29. 美国NSF SimCenter+清华城市弹塑性分析=旧金山184万建筑地震模拟

  30. 新论文:BIM+新一代性能化设计=喷淋系统破坏后的地震次生火灾模拟

  31. 新论文:村镇建筑群火灾蔓延模拟与案例

  32. 新论文:建设地震韧性城市所面临的挑战

  33. 新论文:烈焰焚城 | 地震次生火灾的精细化和高真实感模拟

  34. 新论文:城市韧性——基于“三度空间下系统的系统”的思考

  35. 新论文:城市抗震弹塑性分析中如何确定高层建筑的损伤程度?


高性能结构与防倒塌

  1. 转载:抗震性能化专题Ⅶ | 陆新征等,建筑结构防地震倒塌性能设计

  2. 新论文:带可更换脚部件装配式RC剪力墙试验研究

  3. 新论文:面向多层RC框架的连续倒塌易损性简化评估方法

  4. 新论文 | 一致阻尼模型在OpenSees中的实现(附程序与说明)

  5. 新阻尼模型论文 | 频域分布任性变,开源程序免费领

  6. 新论文:中柱节点向上和向下冲剪破坏引起的板柱子结构连续倒塌研究

  7. 新论文:有限元携手物理引擎,倒塌模拟新思路

  8. 新论文:美国佛罗里达公寓大楼倒塌的初步分析和讨论

  9. 综述论文:建筑结构抗震“体系能力设计法”综述

  10. 新论文:不同钢筋构造对RC板柱节点冲剪破坏后性能的加强作用

  11. 新论文:地震-连续倒塌综合韧性防御超高层体系

  12. 新论文:基于数字孪生的强震下大跨斜拉桥倒塌易损性评估

  13. 新论文丨不同冲剪方向下板柱节点抗倒塌性能研究

  14. 新论文:大跨斜拉桥的非线性模型更新及倒塌预测

  15. 新论文:新一代地震-连续倒塌综合防御组合框架——综合韧性防御组合框架

  16. 新论文:中柱失效后混凝土板柱结构承载性能影响因素研究

  17. 新论文:不同冲剪方向下板柱节点抗倒塌性能研究

  18. 新论文:次边缘柱失效后钢筋混凝土平面框架连续倒塌承载力的试验分析和计算评估

  19. 新论文:基于集群计算的大跨斜拉桥精细有限元模型更新

  20. 新论文:钢筋混凝土板柱节点冲切及冲切破坏后行为的数值模拟

  21. 新论文:边柱以及边中柱失效后平板结构连续倒塌行为试验研究

  22. 新论文:抗震&防连续倒塌:一种新型构造措施

  23. 新论文:混凝土梁柱子结构连续倒塌动力效应的试验研究

  24. 层间位移角判别准则不适用于剪力墙,怎么办?|新论文:基于曲率的剪力墙损伤评估方法

  25. 新论文:地震-连续倒塌综合防御组合框架结构体系研究

  26. 新论文:改变框架-核心筒结构剪力调整策略对其抗震性能影响的研究

  27. 新论文:新型地震和连续倒塌综合防御韧性PC框架承载力计算方法

  28. 新论文:角柱失效后平板结构连续倒塌行为实验研究

  29. 新论文:受折纸启发的可更换承载-耗能双功能耗能器

  30. 新综述论文:21世纪建筑结构连续倒塌和鲁棒性的研究和实践

  31. 新论文:中柱失效后板柱结构连续倒塌传力机理研究

  32. 新论文:一根钢筋混凝土梁,承载力你能算对么?| 梁的压拱效应计算方法

  33. 新论文:这个混凝土框架能抗震,能防连续倒塌,还功能可恢复,您不进来看看么?

  34. 新论文:一个好汉三个帮|带端部阻尼器伸臂桁架的抗震性能试验研究

  35. 新论文:防屈曲支撑伸臂桁架?几个“狗骨头”可少不了!

  36. 新论文:考虑楼板影响的钢筋混凝土框架边柱连续倒塌试验

  37. 新论文:提高地震荷载分项系数,抗震安全性提高了多少?

  38. 新论文:采用减振子结构来控制超高层建筑的地震楼面加速度

  39. 新论文:500m级超高层建筑简化模型及其在结构体系对比中的应用

  40. 课题组2015年的论文:超高层建筑火灾结构安全分析

  41. 606m 超高层建筑OpenSees模型







    来源:陆新征课题组
    ACT振动非线性化学建筑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:2024-05-04
    最近编辑:6月前
    地震那些事
    博士 抗震防灾数值模拟仿真
    获赞 44粉丝 56文章 558课程 0
    点赞
    收藏
    未登录
    还没有评论
    课程
    培训
    服务
    行家
    VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
    下载APP
    联系我们
    帮助与反馈