基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法技术

本发明专利技术公开一种基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法，首先通过网页读取发震时间、发震地点、地震震级、震源深度、震源破裂方向等信息；再获取目标建筑位置及震中距，引入震源深度对传统地震烈度衰减关系模型进行校正，得出震源深度简化折减模型，根据地震烈度衰减关系系数，快速计算目标建筑的地表地震烈度；接着结合楼层放大系数公式和仪器烈度计算公式，推导出不同楼层地震烈度的计算公式并通过该公式计算目标建筑不同楼层的地震烈度；最后参照地震烈度与地震震感及建筑影响的对照表，确定不同楼的层震感及可能的破坏情况。本发明专利技术考虑了震源深度、楼层位置对烈度的影响，提高地震烈度的准确性，克服了传统计算方带来的缺点。方带来的缺点。方带来的缺点。

【技术实现步骤摘要】
基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法


[0001]本专利技术涉及地震监测
，尤其涉及一种基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法。

技术介绍

[0002]地震烈度反映的是地震对地表破坏的程度，通常表现为地震在地面产生的实际影响，如人的感觉、器物反应的程度、房屋的损坏或破坏程度、地面景观的变化情况等。同一次地震只有一个震级数值，而烈度在同一次地震中却是“因地而异”的，它与地震的震源深度、所处位置与震中的距离(震中距)等因素有关。常用的地震烈度衰减关系，一般都未考虑到震源深度及楼层的影响。
[0003]目前在国内外大多数确定不同楼层地震烈度及震感采用的方法是在楼层部署强震仪观测或进行复杂数值模拟计算，仪器观测方法需要大量布设，成本高，在广大地区实施难度大，也难于为全国不同地区的大众提供震后行为指导方法以及提供依据。现有的计算方法数值复杂、模拟计算工作量大，若推广到成千上万的系统计算，所需的计算机资源庞大。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法，考虑了震源深度、楼层位置对烈度的影响，校正了传统地震烈度衰减关系模型，提高地震烈度在不同震源深度下的准确性，还推导出快速计算不同楼层地震烈度的计算公式，克服了传统数值观测及数值计算方法带来的“成本高、布设困难”、“计算复杂度高，难于推广”的缺点。
[0005]为达成上述目的，本专利技术提供一种基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法，包括以下步骤：r/>[0006]S1获取地震信息：对中国地震台网发布的地震速报目录信息进行时间比对并判断入库，读取地震的发震时间、发震地点(包括经纬度)、地震震级、震源深度、震源破裂方向；
[0007]S2计算地表烈度：获取目标建筑的经纬度坐标并与地震震中位置坐标确定震中距；引入震源深度对传统地震烈度衰减关系模型进行校正，得出震源深度简化折减模型，再根据不同构造分区的地震烈度衰减关系系数，快速计算目标建筑的地表地震烈度，所述震源深度简化折减模型为：
[0008]FGI＝A+B*M+C*lg(R+R0*(L+D)/E)
[0009]其中：FGI为地表地震烈度，M、R、L为震级、震中距及震源深度，A、B、C、D、E和R0为地震烈度衰减关系系数；
[0010]S3确定楼层地震烈度：利用建筑工程抗震楼层设计峰值加速度与地表峰值加速度的关系，以及中国地震烈度表仪器烈度与峰值加速度的定量关系，结合楼层放大系数公式和仪器烈度计算公式，推导出不同楼层地震烈度的计算公式并通过该计算公式计算目标建
筑不同楼层的地震烈度，推导出的楼层地震烈度的计算公式为：
[0011]PFI＝PGI+3.17lg(1+(f
‑
1)/F)
[0012]其中：PFI为楼层地震烈度，f为所在楼层位置，F为目标建筑总层数；
[0013]S4确定楼层震感：参照地震烈度与地震震感及建筑影响的对照表，确定不同楼的层震感及可能的破坏情况。
[0014]进一步，步骤S1还包括以下步骤：
[0015]S11、通过网页模式访问获取中国地震台网发布的地震速报目录信息，读取包括地震的发震时间、发震地点(包括经纬度)以及地震震级等信息；
[0016]S12、在正式速报的地震信息中获取地震震源深度信息，对于不包含震源深度信息的自动地震速报，选取已保存到本地地震目录数据库中发震地点10公里范围内以及震级差别在1级左右的地震震源深度，计算选取的震源深度的平均值为本次地震的参考震源深度；
[0017]S13、选用震源所处位置的潜在震源区的优势震源破裂方向，确定为本次地震的构造破裂方向，实现地震构造破裂方向的快速判定。
[0018]进一步，在步骤S1中，若中国地震台网发布的目录信息为新发地震信息，在获取所需地震信息后再将新发地震的所有信息录入数据库；若中国地震台网发布的报目录信息为历史地震信息，直接获取所需地震信息。
[0019]进一步，在步骤S2中，通过智能手机LBS系统获取目标建筑的经纬度坐标。
[0020]进一步，在步骤S2中，采用第五代地震区划图的构造区划分方法，确定不同分区的地震烈度衰减参数。
[0021]进一步，在步骤S3中，所述楼层响应放大系数为楼面峰值加速度与地面峰值加速度的比值，用于表征各楼层对地面运动加速度的放大作用，所述楼层地震烈度计算公式的推导过程如下：
[0022]参考我国建筑抗震规范(GB50011
‑
2010)提供的楼层放大系数公式如下：
[0023]PFA/PGA＝1+z/h
[0024]其中：PFA为楼面峰值加速度，PGA为地表峰值加速度，z为所在楼层高度，h为建筑总高；
[0025]参考《中国地震烈度表》(GB/T 17742—2020)中规定的仪器烈度计算方法，地震烈度I由下列定量关系计算：
[0026]I＝3.17*lgPGA+6.59
[0027]得出不同楼层位置的地震烈度PFI以及地表地震烈度FGI:
[0028]PFI＝3.17*lgPFA+6.59
[0029]PGI＝3.17*lgPGA+6.59
[0030]进而推导出：
[0031]PFI
‑
PGI＝3.17*lg(PFA/PGA)＝PGI+3.17*lg(1+z/h)
[0032]考虑到建筑每层楼层的高度相当，用楼层数计算楼层高度占建筑总高度的占比，得出最后计算不同楼层地震烈度PFI的公式：
[0033]PFI＝PGI+3.17lg(1+(f
‑
1)/F)
[0034]其中：f为所在楼层位置，F为目标建筑总层数。
[0035]采用上述方案后，本专利技术的有益效果在于：
[0036]1.本专利技术综合考虑了震源深度及楼层位置的影响，通过引入震源深度校正对传统地震烈度衰减关系模型，得出震源深度简化折减模型，提高地震烈度在不同震源深度下准确性；本专利技术还考虑到楼层的放大效应，推导出能够快速计算不同楼层位置的地震烈度，方法简单、计算效率高，便于实时运算，能够更好地为多层或高层建筑地震烈度及震感的确定提供快速计算方法；
[0037]2.本专利技术通过网页获取地震信息和目标建筑的信息就可计算目标建筑的地表地震烈度和不同楼层的地震烈度，不需要部署强震仪进行观测，克服了传统数值观测“成本高、布设困难”的缺点；
[0038]3.本专利技术只要计算出地表的地震烈度，就可以快速确定楼层位置的地震影响烈度，满足快速计算的需求，减少了不必要的复杂数值模拟过程，克服了传数值计算方法带来的“计算复杂度高，难于推广”的缺点；
[0039]4.本专利技术采用的烈度对应的震感和建筑影响情况的描述，能够更好地让社会大众理解，也为后续震后行为指导提供依据。
附图说明
[0040]图1为本专利技术计算方法的流程图；
[0041]图2为典型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法，其特征在于：包括以下步骤：S1获取地震信息：对中国地震台网发布的地震速报目录信息进行时间比对并判断入库，读取地震的发震时间、发震地点(包括经纬度)、地震震级、震源深度、震源破裂方向；S2计算地表烈度：获取目标建筑的经纬度坐标并与地震震中位置坐标确定震中距；引入震源深度对传统地震烈度衰减关系模型进行校正，得出震源深度简化折减模型，再根据不同构造分区的地震烈度衰减关系系数，快速计算目标建筑的地表地震烈度，所述震源深度简化折减模型为：FGI＝A+B*M+C*lg(R+R0*(L+D)/E)其中：FGI为地表地震烈度，M、R、L为震级、震中距及震源深度，A、B、C、D、E和R0为地震烈度衰减关系系数；S3确定楼层地震烈度：利用建筑工程抗震楼层设计峰值加速度与地表峰值加速度的关系，以及中国地震烈度表仪器烈度与峰值加速度的定量关系，结合楼层放大系数公式和仪器烈度计算公式，推导出不同楼层地震烈度的计算公式并通过该计算公式计算目标建筑不同楼层的地震烈度，推导出的楼层地震烈度的计算公式为：PFI＝PGI+3.17lg(1+(f
‑
1)/F)其中：PFI为楼层地震烈度，f为所在楼层位置，F为目标建筑总层数；S4确定楼层震感：参照地震烈度与地震震感及建筑影响的对照表，确定不同楼的层震感及可能的破坏情况。2.如权利要求1所述的一种基于震源深度快速计算楼层位置地震烈度及震感的方法，其特征在于：步骤S1还包括以下步骤：S11、通过网页模式访问获取中国地震台网发布的地震速报目录信息，读取包括地震的发震时间、发震地点(包括经纬度)以及地震震级等信息；S12、在正式速报的地震信息中获取地震震源深度信息，对于不包含震源深度信息的自动地震速报，选取已保存到本地地震目录数据库中发震地点10公里范围内以及震级差别在1级左右的地震震源深度，计算选取的震源深度的平均值为本次地震的参考震源深度；S13、选用震源所处位置的潜在震源区的优势震源破裂方向，确定为本次地震的构造破裂方向，实...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡宗文，廖丽霞，郑黎辉，赵永安，黄晓华，杨婕，危福泉，
申请(专利权)人：福建省地震局，
类型：发明
国别省市：