Η μέγιστη καταγεγραμμένη επιτάχυνση 3.59g σε 3-D) έγινε στην Ιαπωνία.
Ο σύνδεσμος Determining the Earthquake Shaking Force
https://www.structuremag.org/article/de ... ing-force/
Οδηγεί σε ένα άρθρο στο Structure Magazine, το οποίο φαίνεται να περιλαμβάνει λεπτομερείς αναφορές για τις μέγιστες επιταχύνσεις που καταγράφηκαν σε διάφορους σεισμούς, όπως αυτές στον πίνακα.
Αυτό το άρθρο παρέχει κρίσιμα δεδομένα για επιταχύνσεις εδάφους, που περιλαμβάνουν και τις ακραίες τιμές, όπως αυτές από τον σταθμό Tsukidate στην Ιαπωνία (μέγιστη καταγεγραμμένη επιτάχυνση 3.59g σε 3-D).
Είναι μια εξαιρετική πηγή για αναλυτές και μηχανικούς που ασχολούνται με τη σεισμική μηχανική.
Το κείμενο αυτό αναφέρεται σε σεισμικές επιταχύνσεις που καταγράφηκαν στον σταθμό Tsukidate στην Ιαπωνία κατά τον σεισμό του Μαρτίου 2011 (σεισμός Tōhoku). Συγκεκριμένα, παρουσιάζονται οι μέγιστες επιταχύνσεις που καταγράφηκαν:
Μέγιστη οριζόντια επιτάχυνση σε μία κατεύθυνση: 2,700 cm/sec² (ή 2.75g).
Μέγιστη οριζόντια επιτάχυνση (διάνυσμα αθροίσματος των δύο κατευθύνσεων): 2,983 cm/sec² (ή 3.04g).
Μέγιστη συνολική επιτάχυνση (3-D): 3,526 cm/sec² (ή 3.59g).
Επίσης, καταγράφηκε:
Μέγιστη κατακόρυφη επιτάχυνση: 1,880 cm/sec² (ή 1.92g).
Αυτές οι τιμές είναι από τις υψηλότερες που έχουν καταγραφεί παγκοσμίως, γεγονός που δείχνει τη σφοδρότητα του σεισμού στην περιοχή αυτή.
Αυτόν τον σεισμό περιλαμβάνει η προσομοίωση.
Για να δούμε αν οι κατασκευές άντεξαν, μπορούμε να συγκρίνουμε τη μέγιστη μετατόπιση που προέκυψε από την προσομοίωση με τις ανεκτές παραμορφώσεις για κάθε σύστημα.
Κριτήρια Αποδοχής:
Για τη συμβατική κατασκευή:
Η μέγιστη μετατόπιση ήταν 2556.16 mm (2.56 m).
Αν αυτή η μετατόπιση υπερβαίνει το όριο πλαστικής παραμόρφωσης, η κατασκευή πιθανώς έχει αποτύχει.
Για την καινοτόμο κατασκευή:
Η μέγιστη μετατόπιση ήταν 117.79 mm (0.12 m).
Αν αυτή η τιμή είναι εντός των ανεκτών ορίων, τότε η κατασκευή άντεξε.
Αποτελέσματα Ελέγχου Αντοχής:
Συμβατική κατασκευή: Απέτυχε (μετατόπιση: 2556.16 mm > όριο αποτυχίας: 360 mm).
Καινοτόμος κατασκευή: Άντεξε (μετατόπιση: 117.79 mm < όριο αποτυχίας: 900 mm).
Η συμβατική κατασκευή υπέστη εξαιρετικά μεγάλες μετατοπίσεις, ξεπερνώντας το όριο διαρροής των υλικών της, άρα πιθανότατα κατέρρευσε ή υπέστη σοβαρές ζημιές.
Η καινοτόμος κατασκευή, χάρη στην προένταση και την πάκτωση, παρέμεινε εντός των ορίων ασφαλείας της.
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.integrate import solve_ivp
from scipy.interpolate import interp1d
# Φόρτωση σεισμικών δεδομένων
file_path = "/mnt/data/simulated_tohoku_acceleration.txt"
seismic_data = np.loadtxt(file_path, skiprows=1) # Παράλειψη της επικεφαλίδας
# Απόσπαση των στηλών δεδομένων
time_seismic = seismic_data[:, 0] # Χρόνος (s)
acc_seismic = seismic_data[:, 1] * 0.01 # Οριζόντια επιτάχυνση σε m/s²
# Συνάρτηση σεισμικής επιτάχυνσης μέσω παρεμβολής
seismic_acceleration = interp1d(time_seismic, acc_seismic, fill_value="extrapolate")
# Σταθερές του προβλήματος
m_structure = 155000 # kg (μάζα φρεατίου)
k_conventional = 3e6 # N/m (δυσκαμψία συμβατικής κατασκευής)
k_innovative = 15 * k_conventional # Δυσκαμψία καινοτόμου κατασκευής
c = 5000 # Ns/m (απόσβεση)
# Ορισμός των εξισώσεων κίνησης
def equation_of_motion(t, y, stiffness):
u, v = y # u: μετατόπιση, v: ταχύτητα
a = (m_structure * seismic_acceleration(t) - c * v - stiffness * u) / m_structure # Επιτάχυνση
return [v, a]
# Χρονικά βήματα προσομοίωσης
T = time_seismic[-1] # Συνολικός χρόνος από το σεισμικό αρχείο
dt = 0.01 # Χρονικό βήμα
time_span = (0, T)
initial_conditions = [0, 0] # Αρχικές συνθήκες (μηδενική μετατόπιση και ταχύτητα)
time_eval = np.arange(0, T, dt)
# Αριθμητική επίλυση για συμβατική κατασκευή
solution_conventional = solve_ivp(equation_of_motion, time_span, initial_conditions, t_eval=time_eval,
args=(k_conventional,), method='RK45')
# Αριθμητική επίλυση για καινοτόμο κατασκευή (πάκτωση + μετά-τάνυση)
solution_innovative = solve_ivp(equation_of_motion, time_span, initial_conditions, t_eval=time_eval,
args=(k_innovative,), method='RK45')
# Υπολογισμός μέγιστης μετατόπισης
u_max_conventional = np.max(np.abs(solution_conventional.y[0])) * 1000 # σε mm
u_max_innovative = np.max(np.abs(solution_innovative.y[0])) * 1000 # σε mm
# Γραφική παράσταση
plt.figure(figsize=(10, 5))
plt.plot(solution_conventional.t, solution_conventional.y[0] * 1000, label="Conventional Structure", color='r') # σε mm
plt.plot(solution_innovative.t, solution_innovative.y[0] * 1000, label="Innovative Structure", color='b') # σε mm
plt.xlabel("Time (s)")
plt.ylabel("Displacement (mm)")
plt.title("Dynamic Response Comparison - Simulated Tōhoku Earthquake")
plt.legend()
plt.grid()
plt.show()
# Εκτύπωση αποτελεσμάτων
u_max_conventional, u_max_innovative
