某新型民用地震預(yù)警器的試驗(yàn)研究及優(yōu)化布設(shè).pdf

1、本文從地震預(yù)警的基本原理、模式以及地震預(yù)警系統(tǒng)的研究狀況出發(fā)，提出兩種某新型民用地震預(yù)警器的設(shè)計(jì)構(gòu)想，并介紹其設(shè)計(jì)原理。根據(jù)設(shè)計(jì)方案制作某新型民用地震預(yù)警樣機(jī)并對其性能進(jìn)行試驗(yàn)研究。探討某新型民用地震預(yù)警器中的震相識(shí)別理論，同時(shí)通過建立有限元模型對地震預(yù)警器在建筑結(jié)構(gòu)中的布設(shè)位置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　1.根據(jù)地震預(yù)警器的設(shè)計(jì)背景提出兩種設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)目標(biāo)一為單臺(tái)獨(dú)立實(shí)時(shí)地震預(yù)警器，設(shè)計(jì)目標(biāo)二為多臺(tái)無線實(shí)時(shí)地震

2、預(yù)警器。針對兩種設(shè)計(jì)目標(biāo)制定總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體技術(shù)方案和具體實(shí)施方式。采用地震動(dòng)值預(yù)警作為地震預(yù)警器的地震預(yù)警方式。設(shè)計(jì)思路及實(shí)施方案證明兩種預(yù)警器具有設(shè)計(jì)簡單易懂、適用性強(qiáng)及易于推廣等優(yōu)點(diǎn)。因此，本文設(shè)計(jì)的某新型民用預(yù)警器適用于民用地震預(yù)警。
　　2.針對單臺(tái)獨(dú)立實(shí)時(shí)地震預(yù)警器的樣機(jī)進(jìn)行各方面的性能測試，尋找結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的不足并對試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行改進(jìn)和完善。根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果可得出如下結(jié)論:(a)在地震波下，樣機(jī)報(bào)警能力強(qiáng);(b)在

3、非地震波下未發(fā)生誤報(bào)警，樣機(jī)抗干擾、防誤報(bào)能力強(qiáng);(c)在不同峰值加速度的地震波作用下，檔位設(shè)定模塊的四個(gè)檔位調(diào)節(jié)器件均按設(shè)定的加速度值準(zhǔn)確地報(bào)警，檔位加速度值設(shè)定準(zhǔn)確性高、靈敏性強(qiáng);(d)樣機(jī)中各硬件在強(qiáng)震動(dòng)作用下，硬件系統(tǒng)穩(wěn)定性好、工作性能高。某新型地震預(yù)警器適用于民用地震預(yù)警的要求，可對其進(jìn)行推廣應(yīng)用。
　　3.介紹幾種常用的P波震相識(shí)別方法及原理，通過理論分析確定地震預(yù)警器中預(yù)警軟件的震相識(shí)別方法。選用長短時(shí)平均(STA/

4、LTA)法對實(shí)際地震波記錄進(jìn)行震相識(shí)別，該算法能夠快速判斷地震事件的發(fā)生，且震相識(shí)別結(jié)果合理。因此，本文設(shè)計(jì)目標(biāo)二的民用地震預(yù)警軟件中采用長短時(shí)平均(STA/LTA)法作為P波震相識(shí)別的方法。
　　4.預(yù)警器優(yōu)化布置方案主要考慮結(jié)構(gòu)每層的層間位移角（主要是反映框架結(jié)構(gòu)模型的合理性）和結(jié)構(gòu)每層的加速度峰值（反映框架結(jié)構(gòu)的最大地震反應(yīng)）兩個(gè)因素。利用SAP有限元分析軟件建立框架結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行有限元時(shí)程分析，根據(jù)輸出結(jié)果及數(shù)據(jù)分析得到如下