某新型民用地震預(yù)警器的試驗研究及優(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)計構(gòu)想，并介紹其設(shè)計原理。根據(jù)設(shè)計方案制作某新型民用地震預(yù)警樣機并對其性能進行試驗研究。探討某新型民用地震預(yù)警器中的震相識別理論，同時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)位置進行優(yōu)化設(shè)計。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)計背景提出兩種設(shè)計目標(biāo)，設(shè)計目標(biāo)一為單臺獨立實時地震預(yù)警器，設(shè)計目標(biāo)二為多臺無線實時地震

2、預(yù)警器。針對兩種設(shè)計目標(biāo)制定總體結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體技術(shù)方案和具體實施方式。采用地震動值預(yù)警作為地震預(yù)警器的地震預(yù)警方式。設(shè)計思路及實施方案證明兩種預(yù)警器具有設(shè)計簡單易懂、適用性強及易于推廣等優(yōu)點。因此，本文設(shè)計的某新型民用預(yù)警器適用于民用地震預(yù)警。
　　2.針對單臺獨立實時地震預(yù)警器的樣機進行各方面的性能測試，尋找結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的不足并對試驗樣機進行改進和完善。根據(jù)試驗現(xiàn)象和結(jié)果可得出如下結(jié)論:(a)在地震波下，樣機報警能力強;(b)在

3、非地震波下未發(fā)生誤報警，樣機抗干擾、防誤報能力強;(c)在不同峰值加速度的地震波作用下，檔位設(shè)定模塊的四個檔位調(diào)節(jié)器件均按設(shè)定的加速度值準(zhǔn)確地報警，檔位加速度值設(shè)定準(zhǔn)確性高、靈敏性強;(d)樣機中各硬件在強震動作用下，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，可對其進行推廣應(yīng)用。
　　3.介紹幾種常用的P波震相識別方法及原理，通過理論分析確定地震預(yù)警器中預(yù)警軟件的震相識別方法。選用長短時平均(STA/

4、LTA)法對實際地震波記錄進行震相識別，該算法能夠快速判斷地震事件的發(fā)生，且震相識別結(jié)果合理。因此，本文設(shè)計目標(biāo)二的民用地震預(yù)警軟件中采用長短時平均(STA/LTA)法作為P波震相識別的方法。
　　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)）兩個因素。利用SAP有限元分析軟件建立框架結(jié)構(gòu)模型進行有限元時程分析，根據(jù)輸出結(jié)果及數(shù)據(jù)分析得到如下