最大地動加速度推定器
Estimate Peak Ground Acceleration at your location for a given earthquake scenario.
Calculation最大地表加速度（PGA）とは？
最大地表加速度（PGA）は地震時に地表面で経験される最大加速度で、重力加速度（g = 9.81 m/s²）の割合として測定されます。建物やインフラが耐えなければならない力に直接関係するため、地震工学において最も重要なパラメータの一つです。PGA 0.1gは地面が重力の10%で加速したことを意味し、強く感じられ軽微な被害をもたらすのに十分です。0.5gでは加速度は重力の半分で、適切に設計された建物にも構造被害が生じる可能性があります。記録上最大のPGAは2011年の東北地方太平洋沖地震時の2.7gでした。
地震動予測式（GMPE、減衰関係式とも呼ばれる）は、地震のマグニチュード、断層からの距離、深さ、サイト条件に基づいてPGAを推定する経験的モデルです。このツールは教育目的の推定を提供するために簡略化されたGMPEを使用しています。専門的な地震ハザード解析では、複数のGMPEを使用し、ロジックツリーを通じて不確実性を考慮します。サイト条件は大きく影響します。軟弱地盤は岩盤と比較してPGAを2〜3倍に増幅する可能性があり、この現象はASCE 7やユーロコード8などの建築基準で定義されるサイト増幅係数で捉えられています。
PGAと構造設計
- 建築基準は設計基準PGA値を規定しています：構造物は崩壊なしに一定レベルの地表加速度に耐えなければなりません。高い地震帯では通常0.3〜0.4gです。
- PGAだけでは地震動の深刻さを完全に記述できません。継続時間と周波数成分も重要です。短時間の高PGAパルスは、長時間の中程度の揺れよりも被害が少ない場合があります。
- サイト分類（ASCE 7のAからF）は設計スペクトルに影響します：軟弱地盤サイト（クラスD/E）は増幅効果のためにより高い設計力が必要です。
- USGSやGSHAPが作成したような地震ハザードマップは、50年間で10%の超過確率のPGA値を示しています。これは建築基準の標準的な参照値です。
主な用途
- 想定地震シナリオにおける特定の場所での地震動レベルの推定。
- 距離と地盤条件が地表加速度にどのように影響するかの理解。
- 推定PGAを建築基準の要件と比較して潜在的な被害を評価すること。
- 地震減衰とサイト増幅効果の教育的デモンストレーション。
How to Use
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1
Define the Earthquake Scenario
Enter the earthquake magnitude (Mw), epicenter coordinates, and focal depth. For site-specific design purposes, you may also use a return period (e.g., 475-year) to retrieve the probabilistic PGA from the USGS seismic hazard map.
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2
Specify Your Site Location and Soil Class
Enter your coordinates and select your site soil class (A through F per ASCE 7 / Eurocode 8). Site class D (stiff soil, Vs30 = 180–360 m/s) is the reference class; softer soils amplify PGA, harder rock reduces it.
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3
Review the PGA Estimate and Design Implications
Read your estimated PGA in g-units and its corresponding approximate MMI intensity. The tool notes the relevant building code seismic design category (SDC) for US locations and the equivalent Eurocode 8 PGA design value.
About
Peak Ground Acceleration emerged as the primary seismic engineering parameter in the 1950s–60s when strong-motion accelerographs first became widely deployed following the 1940 El Centro earthquake (which produced the first complete accelerogram used in engineering, with PGA = 0.33g). PGA's appeal lies in its direct measurement from instruments, its physical intuition (how hard the ground shakes), and its correlation with observations from historical earthquakes. The USGS National Seismic Hazard Maps, first produced in the 1970s and updated through PSHA methodology, express seismic hazard primarily as PGA at specific probability levels.
However, PGA has known limitations as a sole damage predictor. It reflects high-frequency energy that governs rigid structural response but may not capture the damage potential for taller, more flexible structures sensitive to long-period energy. The 1985 Mexico City earthquake illustrated this dramatically: soft sediment resonance amplified long-period (2 second) waves while PGA on those same sediments was not extreme, yet mid-rise (8–15 story) buildings resonating at the site's natural period collapsed while shorter and taller buildings survived. This observation drove the adoption of design response spectra and, more recently, spectral acceleration at specific periods (Sa(1.0s), Sa(0.2s)) as primary design parameters in modern codes.
The emergence of broadband seismic networks and dense strong-motion arrays has dramatically expanded the observational database underpinning PGA prediction models. The Next Generation Attenuation (NGA) project, coordinated by PEER (Pacific Earthquake Engineering Research Center), compiled an international database of over 21,000 ground motion records from 600+ earthquakes to develop the NGA-West2 model suite—five independent GMPEs now used as the foundation of USGS hazard maps and incorporated into building codes in the US and internationally. These models explicitly account for magnitude, distance, depth, style of faulting, hanging wall effects, basin depth, and Vs30, providing PGA predictions with quantified uncertainty at any site worldwide.