เครื่องประมาณ PGA
Estimate Peak Ground Acceleration at your location for a given earthquake scenario.
Calculationค่าความเร่งสูงสุดของพื้นดิน (PGA) คืออะไร?
ค่าความเร่งสูงสุดของพื้นดิน (PGA) คือความเร่งสูงสุดที่ผิวโลกรับรู้ระหว่างแผ่นดินไหว วัดเป็นสัดส่วนของความเร่งโน้มถ่วง (g = 9.81 ม./วินาที²) เป็นหนึ่งในพารามิเตอร์ที่สำคัญที่สุดในวิศวกรรมแผ่นดินไหวเพราะเกี่ยวข้องโดยตรงกับแรงที่อาคารและโครงสร้างพื้นฐานต้องรับ PGA 0.1g หมายความว่าพื้นดินเร่งที่ 10% ของแรงโน้มถ่วง — เพียงพอที่จะรู้สึกได้แรงและก่อให้เกิดความเสียหายเล็กน้อย ที่ 0.5g ความเร่งเท่ากับครึ่งหนึ่งของแรงโน้มถ่วง และความเสียหายโครงสร้างต่ออาคารที่ออกแบบดีมีแนวโน้มเกิดขึ้น PGA สูงสุดที่บันทึกได้คือ 2.7g ระหว่างแผ่นดินไหวโทโฮกุปี 2011 ในญี่ปุ่น
สมการทำนายการเคลื่อนที่ของพื้นดิน (GMPEs) หรือเรียกว่าความสัมพันธ์การลดทอน เป็นแบบจำลองเชิงประจักษ์ที่ประมาณ PGA ตามขนาดแผ่นดินไหว ระยะทางจากรอยเลื่อน ความลึก และสภาพสถานที่ เครื่องมือนี้ใช้ GMPE แบบง่ายเพื่อให้การประมาณเชิงการศึกษา การวิเคราะห์อันตรายแผ่นดินไหวระดับมืออาชีพใช้ GMPEs หลายตัวและคำนึงถึงความไม่แน่นอนผ่านต้นไม้ตรรกะ สภาพสถานที่มีความสำคัญมาก — ดินอ่อนสามารถขยาย PGA ได้ 2-3 เท่าเมื่อเทียบกับหินฐาน ปรากฏการณ์ที่ถูกกำหนดโดยตัวคูณขยายสถานที่ในกฎหมายอาคารเช่น ASCE 7 และ Eurocode 8
PGA กับการออกแบบโครงสร้าง
- กฎหมายอาคารกำหนดค่า PGA ฐานการออกแบบ: โครงสร้างต้องต้านทานความเร่งของพื้นดินระดับหนึ่งโดยไม่พังทลาย ในเขตแผ่นดินไหวสูง มักอยู่ที่ 0.3-0.4g
- PGA เพียงอย่างเดียวไม่สามารถอธิบายความรุนแรงของการเคลื่อนที่ของพื้นดินได้ครบถ้วน — ระยะเวลาและเนื้อหาความถี่ก็มีความสำคัญ พัลส์สั้นของ PGA สูงอาจสร้างความเสียหายน้อยกว่าแรงสั่นปานกลางที่ยาวนาน
- การจำแนกสถานที่ (A ถึง F ใน ASCE 7) มีผลต่อสเปกตรัมการออกแบบ: สถานที่ดินอ่อน (คลาส D/E) ต้องการแรงออกแบบที่สูงกว่าเนื่องจากผลการขยาย
- แผนที่อันตรายแผ่นดินไหว เช่นที่ผลิตโดย USGS และ GSHAP แสดงค่า PGA ที่มีความน่าจะเป็น 10% ที่จะเกินค่าใน 50 ปี — มาตรฐานอ้างอิงสำหรับกฎหมายอาคาร
การใช้งานทั่วไป
- ประมาณระดับการสั่นสะเทือนของพื้นดินที่ตำแหน่งเฉพาะสำหรับสถานการณ์แผ่นดินไหวสมมติ
- ทำความเข้าใจว่าระยะทางและสภาพดินมีผลต่อความเร่งของพื้นดินอย่างไร
- เปรียบเทียบ PGA โดยประมาณกับข้อกำหนดกฎหมายอาคารเพื่อประเมินความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น
- การสาธิตเชิงการศึกษาเกี่ยวกับการลดทอนแผ่นดินไหวและผลการขยายสถานที่
How to Use
-
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.
-
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.
-
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.