Ước tính PGA
Estimate Peak Ground Acceleration at your location for a given earthquake scenario.
CalculationGia tốc nền cực đại (PGA) là gì?
Gia tốc nền cực đại (PGA) là gia tốc tối đa tại bề mặt Trái Đất trong một trận động đất, được đo dưới dạng phân số của gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s²). Đây là một trong những
Phương trình Dự đoán Chuyển động Nền (GMPE), còn gọi là quan hệ suy giảm, là các mô hình thực nghiệm ước tính PGA dựa trên cường độ động đất, khoảng cách từ đứt gãy, độ sâu và điều kiện vị trí
PGA và Thiết kế Kết cấu
- Quy chuẩn xây dựng quy định giá trị PGA thiết kế: các công trình phải chịu được một mức gia tốc nền nhất định mà không sụp đổ. Trong vùng địa chấn cao, giá trị này thường là 0,3–0,4g.
- Chỉ riêng PGA không mô tả đầy đủ mức độ nghiêm trọng của chuyển động nền — thời gian và nội dung tần số cũng quan trọng. Một xung ngắn PGA cao có thể ít gây thiệt hại hơn rung lắc vừa phải kéo dài.
- Phân loại vị trí (A đến F trong ASCE 7) ảnh hưởng đến phổ thiết kế: các vị trí đất mềm (Loại D/E) yêu cầu lực thiết kế cao hơn do hiệu ứng khuếch đại.
- Bản đồ nguy hiểm địa chấn, như do USGS và GSHAP sản xuất, hiển thị giá trị PGA với xác suất vượt quá 10% trong 50 năm — tham chiếu tiêu chuẩn cho quy chuẩn xây dựng.
Ứng dụng Phổ biến
- Ước tính mức độ rung chấn tại một địa điểm cụ thể cho một kịch bản động đất giả định.
- Hiểu cách khoảng cách và điều kiện đất ảnh hưởng đến gia tốc mặt đất.
- So sánh PGA ước tính với yêu cầu quy chuẩn xây dựng để đánh giá thiệt hại tiềm tàng.
- Trình diễn giáo dục về suy giảm địa chấn và hiệu ứng khuếch đại địa phương.
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.