2018年2月6日 台湾花蓮地震におけるパルス性地震動の分析

2018年3月15日京都大学 林 康裕、杉野未奈

国立高雄科技大学 郭 耕杖

1) Central Weather Bureau：https://scweb.cwb.gov.tw/GraphicContent.aspx?ItemId=51&loc=en&fileString=20180206235042600222) Central Weather Bureau ： http://gdms.cwb.gov.tw/index.php3) GADM database：http://www.gadm.org/ ※作図に使用

◆地震諸元1)

発生時刻：2018年2月6日23:50頃(GMT+08:00)

震央：24.14N, 121.69E深さ：10.0km規模： ML= 6.0

◆観測記録2)

Central Weather Bureau(中央氣象局)の記録を使用※用いた観測点を左図に示す

◆分析内容・パルス性地震動の特性値の分析・性能等価加速度応答スペクトル

を用いた建物応答の推定

概要

2//2cos3//2//2exp 20 ggggp kTtTkkTtTVty

k:波数(継続時間) Tg:調和波の周期Vp:速度振幅

ガウス関数 調和波

Tg

速度波形k=3

Vp

パルス性地震動の特性化

のみを用いて、周期・振幅・振幅継続時間に関する３つの特性値を自動的に決定

• 擬似速度応答スペクトル

• 瞬間入力、総入力エネルギースペクトル

0

100

200

300

400

500

1 10

pS v (cm

/s)

Period (s)

h=0.05

0

100

200

300

400

500

1 10

総入力エネルギーVall

瞬間入力エネルギーVei

V all, V

ei (c

m/s

)

Period (s)

h=0.10

Tp

pSvmax

Tp

Vall

Vei

Rv0=Vei / Vall

)27.1(/ 590.0max kSV vpp

)07.496.4exp( 0vRk

)}744.0exp(1/{ kTT pg

【算定例 (HWA019 EW) 】

【杉野ほか(2017)4)による特性化】

特性化した速度波形

観測特性化

擬似速度応答スペクトル エネルギースペクトル 速度波形

4) 杉野未奈, 村瀬詩織, 大村早紀, 林 康裕 : 2016年熊本地震で観測されたパルス性地震動の簡易特性化, 日本建築学会大会学術講演梗概集, 2017.8.

震央周辺

N

5) Open Street Map：https://www.openstreetmap.org/ ※作図に使用

別頁にて分析

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv (h=0.05)赤：NS 、青：EW

実線：観測、点線：特性化

N

米崙断層周辺

N

6) Central Geological Survey：https://www.moeacgs.gov.tw/info/view.jsp?info=980

文献6)

拡大

倒壊RC造建物7)

N

7) National Center for Research on Earthquake Engineering ：https://www.ncree.org/EarthquakeInfo/20180206/HualianEqTW_V7.2.pdf

米崙断層

雲門翠堤大樓(12階)

統帥大飯店(11階)

國盛六街民宅(11階)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

速度波形赤：NS 、青：EW

実線：観測、点線：特性化

Vel.

(cm

/s)

Vel.

(cm

/s)

N

米崙断層

※速度(観測)は、周期20秒、減衰定数0.707の1自由度系の応答として算出。開始時刻は統一していない。

pSv (h=0.05)赤：NS 、青：EW

実線：観測、点線：特性化

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

pSv

(cm

/s)

N

米崙断層

NSEW

PGA303

205

275 253

204 187

単位:cm/s2

199 248

253 216

198 279 336

230

197 314

220 316

219 317

421 387

203 209 244 289

262 250

281 280

N

PGV6332

34 27

6178

7953

82 45

68 58 90 95

72

121

52

97

55 154

76110

7092

71 80

74 87 62 63

単位:cm/s

NSEW

N

Vp(特性化結果)

単位:cm/s

NSEW

23 10

35 22

86 71

63 48

104

37 78 54

71 69

45

105

52 118

86 118

73 86

79 74

26 79

49 72

57 29

N

Tp(特性化結果)

3.92.7

NSEW

0.6 0.6

1.2 1.8

3.2 2.1

3.2

1.7

2.1 1.7

2.4 1.6

2.3 2.3

3.1 2.7

3.2 2.6

3.0 2.8

4.3

2.7

1.8 3.3

2.2

3.5 1.9

3.6

単位:s

N

k(特性化結果)NSEW

13.0 15.2

2.1

6.7

1.6 6.3

4.1

7.5

2.9 3.9

6.1 7.4

4.1 4.8

5.5 3.5

2.8

7.0

4.6 3.6 1.6 4.1

1.9 3.3

9.3 3.4

2.4 4.0

6.4 4.2

N

過去の地震動との比較(擬似速度応答スペクトル)

0

100

200

300

400

500

1 10

pS v (cm

/s)

Period (s)

h=0.05

2018花蓮地震・HWA019(EW)

1995兵庫県南部地震・JR鷹取(NS)

2016熊本地震・西原村小森(EW)

1999集集地震・TCU068(EW)

0

500

1000

1500

2000

2500

1 10

S a, Sae

(cm

/s2 )

Period (s)

5階

10階15階

20階

150 120100

8065

5030

20

1510

1/R

最大応答の推定(RC造)

2018花蓮地震・HWA019(EW)

1995兵庫県南部地震・JR鷹取(NS)

2016熊本地震・西原村小森(EW)

1999集集地震・TCU068(EW)

10) 林康裕 : 性能等価応答スペクトルに基づく建築物の地震荷重評価, 2002年日本地震工学シンポジウム, pp.651-656, 2002.11.

性能等価加速度応答スペクトルSaeは文献10)と同様に算定

※Rは等価1自由度系の

最大応答変形角

加速度低減率はパルス性地震動あることを考慮してFh=1.5/(1+h)

2018花蓮地震・HWA019(EW)

1995兵庫県南部地震・JR鷹取(NS)

2016熊本地震・西原村小森(EW)

1999集集地震・TCU068(EW)

0

500

1000

1500

2000

2500

1 10

S a, Sae

(cm

/s2 )

Period (s)

0.70.5

0.310065 50 30 201510

1/R

0.1

7 5C

y

最大応答の推定(伝統木造)

性能等価加速度応答スペクトルSaeは文献10)と同様に算定

※Rは等価1自由度系の

最大応答変形角

加速度低減率はパルス性地震動あることを考慮してFh=1.5/(1+h)

まとめ

2018年2月6日に発生した花蓮地震は、断層近傍において大振幅パルス性地震動が高密度で観測された特筆すべき地震であった。

米崙断層の近傍では、地震動のパルス周期が方向により異なっていた。また、パルス周期は2~4秒程度であった。

観測された地震動は、応答スペクトルを用いた分析より、10階以上のRC造建物で被害が大きくなる傾向が確認された。