תאוצה ספקטרלית
תאוצה ספקטרלית (SA) (באנגלית: Spectral acceleration (SA)) היא יחידה הנמדדת ב-g (התאוצה הנובעת מכוח הכבידה של כדור הארץ, שווה ערך לכוח g) מתארת את התאוצה המרבית ברעידת אדמה על עצם – במיוחד מתנד דחוס והרמוני שנע בממד פיזי אחד. ניתן למדוד זאת בתדרי תנודה שונים, או לציין עבור תדרי תנודה שונים, ועם דרגות שיכוך שונות, אם כי נהוג ליישם שיכוך של 5%[1]. ניתן לשרטט את ה-SA בתדרים שונים, כדי ליצור ספקטרום תגובה.
תאוצת הקרקע המקסימלית היא מה שחווה חלקיק על הקרקע, ותאוצה ספקטרלית היא בערך מה שחווה בניין, כפי שעוצב על ידי מסת חלקיקים על מוט אנכי חסר מסה, בעל אותו זמן מחזור של רטט כמו הבניין.
תאוצה ספקטרלית, עם ערך תדר הקשור לתדירות העצמית של הרטט של הבניין, משמשת בהנדסת רעידת אדמה, ונותנת קירוב קרוב יותר לתנועת בניין או מבנה אחר ברעידת אדמה, מאשר ערך תאוצת הקרקע המקסימלית[1][2], למרות שבדרך כלל יש מתאם בין זמן מחזור קצר של תאוצה ספקטרלית, לתאוצת קרקע מקסימלית[2].
כמה מפות סיכונים סיסמיות מופקות גם באמצעות תאוצה ספקטרלית.
במדידות שמתבצעות לבדיקת תגובת אתר סייסמית, בדרך כלל לפני בניית מבנה מיוחד או רגיש, התוצר הסופי המתקבל הוא עקומת תאוצות ספקטרלית הצפויות באתר, מול עקומת התקן המחייב לבנייה עמידה בפני רעידות אדמה. ככל שעקומת התאוצה הספקטראלית הצפויה באתר תהיה מתחת לעקומת התקן, המצב תקין, ובנייה על פי התקן תיתן מענה למקרה של רעידת אדמה שכנגדה יש לבנות המבנה על פי חוק. אם עקומת התאוצה הספקטרלית באתר או חלקה יופיעו מעל לעקומת התקן, הרי שבנייה על פי התקן לא תיתן מענה, וצריך יהיה לתכנן בעבור התדרים הרלוונטיים תכנון מחמיר בהתאם[3][4]. ראו דוגמה היפותטית משמאל:
בדוגמה זו שני אתרים: באתר אחד תשתית סלע צפוף (למשל דולומיט או גרניט), שהוא בעל העקומה השטוחה לאמור: שתאוצות הקרקע המתקיימות בו נמוכות מאד, במקרה זה פחות מ-0.1g. באתר בשני תשתית סלע רך שלה העקומה התלולה שיוצרים הגלים הסייסמיים בזמן מחזור של 2 שניות (0.5 הרץ), ומגיעים לתאוצות קרקע של 0.8g. מולם ניצבת עקומת התקן, שמחייבת לבנות את המבנה כך שיעמוד בתאוצות הקרקע שמסמנת עקומת התקן, בחתך התדרים השונים. כל אימת שהעקומה הספקטרלית של אתר ממוקמת גבוה מהעקומה של התקן, משמעו שבנייה על פי התקן לא תספיק בעת רעידת אדמה בגודל שהתקן מחייב לבנות כנגדה, ולהפך, כל אימת שעקומת התקן מעל עקומת האתר, המצב תקין.
הערות שוליים
[עריכת קוד מקור | עריכה]- ^ 1 2 California-Transportation Geotechnical Manual, p.1, Department of Transportaion, California
- ^ 1 2 What is spectral acceleration (SA)?, U.S.G.S.
- ^ Zaslavski, Y., Shapira, A., Leonov, J., 1998. Topography Effects and Seismic Hazard Assesment at Mt. Massada (Dead Sea). G.I.I., Report No. 522/62/98: 12p
- ^ Zaslavski, Y., Shapira, A., Leonov, J., 2003. Empirical evaluation of site effects by means of H/V spectral ratios at the locations of strong motion accelerometers in Israel. Journal of Earthquake Engineering 7: pp. 655-677