抗震设计地震动参数与地震安全性评价的若干问题分析

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1、同济大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。签名：铱诅丽年3月届Et第1章绪论1．1引言地震是危及人民生命财产及破坏建筑设施的突发式自然灾害，大地震造成的人员伤亡及建筑严重损坏等大规模次生灾害，给国家、人民造成了巨大的损失。我国是一个多地震国家，地处

2、太平洋地震带和欧亚地震带两大地震带之间，地震活动具有频度高、强度大、震源浅和分布广的特点，地震灾害影响很大。从地震的分布来看，我国人口50万以上的大中城市绝大多数位于地震基本烈度为6度及6度以上的地区，半数以上的城市位于地震基本烈度为7度及7度以上的地区，面临着地震的严重威胁。五十多年来，强烈地震给人民生命财产和国家经济建设造成了巨大的损失。从震害调查的资料分析，造成地震灾害和人员伤亡的主要原因是由建筑物的倒塌引起的，地震动是引起地震灾害的主要原因。如何合理有效地确定设防地震动，从而有效控制和抵御灾难性大地震的损失，成为了工程地震必

3、须要解决的首要问题。1．2一般工业与民用建筑的抗震设防标准与抗震设计反应谱建筑物要抵御地震，减小地震带来的损失，必须有对应的抗震设防标准。抗震设防标准以期望建筑物在地震作用下的表现满足一定的要求为目的。对一般工业与民用建筑来说，抗震设计规范和地震区划图规定了建筑物必须满足的抗震性能水准，是抗震设防的依据。我国从1959年提出第一个抗震设计规范草案以后，直至U1974年才正式批准第一个抗震规范《工业与民用建筑抗震设计规范TJll．74》出版。此后每过10年左右进行一次新规范的修订，这就是后来的1989规范及现在的2001规范。从89规

4、范开始，我国提出三级设防原则：“小震不坏、中震可修、大震不倒"。11]艮0要求所设计的工程在常遇的小震下，工程基本无损，无需修理即可继续使用；在难得一遇的中震下，经修理后仍可继续使用；而在不大可能遭遇的大震下，第1章绪论可以容许工程破坏，但仍不倒塌，以保证人身安全。与小、中、大震的地震动相应的超越概率分别为50年内63．2％、10％、2-3％，IiP50年、475年、和1642～2475年一遇的地震动。美国的抗震工作开展较早，是世界上在结构设计规范中写入抗震条款最早的国家之一。它的抗震规范从二十世纪四十年代开始发展，更新较快，总体发

5、展趋势是条款越来越细化、具体，其中比较有代表性的规范是NEHRP。NEHRP规范由建筑抗震安全理事会(BuildingSeismicSafetyCoundl，BSSC)主持编写，每三年修编一次，不断吸收当前的先进研究成果和震害经验，作为联邦紧急事务管理署(FederalEmergencyManagementAgency,FEMA)的推荐性规范出版。到NEHRP2003为止，FEMA已经推出了七版NEHRP规范。与此同时，欧洲也推出了抗震规范Eurocode8，作为设计地震动输入的依据，其地震作用通过反应谱来描述。欧洲Eurocode

6、8采用单一的设防水准(475年重现期)，规定根据各地区不同的地震危险性将领土细分成地震区，按地震分区分别给出区域系数、基本地震系数或有效峰值加速度值。自1953年Housner根据当时累积的大量地震动加速度时程提出了可供实际工程设计应用的平均反应谱之后，反应谱方法已在工程抗震设计中应用了数十年，设计反应谱逐渐被各国抗震规范用作为设计地震作用的主要表达方式，它是结构地震动反应、安全和经济等的综合考虑，但由于不同国家的地震危险性、经济条件和设防思想存在差异，相应的设计反应谱也不尽相同。对于一般工业与民用建筑，抗震规范中给出了对应不同超越

7、概率下的设计反应谱，以此来作为抗震计算的依据。而在最新修订的中国抗震规范中【21，为了满足长周期结构物的需要，反应谱的周期延长至6秒。1．3重大工程与容易发生次生灾害工程的地震安全性评价1．3．1地震安全性评价的兴起近几年来，随着国家基础建设的开展，大规模重大工程包括核电站、液化天然气管道、大坝、海洋石油平台等的建设得到了积极的展开。这类建筑不同于一般工业与民用建筑的是：由于工程的重要性及破坏后果严重性，其设防地震动参数必须要进行专门的研究。基于对重大工程设防地震动参数研究的需要，2第1章绪论地震安全性评价工作应运而生。在中国，自从

8、胡聿贤通过改进comell的危险性概率分析方法提出地震分析方法的综合概率法以后【3】，地震概率危险性分析的研究方法在理论上有了很大的提高，从而为我国地震安全性评价工作的开展奠定了坚实的基础。地震安全性评价(下文简称“安评”)工作是工程