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1、卷期地震工程与工程振动!∀#∃%&∋#+,−+##%−+,∃+.#+,−+##%/+567,年月()∃∗#01−2%∃&/3+4!地震作用的概率模型及其统计参数高小旺鲍霭斌8中国建筑科学研究院98孙文大学9提要本文对我国华北、西北、西南三个地区朽个城镇地震危险性分析的结果进行了统计和检验,结果表明震烈度的概率分布符合极值。地:型笔者用不同方法对地震烈度的极值:型分布参数进行推断、估计,均得到满意的结果。文中还对地震作用的概幸模型及其统计寿数进行了分析,给出了实用的结果。、一生一一前口结构可靠度分析把影响结构可靠度的各种物理量如各种荷载和结构抗力都看作随机变,,。量这是因为在各种随
2、机因素的影响下结构完成预定功能的能力只能用概率来度量因,。此寻求符合实际的荷载和抗力的概率模型是可靠度分析中的一个重要问题作用在建,,筑结构上的荷载除恒载8在设计基准期内基本上不随时间变化对结构长时间起,作用9可采用随机变量概率模型来描述外其它荷载的特点是其统计规律与时间参数有,。,关须采用随机过程概率模型来描述我国各种结构没计规范将和世界一些国家一样采用以“’,&二概率为基础的极限状态设计方法这就必须将荷载随机过程转化为设计基准期836,&。年9内的最大荷载(这个(则是与时间参数无关的随机变量、,、、通过调查统计批断和检验文献〔〕给出了恒载楼而活荷载风载和雪载的概率分。布和统计参数分,
3、析地震作用下结构的可靠度首先遇到的问题就是寻求符合实际的地震作用的概率模。型及其统计参数地震的发生在时间和空间上都是随机的,地震波的传播又是一,个复杂的物理过程存在着很大的不确定性,因此,需要分析设计基准期内某工程场地遭遇不同强烈程度地震作用的。,〔;、<可能性目前公认的较好方法是用概率论方法进行地震危险性分析从本步骤为7=确定潜在震源位置并选择震源模型;7计算各震源不同震级地震的发生率=∀7确定从震源到场地的衰减规律=>7分析给定场地的地震危险性。地震工程与工程振动卷,在地震危险性分析中对地震发生的概率模型目前国内外最广泛应用的是均匀泊松模型,即假定<7=地震的发生在空间上是独立的7
4、;=地震的发生在时间上是独立的∀7在同一地点、同一时间发生两次地震的概率等于零。均,,,匀泊松模型之所以被广泛应用因为它大致符合客观现象计算简便易于实际应用,,,等但它假定地震发生率为常数而事实上地震发生过程并非如此所以有许多学者正在研、空。究考虑时间间相互依赖的各种地震发生模型我国的长期地震史表明地震活动有高潮期,。和相对平静期之分显然这两个时期地震发生率不同文献〔∀〕介绍了对我国几十个城镇进。行地震危险性分析时考虑地震活动性的方法∀〕,本文根据文献〔对>个城镇地震危险性分析的结果对地震烈度和地震作用的概率分,,。布类型进行了分析结果表明地震烈度符合极值班型地震作用符合极值兀型分布二、地
5、震烈度的概率分布用地震危险性分析方法得到的某场地不同强度地震的超越概率,是确定地震作用概率分。布的基本数据,≅6Χ≅Δ‘’‘’对于某场地地震强度在一定时间内的概率分布问题∃:?ΑΒΧ和Ε06Δ≅Δ等一亚,∃Δ5“’论述了地面峰值加速度符合极值型分布Φ≅0ΦΒΓΗΒΙ5ϑ对地震震级的概率分布用极,。值工型和极值兀型进行了分析和比较结果表明极值皿型比较符合该地区的实际烈,,度和各种地震动参数的概率分布符合极值分布这已为地震工程研究者所接受但究、、、竟极值−互:型中的哪一类型更为符合实际Κ我国在抗震设防中采用烈度表达场地受,,。地震作用的程度因此需要检验和分析地震烈度的概率分布、、。,‘极值分析
6、中工亚:型的差另:Λ主要在于原分布尾部的变化规律如果原分布Μ8Ν9,工=,,,的尾部是指数型则最大值收敛于极值型若Μ8Ν9的尾部是多项式形式则最大值分布=,,,。趋向于极值<型如果Μ8Ν9的尾部有界则最大值分布趋近于极值:型由于地震震级,。和烈度有上界我们认为极值皿型可能更符合地震烈度概率分布的实际情况根据三个地区>,皿型个城镇和新疆地区;3个城镇的地震危险性分析结果我们用极值分布来拟合地震烈度,。的概率分布其结论得到了确认极大值的极值班型分布可表达为<二二兰∗Μ−8/9≅/Ο8Π8卫998:9口一泞式中’。上限值,对于地震烈度。二;度<—,≅一‘Θ7众值在一定时期内超越概率为一3Ρ∀
7、;·兀—形状参数由于在地震危险性分析的—结果中已给出了在基准设计期内的众值烈度。,这样在极值:。型分布中剩下的问题是如何确定形状参数∗∗=我们采用了如下几种办法来确定形状参数7分位值法=;7总体误差最小的最小二乘法=∀7极大似然法。期地震作用的概率模型及其统计参数。分位值法。,。已知。和由某场地的某一烈度的超越概率可以求得一个相应的形状参数∗从地震危险性分析中给出的;个不同烈度与其超越概率的对应关
