考虑巨震的四级地震设防水平一致风险导向定义与决策分析

防止结构倒塌、保障生命安全是确定抗震设防标准的首要目标。抗震设防水准的决策应该从只考虑地震危险性的"一致危险"原则向考虑地震危险性区域差异和工程结构抗倒塌能力不确定性的"一致风险"原则过渡。新颁布的第五代地震动参数区划图已提出第四级设防水准"极罕遇地震"(或"巨震"),但是现行抗震设计规范仍然采用三水准设防原则,抗震设计从当前的三水准设防原则向四水准设防原则转变已成为当前工程界迫切需要解决的问题,但是目前各国对巨震的定义还比较混乱。该文阐述四级地震设防水平决策的风险导向原理,提出确定风险导向地震设防水平的解析方法。针对我国大陆地区的地震环境和抗震设防情况,给出目标倒塌风险以及相应于巨震、大震和中震的目标条件倒塌概率的建议值。采用这些建议值以及地震危险性参数的简化确定方法,初步计算并得到了相应于四级地震设防水准的风险导向地震动参数PGA值。通过与我国现行抗震设计规范、最新版地震动参数区划图和我国学者对各级设防水准地震定义的PGA值进行对比分析,发现该文得到的巨震PGA值大于最新版地震动参数区划图定义的巨震PGA值,而小震、中震和大震的PGA值则小于我国现行抗震设计规范规定的PGA值。

考虑抗震设防的房屋建筑暴露度评估方法研究

以北京市房山区为例,利用行政单元房屋、人口统计数据和人口密度数据确定房山区房屋建筑面积的地理空间分布,根据计算出的房山区建筑易损性矩阵,分别结合重置成本法和市场价法对房山区房屋的暴露度进行评估。结果表明:(1)根据重置成本法和市场价法评估的房山房屋建筑价值分别为1 471.70亿元和32 162.90亿元;(2)根据重置成本法考虑抗震设防水平和不考虑抗震设防水平评估的地震暴露度分别为64.50亿元和1 027.40亿元,分别占房山房屋建筑总价值的4.38%和69.81%,前者理论上更接近地震灾害可能的损失最大值,对提高地震风险评估结果的准确性有重要的实践价值。

基于两水平设防的连续梁桥抗震性能分析

根据《公路桥梁抗震设计细则》(JTG/T B02—01—2008)中的抗震设防新理念和新方法,以Ⅶ度区某连续梁桥为工程背景,建立了弹塑性有限元模型,依次进行了动力特性分析、地震反应谱分析和非线性时程分析,揭示了两级地震作用下桥梁的受力及变形情况,并对桥梁的抗震性能进行了评价,可供桥梁抗震设计参考。

产品质量模糊稳健优化设计截集水平解法

综合考虑产品质量设计中的随机不确定性和模糊不确定性,运用概率理论和模糊集合理论,将传统稳健设计思想延展到更一般情形,建立产品质量等级的模糊判定和约束稳健可行域的模糊判别,形成模糊稳健设计的三准则。利用模糊集合理论的分解定理,将复杂的模糊概率运算又回归到常规概率计算,建立了更灵活、更符合工程实际的常规稳健优化数学模型。该模型可根据工程实际,具体设定设计方案的质量水平、合格品率或优质品率,以及设定约束水平、约束概率等关键参数。最后讨论了该模型最优设防水平的求解方法。

面向地震设防风险的未来中国城乡人口情景及暴露特征

中国城镇和乡村住房建筑地震设防水平差距较大,暴露在低设防农村与高密集城镇下的人口因此面临较高的地震风险,面向地震设防风险分析未来城乡人口及暴露特征具有重要意义。本文基于地震烈度区划图和人口-发展-环境(PDE)模型,模拟分析了5种共享社会经济路径(SSPs)情景下的未来城乡人口地震灾害时空暴露。结果表明:(1)除SSP3下城镇人口数量持续增加外,其他SSP情景下各地区城镇人口数量均先增后降,农村人口数量受城镇化影响呈持续下降趋势;(2)城镇与农村地震灾害高、较高人口暴露等级空间分布相似,集中在华北、西南与东部沿海地区;(3)相较于有设防的城镇地区,无设防农村地震人口暴露等级偏高,高暴露、较高暴露等级的数量偏多,未来城镇人口暴露等级有所上升,而农村人口暴露等级逐渐降低。

浅谈建设工程抗震设防要求的科学合理确定

本文从造成建筑震害的地震效应入手 ,分析了建设工程抗震设防时考虑的主要因素及不同建设工程对抗震设防要求的差异 。

基于性态的抗震设计理论和方法的研究与发展

基于性态的抗震设计理论和方法是目前世界各国学术界和工程界广泛关注的课题。本文从性态设 计的理论框架、地震设防水准、结构抗震性态水准、结构抗震设计方法等四方面评述了国内外的研究和 发展状况，并提出了若干值得重视的问题。

模糊约束下复合材料的可靠性优化设计

考虑结构的可靠度为模糊可靠度,优化的约束函数为模糊约束,利用模糊数学理论和优化设计方法建立了复合材料层合板的模糊可靠度优化模型,并提出了相应的计算方法。模糊可靠度优化是一种软分析方法,提出的方法可以更合理地描述客观实际,为复合材料结构的优化提供新的分析思路。

考虑模糊因素的结构可靠性优化设计

在一般优化设计模型的基础上,建立了考虑模糊因素时的优化设计模型。由于模糊优化所涉及的模糊因素往往包含在约束条件中,所建立的模糊优化模型主要指具有模糊约束的优化设计。选用降半梯形和降半岭形隶属函数得到约束的模糊可行域,再利用模糊约束集的水平截集的概念将模糊优化转化为普通优化,来得到模糊解,最后讨论了最优设防水平的确定方法。

大跨度上承式钢管混凝土拱桥地震响应分析

为研究大跨度上承式钢管混凝土拱桥在地震作用下的动力响应特性,基于地震反应谱分析理论,根据设计图纸以及工程场地地震动参数等技术资料,采用MIDAS/Civil建立了某大跨钢管混凝土拱桥空间杆系有限元模型,对该桥在E1、E2地震作用下的结构响应进行了深入分析,结果表明:该桥主拱肋面外刚度相对较小,第一阶振动表现为横桥向振动;主拱肋之间的连接较弱导致基频周期较长;横撑的设置可在一定程度上提高主拱肋的面外整体稳定性;在E1、E2地震作用下,桥梁各关键构件均处于弹性工作状态,该桥满足抗震设计要求。

结构性能抗震设计理论及应用方法

基于性能的抗震设计已被国际上广泛研究,被认为是未来抗震设计的发展方向。本文在阅读和总结已有研究成果的基础上,通过阐述基于性能的抗震设计方法的基本原理以及具体的实施步骤,从中得到了基于性能抗震设计的优越性。最后总结了性能设计的灵活性和广泛的适用性,同时提出性能设计仍需不断完善的方面。

建筑结构服役全过程可靠性概念注记

从建筑结构的可维修性出发，根据结构从设计到服役直至破坏全过程各阶段综合抗力和综合荷载效应的不同特点，详细探讨了结构各阶段概率极限状态设计中可靠性概念的实质涵义。

模糊优化设计在抗风结构中的应用

把模糊优化理论引入到传统的抗风结构的计算中,使工程抗风结构设计更加合理安全.因为抗风结构包含了大量的模糊因数,从风级到建筑物的体型等等无不包含了大量的模糊效果.

基于易损性指数的钢筋混凝土框架结构地震损伤评估

在传统地震易损性分析的基础上,提出了易损性指数的概念,并用其来评估结构的地震损伤。通过引入群体结构震害评估中震害指数的概念,结合解析地震易损性分析得到的结构破坏状态概率,将震害指数的数学期望作为单体结构的易损性指数。选择8层和10层两组考虑不同抗震设防水平的钢筋混凝土框架结构为研究对象,分析得到结构的地震易损性曲线、破坏状态概率曲线、易损性指数曲线以及结构在小震、中震和大震作用下的易损性指数。分析结果表明:按我国抗震规范设计的钢筋混凝土框架结构基本可以满足"小震不坏"、"中震可修"和"大震不倒"的性能要求。在大震作用下,结构可以较好地控制较严重破坏的发生。随着抗震设防水平的提升,结构的抗震能力得到了加强,但结构在小震、中震和大震作用下的易损性指数却发生了增加。

基于易损性的钢筋混凝土框架结构抗震性能裕度评估

采用性能裕度比作为评估结构抗震性能的指标,该指标通过计算地震易损性中位值与多遇地震、设防地震和罕遇地震强度的比值来评估结构的抗震性能裕度。选择4种考虑不同抗震设防水平的5层3跨钢筋混凝土平面框架结构作为研究对象,通过易损性分析,计算得到结构的性能裕度比。研究结果表明:随着结构抗震设防水平的提高,结构的地震易损性中位值和结构所对应的多遇地震、设防地震和罕遇地震的强度随之增加。然而,由于前者的增加幅度要小于后者的,因此,结构的性能裕度比随其抗震设防水平的提高而降低;在设防地震和罕遇地震作用下,结构具有足够的性能裕度以满足"中震可修"和"大震不倒"的性能要求;抗震设防水平的提高会使结构不满足"小震不坏"的性能要求。

基于性能抗震设计方法的几点思考

基于性能的抗震设计理论是目前世界各国所广泛研究的抗震设计理论。它是一种强调性能控制和资源最优化的设计观念,较现有的抗震设计理念更为科学、合理、灵活。是未来建筑抗震设计的主要指导思想和发展方向。本文从抗震设防水平划分,性能水平制定原则和性能目标选择等方面出发,探讨了基于性能的抗震设计方法的要点,并强调构造措施对实现性能设计的重要作用。