考虑后续使用年限的地震动参数研究

现行抗震鉴定标准引入了后续使用年限的概念,但并未明确给出对应不同后续使用年限不同设防水准的地震动参数取值。在全国平均定义的地震危险性特征下,完整给出与抗震设计规范具有相同概率保证的不同后续使用年限不同设防水准的地震动参数取值;通过工程实例,对地震动参数采用本文取值与现行抗震鉴定标准的鉴定结果进行对比,验证本文方法的合理性。     

不同后续使用年限地震加速度(PGA)取值研究

现行的建筑抗震设计规范中,以"三个水准"来表达抗震设防目标,即"小震不坏,中震可修,大震不倒",对于现有建筑物的抗震鉴定和加固,要使加固后的建筑物在后续的使用年限中具有与原设计相同的概率水准,抗震鉴定和加固时就需要给出相应使用年限的"三个水准"设防目标的地震动加速度(PGA),作为地震作用的计算依据。本文依据极值Ⅲ型概率分布函数,给出不同使用年限下"三个水准"设防目标相对应的地震烈度,进而换算出相应的地震动加速度(PGA),最终给出后续使用30年和40年的"三个水准"设防目标的地震动加速度(PGA)与50年的地震动加速度(PGA)的比值,方便设计人员使用。     

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。     

考虑地震环境下现役结构抗震加固设防地震动参数研究

提出了现役结构抗震加固设计基准期的概念,并提出了不同重要性的现役结构抗震加固设计基准期的取值原则,分析了现役结构抗震加固的设防目标。在用形状参数k作为表征不同地区地震危险性差异的基础上,由地震烈度的危险性曲线公式推导了设计地震加速度Amax和地震影响系数αmax的危险性曲线计算公式,进而对具有不同后续设计使用寿命期的现役结构不同设防水准的抗震加固设防地震动参数进行了研究,给出了设计地震动参数的计算步骤,为现役结构的抗震加固设计提供了依据。     

既有建筑抗震鉴定地震影响系数的取值探究

根据后续工作年限的不同，将既有建筑分为A、B、C三类建筑。为确保不同类别既有建筑在后续工作年限内，和新建建筑的抗震设防目标达到一样的概率保证，实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设防目标，拟通过调整地震影响系数，改变地震作用的计算。通过地震影响系数最大值折减方法、特征周期折减方法和双折减方法的比较，给出不同类别既有建筑地震影响系数的取值方法建议。     

《建筑抗震鉴定标准》GB50023修订介绍

汶川地震后,《建筑抗震鉴定标准》GB50023及时进行了修订,并于2009年7月1日正式实施。本文对新版鉴定标准的主要修订内容进行了介绍,包括现有建筑抗震设防水准的规定,现有建筑后续使用年限的概念及确定方法,不同后续使用年限建筑的抗震鉴定方法,以及重点设防类建筑的抗震鉴定要求等。     

90年代北京高层建筑抗震鉴定策略

按GB 50023-2009《建筑抗震鉴定标准》对建设于不同年代的建筑抗震鉴定,应根据不同的后续使用年限采用相应的抗震鉴定方法,鉴定结果不应低于其建设时适用的GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的要求。但随着国家GB 18306-2015《中国地震动参数区划图》的颁布实施,部分地区的地震动参数出现明显的变化,对建筑抗震鉴定产生较明显的影响。以20世纪90年代北京地区某高层建筑抗震鉴定为例,对比分析不同地震动参数对结构及构件地震内力的差别,并分析其在抗震承载力验算时对构件截面配筋的影响。提出对此类建筑进行抗震鉴定时,在相应的保证概率下可对现行规范中的地震动参数按后续使用年限进行有依据的调整。     

基于一致倒塌风险的建筑抗震评价方法研究

建筑结构的抗震能力、尤其是抗倒塌能力设计目标应根据其所在场地未来一定设计使用年限内可能遭遇的地震危险性来设定。首先介绍了基于动力增量分析（IDA）的结构倒塌易损性分析方法,随后结合地震危险性分析,分别给出了结构抗倒塌能力和结构所面临地震危险性的概率模型,进而根据结构在未来一定设计使用年限内的倒塌概率,对建筑结构的抗地震倒塌风险进行定量评价,并给出了相应的计算方法。以一座7度抗震设防的RC框架结构为例,计算了该RC框架结构在3个同为7度抗震设防而地震危险性不同地区的地震倒塌风险,指出仅以抗震设防烈度作为建筑结构抗震设计的依据所存在的不足,建议应基于一致倒塌风险进行结构抗震设计,并提出了相关结构抗震设计方法需开展的研究工作。     

震损建筑抗震鉴定加固中地震作用取值研究

在震损建筑抗震鉴定加固中,有关地震作用取值如何调整是值得深入研究的问题。以均匀Poisson过程描述地震的概率模型,以极值分布反映地震作用的概率分布,给出了地震烈度、地面峰值加速度与水平地震影响系数最大值之间的换算关系及其危险性曲线公式;阐释了等设防烈度原则、等超越概率原则和等重现期原则的基本原理;列出了震损建筑的几种分类方法及类别。基于震损建筑的后续使用年限,提出采用等重现期原则调整其地震作用取值的办法,并列出了具体的计算步骤。研究表明：相比等设防烈度原则和等超越概率原则,等重现期原则更为合理地反映了震损建筑在后续使用年限内遭遇相当设防烈度地震的风险概率,因此更适用于震损建筑抗震鉴定加固中地震作用取值的调整。     

砖砌体房屋三水准抗震能力判别方法

震前对现有砖砌体房屋抗震能力的判别是对该类房屋采取有效抗震减灾措施的重要依据,对减少该类房屋在地震中的破坏有着重要的实用价值。在我国现有《建筑抗震鉴定标准》(GB 50023—2009)给出的砖砌体房屋抗震能力指数法的框架下,引入抗震能力系数法,实现与抗震设计规范相对应的砖砌体房屋基于烈度的三水准抗震能力判别方法;将其与地震动参数联系起来,给出地震动参数-破坏状态的对应关系,实现砖砌体房屋基于地震动参数的三水准抗震能力判别方法;对汶川地震中发生震害的一栋砖砌体房屋进行抗震能力判别,与实际震害相比较,吻合得很好,并对其进行了三水准抗震能力的判别,表明该房屋满足抗震设防烈度为VII度时小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防要求,验证了方法是可行和有效的,对同时进行不同设防水准下房屋抗震能力的判别是实用的。     

不同设计使用年限下地震作用的确定方法

本文通过对不同地点地震危险性分析结果的统计分析 ,探讨了不同设计使用年限下具有相同概率保证的结构地震作用的变化规律 ,提出了建筑结构抗震鉴定和加固时地震作用的参考取值     

基础隔震结构性态水准和性态目标的研究

以国内外有关结构性态水准和性态目标的主要研究成果为基础,参考国内的相关规范和标准,将基础隔震结构的性态分为5个水准:健康、亚健康、病态、生命安全和毁坏,并针对建筑不同使用功能的重要性提出了3个层次的设防目标:一般设防目标、强化设防目标、重点设防目标。同时,对基础隔震结构用设计基准期定义其不同功能类别,计算了设计基准期不同的三类建筑不同地震动水准的相当超越概率;提出了不同使用功能结构水平向减震系数与隔震后上部结构水平地震作用和抗震措施所对应的烈度分档建议值。最后,将基础隔震RC框架结构的设防目标进行了量化。     

早期既有建筑框架结构抗震性能指标研究

本文对比了各国针对各时期既有建筑的抗震鉴定方法。以50年超越概率与现行规范规定的新建建筑相等为基础,得到了不同后续使用年限的地震动水准指标,并给出了各时期既有建筑的性能水准。根据15根配置不同间距箍筋的框架柱拟静力试验结果,获得了模拟各时期既有建筑框架结构在不同性能水准、不同后续使用年限下的层间位移角限值以及在不同体积配箍率下的体系影响系数,为其抗震性能化研究提供了依据。通过对比分析得到,各时期既有框架结构与新建框架结构在水准2～水准6时,两者层间位移角限值相差较大。建议提高早期建成的框架结构的层间位移角限值要求。     

硬土场地地震动概率反应谱分析

结构抗震设计一直以统计平均值为设防水准,此方法简单但缺乏概率意义的评估值。本文基于硬土场地内309条新获得的地震动记录,建立周期、区间与概率值三者的三维概率分布图,发现概率值难以集中在区间值为1附近,说明以统计平均值为设防水准得出的地震作用概率水平并不相同,应采用统一的累积概率水准进行抗震设防。为此建立了三维累积概率分布图,得出了不同概率保证下的地震影响系数反应谱,并拟合出8度设防水准下不同概率保证的地震影响系数反应谱回归公式。     

既有建筑抗震鉴定的可变荷载取值研究

现行抗震鉴定标准引入了后续使用年限的概念,但并未对不同后续使用年限的可变荷载取值进行调整。按照等超越概率原则确定既有建筑的后续使用基准期,导出抗震鉴定时后续使用基准期内工程常用可变荷载的统计参数表达式,并计算出既有建筑不同后续使用年限的可变荷载取值相对于现行荷载标准的修正系数;通过工程实例,对荷载按照现行荷载标准取值及根据后续使用基准期取值的鉴定结果进行对比,验证抗震鉴定时可变荷载调整的必要性。     

中国大陆地区建筑结构一致倒塌风险的设计地震动研究

基于一致倒塌风险的抗震设计可使不同地区的建筑物在一定时期内达到倒塌风险一致。为了对中国大陆地区建筑结构基于一致倒塌风险的设计地震动的确定进行研究，介绍了一致风险地震动的基本概念及通过设计因子法获取一致风险地震动的原理，并对中国大陆地区一般建筑结构基于一致倒塌风险的地震动计算时采用的结构易损性标准差、目标倒塌风险和设计地震动对应的倒塌概率的合理取值进行分析，结果表明，以一致危险性地震动设防的中国大陆不同地区的一般建筑结构不能达到一致倒塌风险。基于给定的输入参数，使用设计因子法得到了中国大陆基于一致倒塌风险的地震动与当前地震动参数区划图中50年超越概率10%地震动的比值(称为设计因子)的分布，并对不同的输入参数对设计因子的影响进行了分析，发现设计因子与地震动参数有很强的相关性，进而给出了适用于中国大陆的地震反应谱设计因子与地震动参数的拟合式。通过对全国不同烈度分区的算例表明，使用该拟合式得到的一致风险反应谱可以使不同地区和不同周期的结构获得一致的倒塌概率。     

建筑抗震设计规范

《建筑抗震设计规范（GB50011—2001）》于2001年颁布,2002年1月1日实施,其抗震设防的目标是：小震不坏、中震可修、大震不倒。一般情况下,抗震设防烈度可采用地震动参数区划图的地震基本烈度,对已编制抗震设防区划的城市,可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。建筑的抗震设计,除应符合抗震设计规范外,尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。     

某高校行政主楼加固设计

在对某高校行政主楼进行抗震补强加固设计中,运用地震危险性分析的研究成果,按可接受的风险概率为10%确定在后续设计使用年限内的地震参数,并采取相应的抗震构造措施,在保证使用安全的条件下,降低了工程成本;行政主楼是该校具有特殊意义的建筑,加固设计时进行了多方案比较论证,在保证安全、可行的前提下,保持了原建筑的既有风格.     

我国2000年抗震设计模式规范展望

对现行（建筑抗震设计规范）（ＧＢＪ１１—８９）的主要特点和存在问题作了评论，提出了编制我国２０００年抗震设计模式规范的初步设想和若干重要研究课题：对地震危险方面的研究，实现由烈度向地震动参数区划的过渡，按重现期或超越概率重新定义地震危险水平；提出以结构性能为基础的抗震设防标准，定义不同结构的性能目标；对现行抗震设计反应谱的缺点加以改进，考虑长周期谱成分和近场强震效应，采用能量谱和位移谱、损伤谱等；将能量方法实用化，引进地震动持时等；对结构抗震计算方法加以改进；以结构位移或构件及节点的应变为主要参数，建立结构损坏和倒塌的标准等等。     

某部分框支剪力墙超限高层结构设计

以某结构设计为例,采用基于性能要求的抗震设计方法,提出合理的抗震性能目标、性能水准及实现性能设计的主要方法,对结构进行多遇地震、设防地震及罕遇地震作用下的计算分析,结果表明在不同地震动水准下结构不同部位的水平和竖向构件承载力及变形状态达到了设定的性能目标要求,验证了方案的合理性。