地震工程学跨世纪发展趋势

地震工程学跨世纪发展趋势1.前言---地震工程学的现状2.地震的新启示3.防震减灾法的颁布4.城市防震减灾的实施

---地震、工程、管理的结合5.地震危险性估计和地震动估计

---地震与工程的结合6.新技术新理论的应用7.几点建议地震工程学的现状1.已发展成一应用学科

(经验、理论、实验、任务)2.地震危险性分析是设防的依据3.重大工程的地震安全性必须确保4.对象从单体工程到生命线工程,

从工程损失到社会损失5.设防原则从单一到多级,从线性到非线性,

从确定性到可靠度6.从经验校核到设计控制地震的新启示(1)1.地震烈度与地震动加速度的实际分布不符

如在软弱场地上:

地基失效会加重地震烈度而又会减小地震动加速度

(过滤掉一些高频地震动)2.近断层大速度脉冲---每秒几十甚至百余厘米

美国1997年UBC规范对距断层15公里内设计地震动加速度采用≤2.0的修正系数地震的新启示(2)3.震中附近地震动加速度会远高于规范规定值

对十分重要的工程这一因素应予以考虑

4.中高层房屋在中间楼层的破坏

刚度、强度的突然变化5.钢结构和劲性混凝土结构的破坏

近节点的开裂或翼缘的屈曲,不易发现6.现代桥梁的抗震性能相当脆弱

结构细部和地基基础处理不当地震的新启示(3)7.超静定结构冗余约束的防倒塌作用单礅高架道路桥的倒塌破坏8.城市中各种设施和设备的抗震能力值得重视包括非结构构件工业生产装置和设备地震的新启示(4)

9.防震减灾规划的实施10.损失主要来自没有执行已知的规律经济原因不够重视不容易做到《防震减灾法》的颁布(1)

第一章总则第二章地震监测预报第三章地震灾害预防第四章地震应急第五章震后救灾与重建第六章法律责任第七章附则《防震减灾法》的颁布(1)

第一章总则第二章地震监测预报第三章地震灾害预防第四章地震应急第五章震后救灾与重建第六章法律责任第七章附则《防震减灾法》的颁布(2)

第三章中规定了若干重要事项及有关部门的职责(1)新建、扩建、改建建设工程,

必须达到抗震设防要求

本条第三款规定以外的建设工程,必须按照国家颁布的地震烈度划图或者地震动参数区划图规定的抗震设防要求,进行抗震设防。重大建设工程和可能发生严重次生灾害的建设工程,必须进行地震安全性评价;并根据地震安全性评价的结果,确定抗震设防要求,进行抗震设防。

《防震减灾法》的颁布(3)

(2)

国务院地震行政主管部门负责制定地震烈度区划图或地震动参数区划图,并负责对地震安全性评价结果的审定工作。

国务院建设行政主管部门负责制定各类房屋建筑及其附属设施和城市市政设施的建设工程的抗震设计规范。国务院铁路、交通、民用航空、水利和其他有关专业主管部门负责分别制定铁路、公路、港口、码头、机场、水工程和其他专业建设工程的抗震设计规范。《防震减灾法》的颁布(4)(3)建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计,并按照抗震设计进行施工。(4)根据震情和震害预测结果,国务院地震行政主管部门和县级以上地方人民政府负责管理地震工作的部门或者机构,应会同同级有关部门编制防震减灾规划,报本级人民政府批准后实施。城市防震减灾(1)地震、工程、管理的密切结合城市化---社会财富加大相互依存关系多,救灾必需

(生命线工程,基础设施)

抗震能力不足防震减灾要求的发展

七十年代---抗震鉴定加固(大中城市、工厂企业)

九十年代---整个城市或地区,全部承灾体全部损失(伤亡、直接与间接经济损失)

减灾措施地理信息系统(GIS)城市防震减灾(2)---工作内容地震作用估计承灾体震害损失预测应急救灾与恢复重建改变承灾体减灾措施风险经济决策分析承灾体的薄弱环节震害预测与评估防震减灾决策地理信息系统

GIS及其他承灾体(1)承灾体的范围人为环境-----人、社会和经济环境、工程环境中的各个组成部分自然环境-----地形地貌、地震、地质、山川承灾体的破坏等级D承灾体的功能损失=地震作用Y>承灾体功能R

功能:完好可正常使用修后使用不可修倒塌

R(承灾体功能):

R1R2R3R4地震作用Y:Y1Y2Y3Y4Y5破坏等级D:完好轻微中等严重毁坏承灾体(2)承灾体清单各项的详细分类承灾体的调查现场单体调查---重要项目现场抽样调查---一般项目资料收集---次要项目基本资料的收集各项图件---数字化地理图(包括街区图,工程分布图,地质图)及其数据库承灾体(3)承灾体易损性(抗震能力)的估计---

概率矩阵:在给定地震作用Y时,

发生破坏等级D的概率P[DY]

估计方法:

经验法P[DI]

简化分析法P[DY]

弹塑性分析法P[DS(T)]

估计步骤:分类平均估计现场资料修正易损性矩阵估计的解析方法

(Kircher,etal.1997,EarthquakeSpectra,v.13,n.4)

Y(Dy,Ay)U(Du,Au)A破坏等级完好轻微中等严重毁坏位移D震害预测震害预测

SH+VUL→D→L(原生;直接与间接;伤亡与经济)间接经济损失

间接经济损失的估计方法:Y(K,L)=AKLY/Y=K/K+L/L

Y为一系统的产出,K和L为其资本和人力投入

防震减灾措施1.分析承导致严重灾害的薄弱环节2.,建立震害预测与减灾的电脑数据库及分析、管理、显示和决策支持系统,供管理部门使用。3.提出伤员的疏散和救护、日用品的供给、交通路线的堵塞和通路等减灾措施。4.都是在以ARC/INFO或MAPINFO为工作平台的地理信息系统(GIS)上进行地震危险性分析与地震动估计

—地震学家与工程师的密切合作地震危险性分析

地震危险性分析---综合概率法,混合法地震动区划图---中、美两国现状美国新区划图(1997):混合型的(1)最大考虑地震(max.consideredearthquake)用于设计;(2)按区划图进行设计时,可使各个地区在受到超过设计地震动时具有近乎同等的防御水平;(3)以概率性的和确定性的地震危险性分析两种结果为基础;(4)区划图采用反应谱坐标为参数美国地震活动性差异的处理1.以50年超越概率10%的设计地震动的1.5

倍为防倒塌设计目标

美国西岸地震活动性频繁,而其中东部较少

0.2g(10%/50年)0.2g(10%/50年)0.3g(2%/50年)0.24g(2%/50年)0.3g(1%/100年)2.