地震工程學(xué)跨世紀(jì)發(fā)展趨勢

地震工程學(xué)跨世紀(jì)發(fā)展趨勢1.前言---地震工程學(xué)的現(xiàn)狀2.地震的新啟示3.防震減災(zāi)法的頒布4.城市防震減災(zāi)的實(shí)施

---地震、工程、管理的結(jié)合5.地震危險(xiǎn)性估計(jì)和地震動(dòng)估計(jì)

---地震與工程的結(jié)合6.新技術(shù)新理論的應(yīng)用7.幾點(diǎn)建議地震工程學(xué)的現(xiàn)狀1.已發(fā)展成一應(yīng)用學(xué)科

(經(jīng)驗(yàn)、理論、實(shí)驗(yàn)、任務(wù))2.地震危險(xiǎn)性分析是設(shè)防的依據(jù)3.重大工程的地震安全性必須確保4.對(duì)象從單體工程到生命線工程,

從工程損失到社會(huì)損失5.設(shè)防原則從單一到多級(jí),從線性到非線性,

從確定性到可靠度6.從經(jīng)驗(yàn)校核到設(shè)計(jì)控制地震的新啟示(1)1.地震烈度與地震動(dòng)加速度的實(shí)際分布不符

如在軟弱場地上:

地基失效會(huì)加重地震烈度而又會(huì)減小地震動(dòng)加速度

(過濾掉一些高頻地震動(dòng))2.近斷層大速度脈沖---每秒幾十甚至百余厘米

美國1997年UBC規(guī)范對(duì)距斷層15公里內(nèi)設(shè)計(jì)地震動(dòng)加速度采用≤2.0的修正系數(shù)地震的新啟示(2)3.震中附近地震動(dòng)加速度會(huì)遠(yuǎn)高于規(guī)范規(guī)定值

對(duì)十分重要的工程這一因素應(yīng)予以考慮

4.中高層房屋在中間樓層的破壞

剛度、強(qiáng)度的突然變化5.鋼結(jié)構(gòu)和勁性混凝土結(jié)構(gòu)的破壞

近節(jié)點(diǎn)的開裂或翼緣的屈曲,不易發(fā)現(xiàn)6.現(xiàn)代橋梁的抗震性能相當(dāng)脆弱

結(jié)構(gòu)細(xì)部和地基基礎(chǔ)處理不當(dāng)?shù)卣鸬男聠⑹?3)7.超靜定結(jié)構(gòu)冗余約束的防倒塌作用單礅高架道路橋的倒塌破壞8.城市中各種設(shè)施和設(shè)備的抗震能力值得重視包括非結(jié)構(gòu)構(gòu)件工業(yè)生產(chǎn)裝置和設(shè)備地震的新啟示(4)

9.防震減災(zāi)規(guī)劃的實(shí)施10.損失主要來自沒有執(zhí)行已知的規(guī)律經(jīng)濟(jì)原因不夠重視不容易做到《防震減災(zāi)法》的頒布(1)

第一章總則第二章地震監(jiān)測預(yù)報(bào)第三章地震災(zāi)害預(yù)防第四章地震應(yīng)急第五章震后救災(zāi)與重建第六章法律責(zé)任第七章附則《防震減災(zāi)法》的頒布(1)

第一章總則第二章地震監(jiān)測預(yù)報(bào)第三章地震災(zāi)害預(yù)防第四章地震應(yīng)急第五章震后救災(zāi)與重建第六章法律責(zé)任第七章附則《防震減災(zāi)法》的頒布(2)

第三章中規(guī)定了若干重要事項(xiàng)及有關(guān)部門的職責(zé)(1)新建、擴(kuò)建、改建建設(shè)工程,

必須達(dá)到抗震設(shè)防要求

本條第三款規(guī)定以外的建設(shè)工程,必須按照國家頒布的地震烈度劃圖或者地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的抗震設(shè)防要求,進(jìn)行抗震設(shè)防。重大建設(shè)工程和可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程,必須進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià);并根據(jù)地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果,確定抗震設(shè)防要求,進(jìn)行抗震設(shè)防。

《防震減災(zāi)法》的頒布(3)

(2)

國務(wù)院地震行政主管部門負(fù)責(zé)制定地震烈度區(qū)劃圖或地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖,并負(fù)責(zé)對(duì)地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果的審定工作。

國務(wù)院建設(shè)行政主管部門負(fù)責(zé)制定各類房屋建筑及其附屬設(shè)施和城市市政設(shè)施的建設(shè)工程的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。國務(wù)院鐵路、交通、民用航空、水利和其他有關(guān)專業(yè)主管部門負(fù)責(zé)分別制定鐵路、公路、港口、碼頭、機(jī)場、水工程和其他專業(yè)建設(shè)工程的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范?！斗勒饻p災(zāi)法》的頒布(4)(3)建設(shè)工程必須按照抗震設(shè)防要求和抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),并按照抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行施工。(4)根據(jù)震情和震害預(yù)測結(jié)果,國務(wù)院地震行政主管部門和縣級(jí)以上地方人民政府負(fù)責(zé)管理地震工作的部門或者機(jī)構(gòu),應(yīng)會(huì)同同級(jí)有關(guān)部門編制防震減災(zāi)規(guī)劃,報(bào)本級(jí)人民政府批準(zhǔn)后實(shí)施。城市防震減災(zāi)(1)地震、工程、管理的密切結(jié)合城市化---社會(huì)財(cái)富加大相互依存關(guān)系多,救災(zāi)必需

(生命線工程,基礎(chǔ)設(shè)施)

抗震能力不足防震減災(zāi)要求的發(fā)展

七十年代---抗震鑒定加固(大中城市、工廠企業(yè))

九十年代---整個(gè)城市或地區(qū),全部承災(zāi)體全部損失(傷亡、直接與間接經(jīng)濟(jì)損失)

減災(zāi)措施地理信息系統(tǒng)(GIS)城市防震減災(zāi)(2)---工作內(nèi)容地震作用估計(jì)承災(zāi)體震害損失預(yù)測應(yīng)急救災(zāi)與恢復(fù)重建改變承災(zāi)體減災(zāi)措施風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)濟(jì)決策分析承災(zāi)體的薄弱環(huán)節(jié)震害預(yù)測與評(píng)估防震減災(zāi)決策地理信息系統(tǒng)

GIS及其他承災(zāi)體(1)承災(zāi)體的范圍人為環(huán)境-----人、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)環(huán)境、工程環(huán)境中的各個(gè)組成部分自然環(huán)境-----地形地貌、地震、地質(zhì)、山川承災(zāi)體的破壞等級(jí)D承災(zāi)體的功能損失=地震作用Y>承災(zāi)體功能R

功能:完好可正常使用修后使用不可修倒塌

R(承災(zāi)體功能):

R1R2R3R4地震作用Y:Y1Y2Y3Y4Y5破壞等級(jí)D:完好輕微中等嚴(yán)重毀壞承災(zāi)體(2)承災(zāi)體清單各項(xiàng)的詳細(xì)分類承災(zāi)體的調(diào)查現(xiàn)場單體調(diào)查---重要項(xiàng)目現(xiàn)場抽樣調(diào)查---一般項(xiàng)目資料收集---次要項(xiàng)目基本資料的收集各項(xiàng)圖件---數(shù)字化地理圖(包括街區(qū)圖,工程分布圖,地質(zhì)圖)及其數(shù)據(jù)庫承災(zāi)體(3)承災(zāi)體易損性(抗震能力)的估計(jì)---

概率矩陣:在給定地震作用Y時(shí),

發(fā)生破壞等級(jí)D的概率P[DY]

估計(jì)方法:

經(jīng)驗(yàn)法P[DI]

簡化分析法P[DY]

彈塑性分析法P[DS(T)]

估計(jì)步驟:分類平均估計(jì)現(xiàn)場資料修正易損性矩陣估計(jì)的解析方法

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

Y(Dy,Ay)U(Du,Au)A破壞等級(jí)完好輕微中等嚴(yán)重毀壞位移D震害預(yù)測震害預(yù)測

SH+VUL→D→L(原生;直接與間接;傷亡與經(jīng)濟(jì))間接經(jīng)濟(jì)損失

間接經(jīng)濟(jì)損失的估計(jì)方法:Y(K,L)=AKLY/Y=K/K+L/L

Y為一系統(tǒng)的產(chǎn)出,K和L為其資本和人力投入

防震減災(zāi)措施1.分析承導(dǎo)致嚴(yán)重災(zāi)害的薄弱環(huán)節(jié)2.,建立震害預(yù)測與減災(zāi)的電腦數(shù)據(jù)庫及分析、管理、顯示和決策支持系統(tǒng),供管理部門使用。3.提出傷員的疏散和救護(hù)、日用品的供給、交通路線的堵塞和通路等減災(zāi)措施。4.都是在以ARC/INFO或MAPINFO為工作平臺(tái)的地理信息系統(tǒng)(GIS)上進(jìn)行地震危險(xiǎn)性分析與地震動(dòng)估計(jì)

—地震學(xué)家與工程師的密切合作地震危險(xiǎn)性分析

地震危險(xiǎn)性分析---綜合概率法,混合法地震動(dòng)區(qū)劃圖---中、美兩國現(xiàn)狀美國新區(qū)劃圖(1997):混合型的(1)最大考慮地震(max.consideredearthquake)用于設(shè)計(jì);(2)按區(qū)劃圖進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),可使各個(gè)地區(qū)在受到超過設(shè)計(jì)地震動(dòng)時(shí)具有近乎同等的防御水平;(3)以概率性的和確定性的地震危險(xiǎn)性分析兩種結(jié)果為基礎(chǔ);(4)區(qū)劃圖采用反應(yīng)譜坐標(biāo)為參數(shù)美國地震活動(dòng)性差異的處理1.以50年超越概率10%的設(shè)計(jì)地震動(dòng)的1.5

倍為防倒塌設(shè)計(jì)目標(biāo)

美國西岸地震活動(dòng)性頻繁,而其中東部較少

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.